工業鍋爐能耗現狀分析與節能措施

魯金燦

（徐州工業鍋爐有限公司，江蘇 徐州 221000）

引言

對于能源消耗系統來說，工業產業當中鍋爐設備占據了較大的比例，且一部分能耗是由供熱系統所造成。我國的煤炭產量相對較多，但工業產業在生產階段所耗費的煤炭占據了1/3的比例，通常是以工業鍋爐設備的耗能為主，其占據了燃煤總量的80%以上。大部分工業鍋爐的熱效率相對較低，所以在運行的過程中耗費了大量的原材料和能源資源，整體的污染排放度相對較高，容易帶來嚴重的環境問題。現階段需要結合工業鍋爐的能耗現狀予以全方位的分析，提出有針對性的節能措施，及時地改善能耗問題，并提高工業鍋爐的運轉效率。

1 分析工業鍋爐能耗現狀

1.1 尚未提升工業鍋爐自控水平

對于我國燃煤系統中的工業鍋爐設備來說，通常是以開環控制方法為主，無法根據外界的整體能量使用變化情況，采取自動化的形式對鍋爐的運行狀態進行調節。所以，鍋爐在燃燒和運行的過程中，為調整作業的操作和開展帶來了較大的難度，導致相關人員無法及時掌握鍋爐的運轉狀態。在使用工業鍋爐設備時，由于尚未對其配置運行監測儀表，無法保障監測儀表的健全性，容易帶來失靈等問題。操作人員在針對鍋爐的燃燒工況以及負荷變化進行調整時，由于缺少充足的參考數據，所以難以結合鍋爐的負荷變化，對運行工況作出合理調整，使鍋爐和電機在運行的過程中，難以采取高效化的運行模式，對整體運轉成效帶來局限，不利于維護鍋爐的最佳運轉工況，從而造成資源浪費問題[1]。

1.2 產生不完全燃燒熱損失

在工業鍋爐設備的運行過程中，容易產生不完全燃燒現象，形成熱損失等問題。通過對不完全燃燒階段所產生的熱損失類型予以細致劃分，可以將其分為化學和機械等兩種類型。一方面，機械不完全燃燒熱損失主要是指尚未燃燒殆盡的煤粒，并在燃燒階段所帶來的熱損失。對于上述為燃燒的炭包來說，若碳包包含于灰渣和飛灰中，那么層燃爐中容易出現漏煤現象，從而帶來熱損失問題。另一方面，對于化學不完全燃燒熱損失來說，通常是指在實際的排煙過程中，其中含有CO、H2、CH4等可燃性氣體，且此類氣體尚未全部燃燒殆盡，所以容易產生熱損失[2]。

1.3 煤種爐型難以匹配，存在燃煤燃盡困難

在燃煤工業生產過程中，所使用的鍋爐設備需要按照一定的煤種情況，為設計作業的開展提供助力支持。燃煤的熱值力度和灰分等基礎參數容易發生變動，導致煤種與鍋爐之間不相匹配，難以維持兩者之間的適應性，所以在燃火過程中存在困難。在通常情況下，前期設計階段的鍋爐設計熱值，與實際所產生的熱值之間存在差異。當燃燒階段所使用的煤種性能，能夠與燃煤工業鍋爐設計要求相匹配時，才能夠持續維持鍋爐設備在運轉過程中的良性狀態。對于我國現階段所供應的燃煤來說，大多數是以原煤為主，所以并未經過加工和處理，所以燃煤品質存在較大差異。

1.4 管理人員節能意識薄弱

部分單位的管理人員在鍋爐節能方面存在著意識薄弱的現象，很少會去關注節能方面的事項，對于推動鍋爐節能的積極性較低，從而使得鍋爐節能難以得到有效的投資與管理。在節能減排理念越發重要的今天，若是管理人員空有一身高強的管理能力而缺乏節能意識，那么就無法實現國家節能減排的戰略目標，不利于人類的長久生存與發展。因此，有必要加強對管理人員的培訓，確保其具備一定的節能意識。

