工业锅炉能耗问题及节能措施

郑维澄

（福建省特种设备检验院莆田分院，福建 莆田 351100）

工业锅炉能耗问题及节能措施

郑维澄

（福建省特种设备检验院莆田分院，福建 莆田 351100）

从长期检验实践中发现福州市工业锅炉在热力系统安装方面存在节能回收设备配置不足,在运行使用方面存在水垢结生严重、操作不当等许多薄弱环节，造成锅炉能耗管理工作严重滞后和能源的巨大浪费，本文从热力系统和运行操作方面提出一些有效节能途径与对策，提高能源利用效率。

工业锅炉；能耗；节能措施

一、概述

众所周知，工业锅炉能耗是为了生产二次能源——蒸汽或热水，蒸汽或热水是通过热力管网送往各种用热设备，满足生产工艺需要。从我市工业锅炉节能使用状况普查摸底结果表明：许多企业只重视工业锅炉本身的节能技术改造，提高出力和热效率，而对能源的综合回收利用考虑得较少，日常疏于对管网和用热设备的滴漏散热管理，忽视了在热力系统中装设必要节能回收设备，水处理设备运行操作不到位，造成能源整体利用率普遍较低。锅炉受热面上结生1mm的水垢，浪费燃料3%～5%，采用变频电机可节省电能30%～40%[1]。锅炉各项热损失中，排烟热损失为最大，达8%～12%[2]。蓄能器是一种节能装置，一般可节约燃料5%～15%，一台4t/h、额定蒸汽压力1.25Mpa的锅炉,若其连续排污量为5%,则每小时排污排出的热量相当于7.3Kg标准煤产生的热量[3]。笔者认为工业锅炉节能降耗除锅炉本身改造外，主要应从管网、回收设备、水处理设备和作业人员操作等方面综合考虑。

二、工业锅炉热利用率低成因分析

（一）热力系统损失

锅炉、管网和用热设备组成的热力系统，该系统的能源利用率等于锅炉热效率、管网热效率和用热设备热效率的乘积，即η能=η锅.η管.η设。由此可见，锅炉耗能的大小不仅决定于本身热效率的高低，而且也决定于热力系统的能源利用率。

（二）运行操作不当造成能源损失

1、从多年检验数据统计分析,工业锅炉结生水垢较为普遍，水垢一般在2～5mm。多起锅炉鼓包、爆管事故原因分析，结果表明了水垢给工业锅炉正常运行带来极大危害：浪费燃料、损坏受热面、降低锅炉出力、降低锅炉使用寿命。这主要是锅炉作业人员文化程度不高，化学专业知识掌握不多，水处理交换剂随着交换水量达到一定量而失效时，没能及时发现、及时再生，延误再生时机，造成锅炉结生水垢；其次交换剂交换使用一定时间时,部分交换剂会由于各种原因而发生破碎或被异物堵塞造成处理能力下降,没对再生后的交换剂实际水处理能力（即Q值）进行必要修正。

2、在运行中，经常将高压蒸汽膨胀为低压蒸汽送往用热设备。在锅炉启动时，往往将蒸汽大量排空造成浪费。锅炉排污量没能合理控制，使锅炉内部淤积垢渣。热力管网上各种阀门跑冒滴漏现象司空见惯，据测试一只DN50阀门漏汽漏水日浪费燃料折合人民币约80元。

（三)设备配置不齐全造成热能浪费

1、在工艺系统中没有装设蒸汽冷凝水回收装置，让优质蒸汽凝结水任其流失，造成热损失。

2、在工艺系统中没有装设蓄能器，当蒸汽使用量不大时，无法将剩余蒸汽通过喷嘴进入蓄能器，将热能有效储存。

3、烟道尾部没有装设换热器设备，无法充分利用锅炉排烟余热，造成排烟损失。排烟温度升高5℃，则锅炉效率降低0.2%。

4、风机、水泵等设备的调速方法是靠调节入口或出口挡板、阀门开度来调节给风量、给水量，使电机输出功率大量损耗在挡板、阀门截流过程中。

5、在实际使用中，风机、水泵等设备电机设计容量比实际需要高出许多，存在“大马拉小车”现象，效率低下。

6、排污系统没有装设扩容器或换热器对排污热量进行利用。

（四）热力管道安装设计不科学

1、对露天输汽、水管道保温层表面没有很好防雨措施。

2、蒸汽输送管道布局不合理，采用管径偏大，输送距离较远，造成压降较大，能耗损失大。

三、降低工业锅炉能耗对策

（一）变频技术应用

在风机、水泵、链条变速箱等设备上装设变频器，可有力地提高电动机的工作效率、节约电能。

1、根据流体力学原理，风机、水泵流量Q与转速N成正比，所需功率P与转速N的立方成正比。如果风机、水泵的效率一定，当流量下降时，改变电机转速，其功率P明显下降。

2、风机的工作效率计算公式：ηp=C1（Q/N）-C2（Q/N）2，式中Q为流量，N为转速，C1、C2为常数。通过风门调节风量时，因转速N不变，则效率ηp下降，而通过转速控制风量时，风量与转速成正比，比值Q/N不变，ηp效率始终保持最佳状态。

