锅炉使用环节影响能效的因素及相应的处理措施

王旭东

摘  要：锅炉可以提供企业生产所需的热能，但它本身也是一个高耗能的设备。在能源日益枯竭的今天，了解锅炉各使用环节对能耗的影响，对我们指导锅炉科学合理的使用有着重要的意义。文章从锅炉各使用环节影响能效的因素如：燃料类型、燃烧调节、设备管理以及维护保养等方面进行了探讨，并从这些方面分别提出了提高锅炉能效使用的一些建议。

关键词：锅炉;使用环节;能效影响;处理措施

中图分类号：TK212.4    文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）35-0176-03

锅炉是企业的心脏，它能提供生产所需的热能，但它本身也是一个高耗能的设备。在能源日益枯竭的今天，了解锅炉各使用环节对能耗的影响，对我们指导锅炉科学合理的使用有着重要的意义。这不仅有利于促进锅炉的节能降耗，还有利于提高能效利用率以缓解能源危机，有利于降低温室气体排放，有利于促进社会的节能环保工作，从而促进社会和经济的发展。

1  燃料类型对于锅炉能效的影响及处理措施

1.1  燃料类型对锅炉能效的影响

锅炉是一种能量转换设备。它可以将向其输入的化学能和电能转化为输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅炉的能耗就是消耗的燃料和电能。锅炉消耗的燃料及电能转化为热能的多少，决定了锅炉能效的高低;其排放有害物质的多少，决定了环保工作的好坏。

燃料是锅炉能量的来源，主要有煤、气、油、生物质等常规能源。对锅炉而言，燃料类型是锅炉设计和生产过程控制的重要依据。

煤是我国锅炉燃料的主要来源。要了解煤在使用中对锅炉能效的影响就要从煤各工业成分分析入手。煤的工业成分分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算等四项内容。该四项内容所占比例的不同，决定了煤种的不同，也决定了该煤的发热量、着火温度、可磨性、粒度及融化点等的不同。因此对燃煤锅炉而言，煤的质量是锅炉设计和生产过程控制的重要依据。如果煤种与锅炉型号不适应，煤颗粒加工不合要求，易造成燃煤着火困难、燃烧不充分、炉膛结渣结焦、排渣困难、燃烧设备损坏、锅炉吸热不充分等能效使用低下事件。因此煤的选择和加工质量是燃煤锅炉能效使用上应考虑的一个重要环节。

锅炉常用的气体燃料有天然气和煤气。与煤炭等固定燃料相比，气体燃料具有燃烧后无废渣、飞灰，且热值高、洁净等优势。气体燃料与空气接触充分，燃点较低，极易着火，燃尽率极高，因此气体燃料本身热值高低是能效利用的一个重要参考因素。天然气作为一种宝贵的清洁能源，在利用上需要考虑的环节较少。煤气是煤使用方法的较高级，是煤炭在炉内经过一系列的反应转化而成。

既然煤气是由煤转化而成，其煤气的热值高低就受原煤影响，其制取的难易程度和耗能情况也受原煤和煤气转化炉的影响，因此在煤气使用能效上要考虑原煤选择范围及煤气转化炉的适用性。

燃油锅炉一般使用柴油进行燃烧，个别使用重油。柴油是轻质石油产品，复杂烃类混合物。重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，其特点是分子量大、黏度高。其成分主要是高分子烃类，另外含有部分的硫磺及微量的无机化合物。液体燃料的流动性是考虑的关键指标，因为流动性的好坏决定着燃油在燃烧机中雾化程度的高低，雾化越好，与空气接触越充分，越易燃尽。

生物质燃料是指将生物质材料燃烧作为燃料，主要指农林废弃物（如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等）。生物质燃料主要是生物质成型燃料，是将农林废弃物作为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型（如块状、颗粒状等）的，可直接燃烧的一种新型清洁燃料。生物质燃料纯度高，不含其他不产生热量的杂物（如煤矸石、石头等），其含炭量高，灰份及含水量极低。另外生物质燃料不含硫、磷，不易腐蚀锅炉，燃烧时不产生二氧化硫和五氧化二磷，因而不会导致酸雨产生，不易污染环境，是一种清洁固体有机燃料。生物质燃料燃烧后灰碴极少，极大地减少了堆放灰碴的场地，可以降低出碴费用。生物质燃料作为一种可再生能源，与煤炭相比更清洁环保。生物质燃料燃烧效率高低与炉型是否相配，生物质燃料颗粒形状大小，发热量的多少以及着火点、风配比等有关。

