工业锅炉能效测试中的问题及节能研究

王试元

（海南省锅炉压力容器与特种设备检验所，海南海口 570203）

工业锅炉能效测试中的问题及节能研究

王试元

（海南省锅炉压力容器与特种设备检验所，海南海口 570203）

工业锅炉使用中的能效测试十分重要，首先针对工业锅炉能效测试中影响锅炉能效水平的问题及原因做出了分析，接着研究了工业锅炉的节能方法，从而促进锅炉更好地合理使用。

工业锅炉；能效测试；节能研究

目前，随着我国社会现代化程度越来越高，对新能源的需求也日益增多，新能源也变得更加紧俏，所以节能问题和能效测试就显得更加重要。在工业生产的过程中会经常使用像有机热载体锅炉、热水锅炉、蒸汽锅炉等，这些都属于工业锅炉，有着较高的能耗，每年都要消耗巨大的能源，可以达到国内能源总量的1/4。目前正在使用的此类锅炉大概有50万台左右，其中有80%以上都是使用燃煤，其他的以燃油锅炉及燃气锅炉为主，但在使用时发现，他们的热效率普遍较低，所以，分析其存在的问题并进一步节能化处理显得尤为重要。

1 工业锅炉能效测试中的问题

在使用工业锅炉时，大量的热损失是重要的问题。包括炉内气体没有燃烧充分的热损失、烟雾排出时的热损失、灰渣物理热损失和散热损失、炉内固体没有燃烧充分的热损失。在测试了工业锅炉的能效之后，很容易发现锅炉在平时管理、维护、使用和保养等方面有什么问题，使得锅炉使用中的能耗增大，对锅炉使用的利用率及热效率产生不利的影响。

1.1 锅炉长期在低负荷下运行

在采购锅炉设备的时候，为了使得远期扩展和生产所需得以保证，一般配备锅炉蒸发量都要高于所需要的。据测算，在负荷率大于75%时，工业锅炉会产生比较高的运行热效率。但是当前很多企业工业锅炉长时间燃烧不稳定，实际运行负荷往往只有额定负荷的30%～70%，固体和气体不完全燃烧热损失及锅炉散热损失都远远高于额定负荷运行的时候。

1.2 锅炉使用中切换频繁

在实际测试中，企业用热频率随时影响着锅炉的运行，常常在十几分钟至一小时内来回波动，生产线用汽量、用热不均匀，这就引起了停炉、启炉非常频繁，大小火工况切换在锅炉运行时也很频繁。首先会影响到承压部件的寿命及锅炉安全；此外，受负荷波动影响，导致恶劣的燃烧工况，给水、配风往往也无法适应波动，引起锅炉热效率忽低忽高。

1.3 锅炉受热面积灰结垢

锅炉运行时间长了之后，灰和水垢就会在锅炉各受热面产生。因为工业锅炉有着较低的水质要求，结垢现象一般都会在检验锅炉内部受热面时被发现。如果企业水处理设备配置不到位，加上不完善的运行管理，就会导致锅炉水质超标，产生严重的炉内结垢。受热面积灰现象时常发生在生物质、燃煤等固体燃料的锅炉里，如果企业没有及时定期处理，就会大大增加了受热面的热阻，对锅炉传热造成影响，导致较大的热损失。

1.4 锅炉排烟温度过高导致空气系数存在问题

一般来说，锅炉重要的热损失是排烟热损失，可以占到整个热损失的60%至80%。造成此种情况的原因主要是过量空气系数过大及排烟温度较高。因为锅炉设计和结构的限制，像空气预热器及省煤器等尾部受热面并没有加装在锅炉上，就无法回收利用烟气余热；在运行时，排烟温度同时还受到了结垢、受热面积灰的影响。

1.5 给水温度过低且未回收冷凝水

如果能对企业生产用完的冷凝水及蒸汽的热能加以利用，将具有十分明显的节能效果。据研究，如果锅炉给水温度提升6°，可将燃料节约1%。可大多数企业对这一方面重视不够，而且没有完备的系统，锅炉参数较小，这一部分能量的节约利用往往被忽视。

1.6 炉体破损导致锅炉产生滴漏

锅炉部件在长期使用后就会破损及老化，在进行测试时，跑冒滴漏现象经常会被发现存在于部分锅炉中，有些炉体保温也会有些破损。这些会对锅炉的安全运行带来隐患，还会增加锅炉散热损失及汽水损失。

1.7 燃料选用及存放不规范

企业在进行设备采购时，有时存在管理不规范、采购不严等问题，就会使得一台锅炉的燃料特性有较大差别，因为锅炉在设计时都会对燃料适应范围有相应的要求，所以锅炉运行的热效率及稳定性就无法保证，就会进一步增加了运行维护的费用。此外有些企业不合理存放燃料，经常就露天堆放，就会让更多的杂质混入到燃料中，增加了燃料的含水量等问题，燃料热值就会被浪费。