2 改善工業鍋爐能耗現狀的節能措施

2.1 規范工業鍋爐設備的選用

2.1.1 采用微機控制技術

當鍋爐的蒸發量超過了10 t/h的規定后，需要使用計算機控制系統，對鍋爐設備的蒸發量予以嚴格管控。對于小型的鍋爐設備來說，需要結合實際情況為其配備熱工儀表，發揮出小型過濾設備和熱工儀表的實際效用，采用計算機系統控制方法。從鍋爐設備的氣壓、水位、給水流量、蒸汽流量、排煙溫度、爐膛溫度、風量、燃料消耗以及風壓等運行參數出發，對實際所顯示的參數數據進行記錄，基于精準化的控制形式，加大對給水系統和燃燒系統的控制力度，進而達到節能目標。在計算機應用技術水平的提升過程中，使微機的成本價格逐漸降低，可以加快工業鍋爐微機控制系統的建設進程，基于成熟性和經濟性的系統模式，將其滲透于工業的鍋爐房中，保證鍋爐運行的安全性與穩定性，獲得良好的節煤效果。在使用計算機控制方法時，能夠對多種不同類型的運行數據進行記錄，為統計和考核作業的開展提供便利性支持，結合鍋爐設備的整體運行情況，通過嚴格考核，保障產量、能耗等數據信息的完整性和真實性。

2.1.2 選擇節能型鍋爐設備

在工業鍋爐的運行過程中，為了確保鍋爐的安全性和節能性，需要在開展鍋爐篩選作業時，保證鍋爐設備篩選的適宜性與合理性。首先，需要根據工業鍋爐設備的整體用途，對介質予以合理選用，盡量避免使用蒸汽類和過熱蒸汽類的鍋爐，需要使用熱水類和飽和蒸汽類等鍋爐，實現安全性和節能性等目標。

其次，通過對鍋爐的熱效率進行分析，應確保熱效率能夠超過國家的節能型鍋爐設備規范要求。對于產品質量優良的廠家來說，需要積極與其取得聯系，并優先選用品質良好的鍋爐產品。

再次，在篩選節能型鍋爐設備時，需要確保設備能夠滿足熱介質參數要求，并符合熱負荷等規定，根據工業產業的工藝特性和生產要求，在綜合考慮生活需求和采暖通風基礎上，對熱負荷進行計算，根據最終的計算結果，為鍋爐的臺數和容量篩選作業提供充足的參考依據。在鍋爐出力的過程中，需要與用戶的熱負荷變化趨勢之間保持適應性。在一般情況下，燃煤鍋爐的經濟負荷需要得到嚴格管控，并將其控制在額定負荷的70%～80%的區間范圍內。對于低負荷的形式來說，則應超過額定負荷的20%～30%左右。需要注意的是，在鍋爐的運行過程中，需要避免鍋爐長期處于低負荷的運行狀態。

在鍋爐安裝地區時，還應堅持環保性和綠色化的發展要求，加大對鍋爐篩選作業的管控力度。對于市區和風景區來說，在鍋爐設備的安裝過程中，需要對航煤鍋爐層燃爐和燃油燃氣鍋爐予以優先選擇。

最后，還應根據當地的可用煤種特性予以分析，從發熱量、揮發份、灰分和含流量等多項指標出發，確保鍋爐設備篩選的適宜性，所選用的鍋爐能夠對燃燒階段所篩選出的燃料進行利用，保障燃料燃燒的有效性，與燃料煤種之間產生良好的適應性。對于鍋爐設備的用煤品質來說，需要堅持就地取材的原則，避免長時間的開展運輸作業，結合當地的實際情況，堅持經濟性與合理性的原則，適當地采用低質煤等燃料。

2.2 工業鍋爐節能降耗措施

2.2.1 分析并處理燃煤鍋爐

對于不同類型的燃煤來說，其自身的品質具有差異性，其中所含有的顆粒物各不相同。當燃煤的顆粒相對較大時，則會出現不完全燃燒等現象，無法實現對燃煤的充分利用。在鍋爐的燃燒過程中，由于會受到燃煤自身含水量的影響，導致燃火環節存在延遲性。當燃煤的揮發性相對較高時，則會加快燃燒的整體效率，當燃煤的揮發性普遍較低，那么在實際的燃燒過程中，則會為著火環節帶來較大的難度。為此，當燃煤在進入到鍋爐設備的前期階段，會對其進行反復清洗，并保障燃煤篩選的適宜性。對各種燃煤的品質進行檢查，通過對燃煤的水分、顆粒和揮發程度進行綜合考慮，篩選出合適的燃煤材料，并將其投入到工業鍋爐設備中，獲得更加優良的燃燒效果，形成高效化的燃燒模式。

2.2.2 關注并應用節能技術

在工業鍋爐的運行過程中，為了提高能源的回收效率和利用效率，并保證工業鍋爐節能降耗措施的合理性，需要對新型節能技術予以高度重視，并遵循回收節能改造整體解決方案的指導，將其放置于工業鍋爐爐的設計環節，實現對新型節能技術的充分利用。

