淺談工業鍋爐的節能方法

摘要：隨著國民經濟的發展，對能源的需求日益增加。由于我國人口眾多，人均的能源產量還是很低，因此采取開發與節約并重的能源方針，把節能放在重要的位置。所以，工業鍋爐的節能問題已迫在眉睫。

工業鍋爐是我國耗能最多的設備之一，每年消耗的能源約占整個國家能源消耗的1/3。而工業鍋爐耗能是為了生產二次能源——蒸汽或熱水。蒸汽或熱水是通過熱力管網送往各種用熱設備由熱力系統；鍋爐管網和用熱設備組成。因此，節省工業鍋爐耗能必需從鍋爐、管網和用熱設備三方面系統地考慮。而工業鍋爐效率低的重要原因是鍋爐容量能耗大，能量利用率降低。因此，提高鍋爐熱效率的問題已迫在眉睫。目前新制造的鍋爐正在采用先進的設計，以及先進的節能手段，來滿足節能減排的要求。而對于一些使用原有鍋爐的小企業、對鍋爐了解不夠深入的企業，又受到改造資金的限制，則感到困難重重，不知從何下手。對此，有必要在現有條件基礎上提供一些指導和幫助，以解其燃眉之急。

1、實施節能的理論模式

該模式暫不考慮新設備及新技術的采用，僅從燃燒理論上進行節能分析，尋求節能方法。根據常規的熱平衡理論，我們知道：熱效率η＝Q 吸/Q 燃。可見提高熱效率關鍵在于提高鍋爐有效吸收的熱量。

Q 吸＝Q 燃- Q1- Q2- Q3- Q4- Q5

Q 吸：鍋爐有效吸收的熱量；

Q 燃：燃料燃燒所放出的總熱量；

Q1：燃料固體未燃盡而損失的熱量；

Q2：燃料氣體未燃盡而損失的熱量；

Q3：排煙帶走的熱量；

Q4：鍋爐外部冷卻損失的熱量；

Q5：灰渣物理熱損失。

從上面公式可以看出，若想提高Q 吸，就應盡量使燃料充分燃燒最大限度地釋放出燃燒熱。同時，盡量減少Q1~Q5 的熱損失。

2、具體節能減排指導方法

（1）提高燃料燃燒所放出的總熱量Q 燃

充分燃燒：只有充分燃燒才能最大限度地釋放出燃燒熱。充分燃燒就需要足夠的氧量，而足夠的氧量靠鍋爐的給風來實現。所以給風應保證爐膛內具有一定的空氣余量系數。但此系數又不可過大，過大的給風量雖保證了充分燃燒，但也勢必造成爐內氣量的增加，從而導致引風機功率的加大，使耗電量增加。同時，引風加大也會造成燃料氣體未燃盡損失（Q2）的增加，得不償失。此系數對于工業鍋爐來說可分為如下幾種：鏈條及往復爐排燃用無煙煤，其最佳系數為1.5~1.6；燃用煙煤、褐煤為1.3。若采用拋煤機，則為1.3~1.4 為宜。對于手燒爐排，此系數分別為1.5 和1.4。爐排合理運轉：爐排的運轉速度關系著燃料的燃燒時間。過慢易燒損爐排，造成財產損失；過快燃料無法得到充分燃燒，造成燃料損失。此速度應在實際工作中，依據所燒煤種的燃燒狀態及爐渣狀況來具體調整。保證爐排編排質量：爐排的編排質量，決定爐排的間隙的大小。過小則影響給風，過大則造成固體燃料的漏泄，導致損失。

（2）減少燃料固體未燃盡而損失的熱量Q1

減少Q1 實際上也就是增加Q 燃，實現燃料的充分燃燒。在給風合理、爐排運轉合理的情況下，基本可以達到減少Q1的目的。但對于灰分較大、易于結焦的煤種還應盡量選擇往復爐排。對于采用鏈條爐排的鍋爐，還應增強司爐人員的責任心，做到勤觀察、勤撥動。

（3）減少燃料氣體未燃盡而損失的熱量Q2

欲減少Q2，應保證未燃氣體在爐膛內的存留時間。可以適當地壓低中拱拱頭，提前可燃氣體的預燃期。同時壓低拱頭可以使可燃氣體改變流動方向，相應增加可燃氣體在爐內的存留時間，促進了可燃氣體的充分燃燒，實現了減少燃料氣體未燃盡而損失的熱量Q2 的目的。

（4）減少排煙帶走的熱量Q3

排煙帶走的熱損失Q3，主要從兩個方面控制：一是要保證給風和引風的合理配比。引風過大，則煙氣流速加大，導致Q2 的增加、排煙溫度提高，導致Q3 的增加。引風過小，則鍋爐正壓，導致工作環境臟，污染環境，影響司爐人員身體健康。此配比，宏觀上以保證燃煤充分燃燒的基礎上，使鍋爐爐膛火焰觀察口處保持輕微的向內吸力即可。它可以通過給風及引風閘板的調節來實現。二是從鍋爐設計方面控制，布置合理足夠的受熱面。在保證合理的給引風配比的情況下，增加煙氣回程，使煙氣與受熱面充分換熱，降低排煙溫度，減少Q3。但要注意，排煙溫度要符合國家標準的要求，不能過低，防止造成低溫腐蝕。

（5）減少鍋爐外部冷卻損失的熱量Q4

要想減少鍋爐外部低溫環境對鍋爐的影響，就應加強對砌爐質量的控制。從安裝、修理、維護等環節上加強質量監控，保證爐墻保溫材料自身質量和添充質量，保證耐火磚和外墻磚的砌筑質量。使爐體外墻表面溫度盡可能地低于國家標準要求的溫度，實現減少Q4 的目的。

（6）減少灰渣物理熱損失Q5

灰渣物理熱損失Q5，這是一個必然的熱損失。只能在不影響其它因素的情況下適當放緩爐排運轉速度，使其充分放熱。或尋求其它方法來利用這部分余熱

3、小結

進入21世紀以來， 我國的經濟在飛速發展，能源對經濟發展的瓶頸制約越來越明顯， 今后一個相當長的時期內能源消耗仍以煤炭為主， 且供應將更加緊張。工業鍋爐節能降耗已列為國家節能重點， 通過以上措施的實施， 可有效地提高鍋爐效率， 降低工業鍋爐能源消耗。鍋爐進行合理的節能改造后的收益是相當可觀的，而上述節能方法指導適用于眾多在用的鏈條鍋爐，但我國工業鍋爐生產廠家多、爐型多、即使是相同生產廠家，相同型式的鍋爐，存在的問題也不盡相同，所以改造鍋爐要因爐制宜，因煤制宜，區別對待，切忌“一刀切”。鍋爐改造要做到具體問題具體分析、綜合治理，同時力求改造量小、施工期短、投資少、見效快和高水平。

當然為了促進工業鍋爐節能減排事業的發展， 我們要從管理上尋找創新的突破口， 使管理成為工業鍋爐節能減排的軟實力， 積極建議國家建立健全我國在工業鍋爐燃料政策、能效標識、節能產品等各個層面上的法規和標準， 使工業鍋爐的節能減排建立在全社會督促的良好環境之下， 形成全社會節能減排的共識。

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