關于鍋爐節能優化設計的相關問題探討

張鈞

摘 要：鍋爐作為我國工業生產中重要的能量轉換設備，在促進我國經濟發展中發揮了重要的作用。鍋爐的運行需要消耗大量的能源，而在我國能源比較緊張的形勢下，國家號召節能減排，所以應該將節能理念融入到鍋爐設計工作中。鍋爐節能設計，一方面要注重燃料消耗量的降低，另一方面要提高鍋爐燃燒熱效率，降低熱損耗。鍋爐節能優化已經成為我國工業發展的主要趨勢，對于促進我國工業生產的可持續發展具有重要的意義。

關鍵詞：提高；供熱；效率；措施；鍋爐

鍋爐的運行需要消耗大量的能源，同時由于鍋爐的構成比較復雜，所以在運行過程中，會因為各個設備之間配合不密切或者設計不合理，而造成效率的下降或者熱能的損失。為了加強鍋爐節能優化設計，應該從燃料運行管理、調整鍋爐運行參數、加強受熱面和輔機改造，以及引進新技術等方式入手，從而提高鍋爐燃燒熱效率。對于鍋爐的節能優化設計，還應該與實際用途相結合，在提高運行效率的基礎上，降低運行成本，從而達到節能減排的目的。

1 鍋爐節能優化設計分析

我國鍋爐大部分為燃煤鍋爐，燃煤鍋爐的燃料消耗和熱能損失也比較嚴重，所以下面主要是對燃煤鍋爐進行的節能設計。節能優化設計的途徑有很多種，可以通過各種措施來提高燃燒熱效率，降低運行成本。

1.1 爐拱節能優化設計

在應用鏈條爐排鍋爐時，可以通過對爐拱的優化設計來改善燃燒狀況。對于正傳鏈條爐排鍋爐而言，爐拱都是按照設計規定的煤種而設計出相應的配置，但是在實際運行時，經常會因為無法使用設計煤種而影響到燃燒效率。所以在對爐拱進行節能優化設計時，通過改變爐拱的形狀和位置，能夠適應多種煤種的燃燒需求。設計改造后的節能效果比較明顯，并且改造的投資收效快。

1.2 鍋爐煙氣余熱回收

在鍋爐燃燒運行過程中所排放的煙氣溫度較高，在受熱面傳熱性能較好的情況下，排出的煙氣溫度也會達到二百度左右。如果受熱面的傳熱性能降低，加之燃燒工況不佳，煙氣溫度就會進一步上升，致使煙溫過高而造成熱能的損耗。針對這種情況可以進行煙氣余熱的回收利用，既能夠減少高溫煙氣對環境的污染，又能夠最大程度的降低因高溫煙氣而造成的熱能損耗。所以可利用熱管換熱技術來回收煙氣余熱，將收集到的熱能應用于空氣預熱器、省煤器等設備中，為提高工業生產的經濟效益、社會效益以及生態效益做出了重大的貢獻。

1.3 給煤裝置節能優化設計

在我國燃煤鍋爐中使用的給煤裝置一般都是斗式，在給煤時，就會出現塊煤和末煤混合的現象，這種給煤方式就會導致全部堆疊在爐排上，從而阻礙風量的供給，直接影響到燃燒效率，造成能源的浪費。針對這種情況可以對給煤裝置進行改進，將斗式給煤裝置改造設計成分層裝置，利用重力篩選器將燃煤中的塊煤和末煤分離開，使其能夠松散的分布在爐排上，保證風量的供給，從而確保燃煤的充分燃燒，最大程度的提高燃燒效率。這種改造所需費用較低，并且很容易實現，對于爐況較差的鍋爐節能效果較為明顯。

1.4 爐膛內壁噴涂節能涂料

鍋爐水冷壁管、過熱器管、省煤器管長期經受煙氣中粉塵的高速沖刷，加之鐵管的高溫氧化作用，致使鐵管壁厚磨損嚴重，鍋爐使用壽命直線下降。更重要的是鐵管的遠紅外輻射系數只有0.65左右，爐膛內的熱量不能很快透過鐵管傳遞到水中。因此強烈建議現役燃煤鍋爐水冷壁管和省煤器管表面噴涂遠紅外輻射節能涂料，提高鐵管表面的輻射系數到0.93以上，保護爐體、延長爐齡、有效輻射爐膛內紅外熱能，顯著提高爐膛內的熱傳遞效果，減少黑油排放，節約燃料消耗，投資不多效果很好。