对燃料来说，燃烧越完全，燃料化学能转化成热能的效率就越高。因此从燃料燃尽率来说，燃气最高，燃煤最低。不同燃料的锅炉，其锅炉能效有很大差异，就是因为各燃料特性的不同所造成。

1.2  处理措施

综上所述，我们在燃料节能上应采取以下措施提高锅炉能效：

①锅炉燃料应尽量采用高效绿色能源（如天然气等）。这是因为各种不同的燃料燃尽率不相同，燃气的燃尽率最高。

②对低效燃料进行加工，提高燃料的燃尽率。其一，对煤进行煤气化加工，将煤从固体燃料转为气体燃料;其二，对生物质燃料进行颗粒化加工，强化燃烧机理，提高燃尽率。

③加强煤的存储保护。煤存储保护不好，热量易造成损失，严重的还会自燃和风化，锅炉燃煤能耗会大幅上升。同时要打击煤中掺假行为，尽量使用洁净煤。

④燃料要与所选炉型相适应。不同燃料对应不同炉型的锅炉，只有燃料种类与锅炉炉型相配，大小颗粒加工得当，才能提高锅炉燃烧效率。

2  燃烧调节对于锅炉能效的影响及处理措施

2.1  燃烧调节对锅炉能效的影响

锅炉燃烧必须满足外界负荷的要求，锅炉的燃烧调节必须依据负荷的变化来进行。每台锅炉都有一个经济负荷范围，一般都在锅炉额定负荷的75%～90%左右，超过此负荷，效率要下降;低于此负荷，效率也要下降。因此锅炉的额定负荷要满足生产负荷的需求。锅炉燃烧调节的好坏就是锅炉能否长期维持在经济负荷下运行。物质燃烧有三要素：燃料、空气和温度。燃料提供可燃物，空气提供氧，温度指达到着火点。锅炉的燃烧调节就是调节锅炉炉膛内燃料的多少、空气的多少以及温度的高低。燃烧调节首先考虑的是炉膛温度。如果炉膛温度过低达不到燃料的着火点，燃料就不能燃烧，造成燃料的不完全燃烧损失。但是温度过高，易造成固定燃料中的灰融化结焦，不利于高效燃烧和设备的安全。除了温度外，燃料本身也会对燃烧造成影响。如果燃料颗粒过大，不利于其与空气接触，造成不完全燃烧损失;反之，若燃料过细，易被风吹走，也不利于燃烧，易造成飞灰损失。燃料中的杂质更不利于高效调节，不但误火还会破坏燃料分层布局，影响燃烧。空气是燃烧调节需要考虑的另外一个必要因素。若风量调节与燃料调节无法匹配，将出现不完全燃烧，冒黑烟或者空气过量，使锅炉效率降低。在锅炉燃烧调节上，燃料增减与送风增减在操作顺序上也要考虑，如调节不当也同样会使锅炉出现不完全燃烧，冒黑烟或者空气过量，使锅炉效率降低。锅炉水质调节控制不当，将会使锅炉出现结垢、过烧、腐蚀等现象，严重影响锅炉的经济安全运行。

2.2  处理措施

综上所述，锅炉在燃烧调节中一般可采取以下措施提高锅炉能效：

①锅炉应尽量维持在经济负荷内运行（在锅炉额定负荷的75%～90%左右）。

②锅炉燃烧调节要根据负荷、不同燃料、不同炉型建立相应调节工艺。只有专门的调节操作工艺才能使锅炉运行调节更高效。

③锅炉燃烧尽量采用自动化调节。自动化程度高的锅炉，能使锅炉调节更精细，能有效减少人为调节不当引起的低效运行事件。

④强化水质质量调节。锅炉水质不好，易引起锅炉结垢、结渣、过烧、腐蚀等有害事件，使得锅炉的能耗剧增，设备安全受到影响。加强锅炉的水质控制有利于锅炉的节能降耗。

⑤采用冷凝水回收技术。对于蒸汽锅炉所产生的蒸汽经过生产用热设备后生成的冷凝水，很多用户未对冷凝水进行回收，大部分是当废水排掉了。其实这部分冷凝水热值高且水质好，如果进行回收利用，可节省水处理费用，也可降低油（气）耗和煤耗。

