工業(yè)鍋爐能效測試中的問題及節(jié)能研究

王試元

（海南省鍋爐壓力容器與特種設備檢驗所，海南?？?570203）

工業(yè)鍋爐能效測試中的問題及節(jié)能研究

王試元

（海南省鍋爐壓力容器與特種設備檢驗所，海南?？?570203）

工業(yè)鍋爐使用中的能效測試十分重要，首先針對工業(yè)鍋爐能效測試中影響鍋爐能效水平的問題及原因做出了分析，接著研究了工業(yè)鍋爐的節(jié)能方法，從而促進鍋爐更好地合理使用。

工業(yè)鍋爐；能效測試；節(jié)能研究

目前，隨著我國社會現(xiàn)代化程度越來越高，對新能源的需求也日益增多，新能源也變得更加緊俏，所以節(jié)能問題和能效測試就顯得更加重要。在工業(yè)生產的過程中會經(jīng)常使用像有機熱載體鍋爐、熱水鍋爐、蒸汽鍋爐等，這些都屬于工業(yè)鍋爐，有著較高的能耗，每年都要消耗巨大的能源，可以達到國內能源總量的1/4。目前正在使用的此類鍋爐大概有50萬臺左右，其中有80%以上都是使用燃煤，其他的以燃油鍋爐及燃氣鍋爐為主，但在使用時發(fā)現(xiàn)，他們的熱效率普遍較低，所以，分析其存在的問題并進一步節(jié)能化處理顯得尤為重要。

1 工業(yè)鍋爐能效測試中的問題

在使用工業(yè)鍋爐時，大量的熱損失是重要的問題。包括爐內氣體沒有燃燒充分的熱損失、煙霧排出時的熱損失、灰渣物理熱損失和散熱損失、爐內固體沒有燃燒充分的熱損失。在測試了工業(yè)鍋爐的能效之后，很容易發(fā)現(xiàn)鍋爐在平時管理、維護、使用和保養(yǎng)等方面有什么問題，使得鍋爐使用中的能耗增大，對鍋爐使用的利用率及熱效率產生不利的影響。

1.1 鍋爐長期在低負荷下運行

在采購鍋爐設備的時候，為了使得遠期擴展和生產所需得以保證，一般配備鍋爐蒸發(fā)量都要高于所需要的。據(jù)測算，在負荷率大于75%時，工業(yè)鍋爐會產生比較高的運行熱效率。但是當前很多企業(yè)工業(yè)鍋爐長時間燃燒不穩(wěn)定，實際運行負荷往往只有額定負荷的30%～70%，固體和氣體不完全燃燒熱損失及鍋爐散熱損失都遠遠高于額定負荷運行的時候。

1.2 鍋爐使用中切換頻繁

在實際測試中，企業(yè)用熱頻率隨時影響著鍋爐的運行，常常在十幾分鐘至一小時內來回波動，生產線用汽量、用熱不均勻，這就引起了停爐、啟爐非常頻繁，大小火工況切換在鍋爐運行時也很頻繁。首先會影響到承壓部件的壽命及鍋爐安全；此外，受負荷波動影響，導致惡劣的燃燒工況，給水、配風往往也無法適應波動，引起鍋爐熱效率忽低忽高。

1.3 鍋爐受熱面積灰結垢

鍋爐運行時間長了之后，灰和水垢就會在鍋爐各受熱面產生。因為工業(yè)鍋爐有著較低的水質要求，結垢現(xiàn)象一般都會在檢驗鍋爐內部受熱面時被發(fā)現(xiàn)。如果企業(yè)水處理設備配置不到位，加上不完善的運行管理，就會導致鍋爐水質超標，產生嚴重的爐內結垢。受熱面積灰現(xiàn)象時常發(fā)生在生物質、燃煤等固體燃料的鍋爐里，如果企業(yè)沒有及時定期處理，就會大大增加了受熱面的熱阻，對鍋爐傳熱造成影響，導致較大的熱損失。