1.5 采用富氧燃燒方式

在鍋爐燃燒時火焰溫度不達標，煤渣的含碳量較高且煙氣排放不達標時，表明鍋爐出力不足，燃燒效率不高，會造成很大的能源浪費。此時需要對鍋爐進行節能優化設計，可以采用富氧燃燒的方式，增加助燃空氣中氧氣的含量，同時減少空氣過剩系數，可以提升燃煤的充分燃燒，降低煙氣排放量，提高燃燒效率。這種節能優化設計的節能效果較好，并且短期內可收回投資。

1.6 使用全自動高效激波吹灰器

由于燃煤質量參差不齊，鍋爐結構設計以及燃燒參數不合理等各種因素，經常會導致鍋爐受熱面上積灰和結焦，直接降低受熱面的傳熱性，在嚴重的情況下還會導致安全事故的發生。對于鍋爐受熱面積灰和結焦現象的處理，一般都會采用定期除灰、除塵和相應的除塵裝置，但是效果不太明顯。采用全自動高效激波吹灰器，可利用激波發聲的方式來震蕩、撞擊和沖刷受熱面上的灰塵以及結焦，可以達到全面清潔的效果。這種吹灰方式比較便捷，投入成本較低，可減少能源的損耗。在燃煤、燃油和燃氣鍋爐中得到了廣泛的應用，可以替代其他除灰設備，并且具有較為廣闊的發展前景。

1.7 燃燒系統節能優化設計

對于正轉鏈條爐排鍋爐，可從爐前適當位置噴入適量煤粉到爐膛的適當位置，使之在爐排層燃基礎上增加適量的懸浮燃燒，可以取得較為明顯的節能效果。但是噴入的煤粉量、噴射速度與位置要控制適當，否則將增大排煙黑度，影響節能效果。對于燃油、燃氣和煤粉鍋爐，是用新型節能燃燒器取代陳舊、落后的燃燒器，改造效果也與原設備狀況相關，原狀越差效果越好。

1.8 鍋爐輔機節能優化設計

輔機的運行狀況對鍋爐的燃燒效率有一定的影響，所以可通過對輔機的節能優化設計來提高鍋爐的運行效率。根據鍋爐現有的燃燒狀況，調整鼓風機、引風機的運行參數，保證風量供給的合理性，嚴格控制風速、風量以及角度，確保燃煤能夠充分燃燒，并且降低排煙熱損失。還可以通過對其他輔機的設計改造來提高鍋爐的燃燒效率，從而達到節能的目的。

1.9 蒸汽鍋爐密閉式高溫凝結水回收

針對過去開式回收凝結水所存在的閃蒸汽浪費、凝結水再次被氧化、熱能回收率不高的缺陷，在詳盡調查用汽設備熱負荷的前提下，通過更換先進疏水閥，平衡回收管網壓力，增設蒸汽噴射熱泵和GY凝結水回收裝置，可以實現高溫凝結水的密閉式回收，可有效節約鍋爐燃料。

2 結束語

隨著工業污染的加劇，對我國的生態環境產生了巨大的破壞，為了保證經濟建設與生態環境的和諧發展，對工業鍋爐進行節能優化設計已經成為必然趨勢。鍋爐燃燒效率低，不僅會造成能源的損耗，影響到工業生產的經濟效益，同時還會危及到生態環境的質量。所以應該根據工業生產中鍋爐的運行狀況，有針對性的進行節能優化設計，改善燃燒工況，一方面能夠降低工業生產的運營成本，另一方面可減少對環境的污染，這也是我國建設節約型社會的需求。

參考文獻

[1]堯冬冬，王亞剛.工業鍋爐節能優化控制系統的設計方案[J].江南大學學報（自然科學版），2014.

[2]楊桂榮.關于工業鍋爐設計中節能減排問題的探討[J].同行，2015. [3]堯冬冬，王亞剛.工業鍋爐節能優化控制系統的設計方案[J].江南大學學報（自然科學版），2014.