（二）水处理再生时机识别

经过多年的现场检验实践，总结出工业锅炉水处理再生时机简易识别方法：在水处理设备进水侧加装一个日常使用的水表，当交换剂更换或再生结束时，交换剂具有正常处理能力时，记下此时水表的读数Q1；交换剂从开始工作，每天要提取出水水样三次进行分析，当分析结果显示水质硬度不符合锅炉用水标准时,记下此时水表读数Q2，那么交换剂在软化周期内实际能软化处理的水量为Q=(Q2-Q1)。只要锅炉的给水水源不变情况下，则司炉人员只要记住Q值，当水处理设备软化处理水量达到Q时，应该进行下一次的交换剂再生工作，这样就能确保交换剂在正常的处理能力下工作。考虑到交换剂使用后少部分破碎或被异物堵塞造成处理能力下降,一般情况下，对交换剂处理水量可按5%Q递减进行修正,实践证明较合理。

（三）锅水品质辅助控制

每天应在锅内加入少量的纯碱水溶液,可以防止司炉人员工作疏忽而忘记及时再生，导致少量硬水进入锅炉产生的少量水垢,有效防止锅炉水垢结生，节约了燃料。

（四）排污量合理控制

锅炉排污量可用水位表显示的水位降进行度量,即用“水箱法”测出水位每下降10mm所对应的锅水量,同时测出每次排污前后锅水碱度的下降幅度,从而建立相应关系, 即用碱度高低决定排污时水位表的水位降，避免多排造成浪费，少排锅筒内结生水垢。

（五）管道设计要合理

为减少蒸汽管道的散热损失，应尽可能采用小的管径，缩短输送距离。在输送蒸汽前将汽压降低到最低必须的数值。对供热设备和管道进行良好的保温。运行中，用红外线测温仪对管道保温层表面温度定期进行测量，保温层表面温度不超过60℃。

（六）装设一些热能回收装置

在热力系统中要增设蒸汽冷凝水回收装置，对蒸汽冷凝水进行回收，可节省20%燃料。在排烟系统中要增设换热器，降低排烟温度，可节省1.5%燃料。要增设蒸汽蓄热器用来储存多余蒸汽。

四、结束语

综上所述，工业锅炉采取多种节能途径相结合，能有效地降低能耗。主要做好以下工作：1、要点增设蒸汽冷凝水回收装置、排烟换热器、蒸汽蓄热器等设备，提高能源利用率。2、要准确把握水处理交换剂再生时机和锅内适量加药的辅助，能有效地防止水垢结生。3、用“水箱法”正确控制排污量。4、变频技术推广应用。5、加强作业人员节能技术培训，开展锅炉能效测试。实践证明，这些措施应用能有效地提高能源的利用率，降低成本，提高企业经济效益。

[1]鹿道智主编《工业锅炉司炉教程》第二版 航空工业出版社 2005.4.

[2]周英 赴欣刚编著《锅炉水处理实用技术》第一版 地震出版社 2002.6.

[3]张昊编 《工业锅炉检验》 中国锅炉压力容器检验协会 2003.9.

Issue of Industrial Boiler on Energy Consumption And Energy Conservation Measures

ZHENG Weicheng
(Fujian Special Equipment Supervision and Inspection Institute Putian Branch, Putian 351100, Fujian, China)

During long-term inspection practice, it is found that there is a deficiency in the configuration of energy conservation and recovery equipment in the installation of thermodynamic system of industrial boiler in this city. Many weak links in the running and implementing of industrial boilers, such as serious sediment incrustation, improper operation and etc., have brought a big delay to the management of energy consumption of industrial boiler and caused a big energy waste. The author puts forward some effective ways and countermeasures in energy conservation in thermodynamic system and also running and operating to improve the use efficiency of energy.

industrial boiler; energy consumption; energy conservation measures

2010-03-17

郑维澄，男，福建省特种设备检验院莆田分院书记兼副院长，高级工程师