一方面，在鍋爐的運行過程中，還需要加大對節能措施設計的監管力度，采取有針對性的鍋爐養護方法，通過全面了解節能相關系統，從冷凝水體系、自控裝置以及燃燒設備等多種體系入手，對不合理的設施進行重新設計并加以改造。采取有效的維護方法，保障體系維護作業的實際效用，獲得優良的鍋爐設備節能性能。另一方面，需要加大對鍋爐節能技術的研究力度，以某工廠技術節能項目為例（見圖1），從實用性和運用性這兩個層面入手，在工業鍋爐的運行過程中，發揮出節能監測、能量回收、節能添加劑以及鍋爐燃燒等多項技術的實用價值，保障節能技術應用的靈活性和時效性，保障鍋爐節能技術應用的科學性。

2.3 適當減小空氣系數

首先，工業企業需要在管理人員的過程中，有意識、有目的地開展人員培訓作業，使各部門人員的節能減排意識得到加強，遵循節能減排指標的規定要求，提出有效的管理措施，減少能源浪費并降低廢氣排放量，加大對鍋爐房設備管理力度。其次，還需要設置高效化的監控設備，并將其應用于燃煤工業生產作業中，從鍋爐設備的溫度和氧量等兩個層面入手，基于實時化的觀察形式，發揮出監控設備的實際效用，并采取合理措施，對鍋爐的配風量進行調整。再次，應在鍋爐配風的過程中，堅持合理化和科學化原則，在鍋爐前方著火區和后方燃盡區中，通過適當減少風量，在中間燃燒區中，采取相關措施增大整體風量。最后，需要保證培訓內容的專業性，提高鍋爐管理人員的專業技能水平，并建立完善的管理工作制度，促進鍋爐修理作業的順利實施，改善外墻的保溫形式，降低鍋爐漏風等問題的發生幾率。

表1 某工廠技術節能項目的節能成效

2.4 分時分段形式，節約消耗材料

從配置、管理等工序入手，對采暖供氣等工序加以處理，發揮出動力站的實際效用，結合用料單位的實際情況，明確掌握熱負荷的大小設置，根據當天的天氣環境變化，綜合考慮熱單位的工序狀況。在使用分段分時方法時，應嚴格按照程序設置，以循環形式為用人單位進行供氣。按照鍋爐設備的氣量，事先對遠距離的用熱單位進行供氣，或者用熱單位具有預熱工序時，同樣能夠將其作為先行供氣單位。當符合標準溫度設置后，可以采取關閉供氣或者減少供氣等操作，并對其他單位進行供氣，保障供氣作業的循環性。采用分段、分時的供氣方式，避免在供氣高峰時期無法保障氣量供應的充足性，或者存在氣量過多的不良局面，保障空氣熱負荷的平衡性。鍋爐能夠以滿負荷的狀態穩定運行，不僅可以節省燃煤資源，還可以在高峰時期避免停爐問題的出現，提高鍋爐的整體熱效率。

2.5 加強培訓工作，塑造節能意識

鍋爐節能策略能否得到落實，在很大程度上取決于單位的管理層人員。我國有關部門應當組織各單位的管理人員實現對節能概念的學習與理解，深入把握為什么要節能、怎么做才能節能等方面的內容，為管理人員塑造高度的節能意識，加強對節能的投資以及管理力度，從而為鍋爐節能提供一定的保障。此外，基層操作人員也應當具有一定的節能意識，而通過對管理人員進行培訓，能夠有效實現“以上帶下”，進而讓整個單位的人團結一心，共同營造高度的節能意識。同時，單位自身還應當設置一定的監管體系，確保節能策略能夠在各個環節中得到落實，避免違規操作。監管體系主要由內部監管和外部監管共同構成，內部監管指的是單位自身的監管部門，外部監管主要是政府監督、輿論監督、社會團體監督以及人民群眾監督。

3 結語

在工業生產作業中呈現出了高能耗的現象，且大量的能耗問題來自于鍋爐設備，在此類問題的干擾作用下，為了促進工業產業的持續化運行，需要采取有針對性的控制措施，結合工業鍋爐的整體能耗現狀予以分析，并保障節能措施的時效性和完善性。通過強化人員的節能意識，在提高專業技能水平的同時，提高工業企業的鍋爐節能降耗能力，加快生態節能事業的發展進程。