3  锅炉设备管理对于锅炉能效的影响及处理措施

3.1  锅炉设备管理对锅炉能效的影响

锅炉要做到高效节能，设备过硬是其主要因素。锅炉的设备管理就是尽量使设备运行达到设备设计的最优化。锅炉的设备分为燃烧设备、通风设备及受热面设备。锅炉的燃烧设备要能尽量将燃料完全燃烧;通风设备要能合理配风，避免过量空气系数过大或过小，烟风道畅通，避免积灰等现象;受热面设备要能将燃料释放的热量尽可能的吸收，减少排烟损失。

3.2  处理措施

对于锅炉的设备管理，一般可采取以下措施提高锅炉能效：

①锅炉应选用燃烧效率高的新型锅炉。

②锅炉炉型要与实际运行燃料相匹配。燃烟煤的锅炉不能选用无烟煤，专用燃天然气的燃烧机不能选用燃油。

③加强锅炉炉体及管道设备的隔热保温。

④加强给煤装置技术改造（如分层燃烧装置）。强化给煤装置，有利于煤的燃烧分布更合理，使得配风更均匀，煤能更好的燃烧，降低煤的固体不完全燃烧损失。

⑤对排烟温度高的锅炉，加装尾部烟道节能装置。节能装置可以大大降低锅炉的排烟温度，锅炉排烟温度不是越低越好，要根据不同燃料进行适当选择。

⑥对控制系统进行节能改造，增强自动化控制程度。

⑦完善锅炉设备的调试。锅炉设备能否处于最优化的节能环境，与锅炉的调试工作密不可分。燃油、气锅炉要强化燃油、气的流量、压力与配风及压力的调试，使其燃烧最优化。燃煤要加强配风比、炉膛风压及煤的分层布置等调试工作。只有这样，才能使锅炉高效燃烧。

4  锅炉维护保养对于锅炉能效的影响及处理措施

4.1  锅炉维修保养对于锅炉能效的影响

锅炉经过一段时间运行之后，其各部件易出现腐蚀、磨损、泄露、烧坏等各种缺陷，如不及时维护保养就会影响锅炉安全高效稳定运行。锅炉系统设备使用寿命的长短、设备能否高效使用与平时的维护保养密不可分。锅炉维护保养不到位，锅炉运行就存在隐患。因此企业要认真做好日常的检查、维护与保养，使其延长使用寿命，保持高效的技术性能。

4.2  处理措施

锅炉维护保养与能效有关的因素很多，总结起来可以按以下措施做好锅炉的维护保养相关工作：

①完善巡检制度和路线。只有锅炉的巡检工作做到位，才能迅速发现锅炉隐患，及时采取措施，消除缺陷，确保锅炉正常运行。

②定期对锅炉辅助设备进行润滑加油。只有当锅炉各辅助设备运转正常，才能有利于锅炉的运行调节，降低燃料消耗及电耗。

③做好设备及控制仪表盘的清洁卫生。搞好设备卫生、减少灰尘，能降低电气线路发热，避免电流过大烧电机或使电器仪表控制盘乱动作，引发锅炉事故，从而增加锅炉能耗。

④定期对锅炉进行吹灰和清灰。根据锅炉运行规律，对锅炉各部件进行吹灰和清灰，有利于降低电机电耗及振动，增大用电设备的输出功率，保证锅炉系统正常运行。另外，可以降低锅炉受热面灰阻，强化吸热，提高锅炉效率和延长锅炉使用寿命。

⑤强化锅炉停炉保养制度。锅炉在停炉期间如果保养不当，容易造成氧腐蚀，严重影响锅炉的寿命和安全。只有做好锅炉的停炉保养，才能确保锅炉安全稳定运行，从而达到节能的效果。

⑥定期做好锅炉的维修消缺工作。锅炉在运行一段时间后，多多少少都会有一些事故发生，这些事故由少到多，由小积大，会严重影响锅炉的经济节能及安全运行。定期根据锅炉运行情况进行总结，建立一个周期性的维修时间段消缺，这样才能更好的确保锅炉在运行期间的高效环保和安全。

5  结  语

随着科学技术的进步，人们对能源利用手段的不断提高，对影响锅炉使用效率的因素认识会更加全面，采取措施也会更丰富。锅炉使用中的“人、机、料、法、环”等五个环节将更加科学合理的衔接，锅炉的节能降耗工作将会取得更大的成果。

参考文献：

[1] 张力.锅炉原理[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2] TSG G0002-2010，锅炉节能技术监督管理规程[S].