1.4 鍋爐排煙溫度過高導致空氣系數(shù)存在問題

一般來說，鍋爐重要的熱損失是排煙熱損失，可以占到整個熱損失的60%至80%。造成此種情況的原因主要是過量空氣系數(shù)過大及排煙溫度較高。因為鍋爐設計和結構的限制，像空氣預熱器及省煤器等尾部受熱面并沒有加裝在鍋爐上，就無法回收利用煙氣余熱；在運行時，排煙溫度同時還受到了結垢、受熱面積灰的影響。

1.5 給水溫度過低且未回收冷凝水

如果能對企業(yè)生產用完的冷凝水及蒸汽的熱能加以利用，將具有十分明顯的節(jié)能效果。據(jù)研究，如果鍋爐給水溫度提升6°，可將燃料節(jié)約1%?？纱蠖鄶?shù)企業(yè)對這一方面重視不夠，而且沒有完備的系統(tǒng)，鍋爐參數(shù)較小，這一部分能量的節(jié)約利用往往被忽視。

1.6 爐體破損導致鍋爐產生滴漏

鍋爐部件在長期使用后就會破損及老化，在進行測試時，跑冒滴漏現(xiàn)象經(jīng)常會被發(fā)現(xiàn)存在于部分鍋爐中，有些爐體保溫也會有些破損。這些會對鍋爐的安全運行帶來隱患，還會增加鍋爐散熱損失及汽水損失。

1.7 燃料選用及存放不規(guī)范

企業(yè)在進行設備采購時，有時存在管理不規(guī)范、采購不嚴等問題，就會使得一臺鍋爐的燃料特性有較大差別，因為鍋爐在設計時都會對燃料適應范圍有相應的要求，所以鍋爐運行的熱效率及穩(wěn)定性就無法保證，就會進一步增加了運行維護的費用。此外有些企業(yè)不合理存放燃料，經(jīng)常就露天堆放，就會讓更多的雜質混入到燃料中，增加了燃料的含水量等問題，燃料熱值就會被浪費。

2 節(jié)能方法研究

2.1 使用維護中節(jié)能

在選擇鍋爐時，企業(yè)主要需按照自身負荷及生產能力來選擇，根據(jù)生產需要，也可以選擇多臺小容量的鍋爐方便集中控制。當負荷需求降低時，就能夠及時使得鍋爐運行數(shù)量減少，讓單臺鍋爐運行負荷提升；如果負荷需求增大時，就能快速增加鍋爐運行臺次并及時對單臺負荷進行調整，這樣就能使得整體及單臺鍋爐的熱效率得以保證。加強監(jiān)督司爐工的運行水平及鍋爐房的管理，進行節(jié)能知識的培訓，對鍋爐進行燃燒調整及燃燒測試需要定期安排，使得鍋爐維持運行在合理工況。使得鍋爐控制水平得以改善。按照鍋爐負荷要求及自身參數(shù)，對鍋爐自動控制系統(tǒng)進行完善，改造或更換和鍋爐不匹配的輔機，使用給水泵及變頻風機。讓鍋爐一直運行在較好的水平，使得鼓、引風機的自動調節(jié)、燃料供給及鍋爐給水得以實現(xiàn)。按照生產工藝，選擇性回收利用冷凝水及蒸汽，冷凝水溫度較低的可以用于水箱的回收熱量及工質，蒸汽溫度較高時可以導入除氧器來熱力除氧并對給水進行加熱，如果冷凝水及蒸汽受到了污染，就對其進行表面式換熱器熱量回收，然后再進行排放處理。

2.2 從鍋爐各項熱損失方面考慮

2.2.1 降低排煙熱損失

回收煙氣余熱應按照實際使用情況及鍋爐的構造來梯級利用，總體上需符合“高質高用”的原則。有些煙氣余熱仍有較高的溫度，可以設置省煤器或蒸汽發(fā)生器，優(yōu)先滿足加熱給水或生產蒸汽；有些煙氣余熱溫度較低，可對生活用水進行供熱、對燃料加熱、助燃空氣及采暖等用途。應該將尾部末級受熱面受低溫腐蝕及煙氣所增加阻力考慮進去，對鍋爐內外受熱面的結垢及積灰狀況定期進行檢查，對各受熱面進行清潔，使傳熱得以改善，進一步對鍋爐的水質進行優(yōu)化，讓鍋爐結垢情況改善。過量空氣系數(shù)選取要合理，鍋爐各個系統(tǒng)的密封性要得以保證，防止煙道和爐膛漏風，避免煙氣短路；在運行過程中，也要對尾部氧氣含量變化情況進行實時監(jiān)測，對配風及燃料比例按照工況及負荷進行及時調整，從而使排煙量進一步降低。

2.2.2 降低氣體不完全燃燒熱損失

只有保持適當?shù)臓t溫和過量空氣系數(shù)才能使得氣體不完全燃燒熱損失降低，使爐膛內可燃氣體停留時間增加，空氣和可燃氣體才能混合充分。燃料在過量空氣系數(shù)較低時就不能完全燃燒，就會增加尾部的可燃氣體含量；當鍋爐有著較小的負荷時，爐內有著較低的溫度，有些來不及燃燒的燃料就會隨煙氣排出，不完全燃燒的熱損失同樣會增大。

2.2.3 降低固體不完全燃燒熱損失

燃料應按照鍋爐實際狀況選取，爐膛要想保持較高的溫度，就需要燃料有足夠的熱值確保其著火穩(wěn)定并燃燒。爐排的轉速應按照燃燒工況進行合理的調節(jié)，積極的撥火翻煤，使空氣和燃料進行充分接觸，確保爐膛中的燃料能有一定的停留時間，更便于燃料燃盡。對給煤裝置進行改進，運用分層布風和給煤技術，使燃料顆粒隨著煤層厚度的增加越來越小，這樣爐排底層就會布滿大塊燃料，上面分布有中等顆粒燃料，表層則布滿粉末和顆粒，這樣燃料就會更方便燃燒及著火。布風需考慮爐膛燃燒及燃料情況，有些燃料很難燃盡就盡量增加些熱二次風，確保空氣和燃料充分混合，并保持較高的爐膛溫度。

2.2.4 降低灰渣物理熱損失

灰渣顯熱引起的損失通常較小并且固定，所以可以用灰分含量少的燃料來降低灰渣物理熱損失，應當在合理使用的基礎上盡量地讓燃料充分燃燒，減少排渣量的產生。

2.2.5 降低散熱損失

盡可能采用質量好的保溫材料，保溫層厚度也要進行合理選擇；定期進行檢查、維護及保養(yǎng)，避免保溫材料破損及受潮。由于鍋爐具有固定的散熱面積，散熱量受負荷影響變化不大，燃料消耗量在負荷較低時就會減少，所以燃料每千克平均散熱量就會變大，也就是散熱損失增大了。

3 結束語

總之，在能耗嚴重、能源短缺的大形勢下，工業(yè)鍋爐的節(jié)能工作及節(jié)能研究形勢十分嚴峻。在對工業(yè)鍋爐進行能效測試時，努力找到影響其熱效應的因素，對鍋爐使用維護當中急需完善及改進的地方進一步研究，制定相關節(jié)能措施來降低鍋爐各項熱損失，保證鍋爐運行過程的平穩(wěn)，使鍋爐熱效率進一步提升，從而真正實現(xiàn)工業(yè)鍋爐使用中的節(jié)能效果，增加社會效益。

[1] 李茂東，黎華，鐘志強.工業(yè)鍋爐能耗現(xiàn)狀分析與節(jié)能措施[J].石油和化工設備，2009，（7）：67-69.

Problems in Energy Efficiency Test of Industrial Boilers and Energy Conservation

Wang Shi-yuan

Energy efficiency testing in industrial boilers is very important，this paper first analyzes the problems and causes of the boiler energy efficiency level which is often generated in the industrial boiler energy efficiency test，and then makes the energy saving method and research of the industrial boiler，so as to promote the better use of the boiler.

industrial boiler；energy efficiency test；energy saving research

TK227

B

1003-6490（2017）12-0093-02

2017-10-12

馬賽（1988—），男，山東濰坊人，助理工程師，主要研究方向為芳烴抽提。

收稿日期：2017-10-15

作者簡介：王試元（1979—），男，海南?？谌耍こ處?，主要從事特種設備檢驗和鍋爐能效測試的工作。