2 节能方法研究

2.1 使用维护中节能

在选择锅炉时，企业主要需按照自身负荷及生产能力来选择，根据生产需要，也可以选择多台小容量的锅炉方便集中控制。当负荷需求降低时，就能够及时使得锅炉运行数量减少，让单台锅炉运行负荷提升；如果负荷需求增大时，就能快速增加锅炉运行台次并及时对单台负荷进行调整，这样就能使得整体及单台锅炉的热效率得以保证。加强监督司炉工的运行水平及锅炉房的管理，进行节能知识的培训，对锅炉进行燃烧调整及燃烧测试需要定期安排，使得锅炉维持运行在合理工况。使得锅炉控制水平得以改善。按照锅炉负荷要求及自身参数，对锅炉自动控制系统进行完善，改造或更换和锅炉不匹配的辅机，使用给水泵及变频风机。让锅炉一直运行在较好的水平，使得鼓、引风机的自动调节、燃料供给及锅炉给水得以实现。按照生产工艺，选择性回收利用冷凝水及蒸汽，冷凝水温度较低的可以用于水箱的回收热量及工质，蒸汽温度较高时可以导入除氧器来热力除氧并对给水进行加热，如果冷凝水及蒸汽受到了污染，就对其进行表面式换热器热量回收，然后再进行排放处理。

2.2 从锅炉各项热损失方面考虑

2.2.1 降低排烟热损失

回收烟气余热应按照实际使用情况及锅炉的构造来梯级利用，总体上需符合“高质高用”的原则。有些烟气余热仍有较高的温度，可以设置省煤器或蒸汽发生器，优先满足加热给水或生产蒸汽；有些烟气余热温度较低，可对生活用水进行供热、对燃料加热、助燃空气及采暖等用途。应该将尾部末级受热面受低温腐蚀及烟气所增加阻力考虑进去，对锅炉内外受热面的结垢及积灰状况定期进行检查，对各受热面进行清洁，使传热得以改善，进一步对锅炉的水质进行优化，让锅炉结垢情况改善。过量空气系数选取要合理，锅炉各个系统的密封性要得以保证，防止烟道和炉膛漏风，避免烟气短路；在运行过程中，也要对尾部氧气含量变化情况进行实时监测，对配风及燃料比例按照工况及负荷进行及时调整，从而使排烟量进一步降低。

2.2.2 降低气体不完全燃烧热损失

只有保持适当的炉温和过量空气系数才能使得气体不完全燃烧热损失降低，使炉膛内可燃气体停留时间增加，空气和可燃气体才能混合充分。燃料在过量空气系数较低时就不能完全燃烧，就会增加尾部的可燃气体含量；当锅炉有着较小的负荷时，炉内有着较低的温度，有些来不及燃烧的燃料就会随烟气排出，不完全燃烧的热损失同样会增大。

2.2.3 降低固体不完全燃烧热损失

燃料应按照锅炉实际状况选取，炉膛要想保持较高的温度，就需要燃料有足够的热值确保其着火稳定并燃烧。炉排的转速应按照燃烧工况进行合理的调节，积极的拨火翻煤，使空气和燃料进行充分接触，确保炉膛中的燃料能有一定的停留时间，更便于燃料燃尽。对给煤装置进行改进，运用分层布风和给煤技术，使燃料颗粒随着煤层厚度的增加越来越小，这样炉排底层就会布满大块燃料，上面分布有中等颗粒燃料，表层则布满粉末和颗粒，这样燃料就会更方便燃烧及着火。布风需考虑炉膛燃烧及燃料情况，有些燃料很难燃尽就尽量增加些热二次风，确保空气和燃料充分混合，并保持较高的炉膛温度。

2.2.4 降低灰渣物理热损失

灰渣显热引起的损失通常较小并且固定，所以可以用灰分含量少的燃料来降低灰渣物理热损失，应当在合理使用的基础上尽量地让燃料充分燃烧，减少排渣量的产生。

2.2.5 降低散热损失

尽可能采用质量好的保温材料，保温层厚度也要进行合理选择；定期进行检查、维护及保养，避免保温材料破损及受潮。由于锅炉具有固定的散热面积，散热量受负荷影响变化不大，燃料消耗量在负荷较低时就会减少，所以燃料每千克平均散热量就会变大，也就是散热损失增大了。

3 结束语

总之，在能耗严重、能源短缺的大形势下，工业锅炉的节能工作及节能研究形势十分严峻。在对工业锅炉进行能效测试时，努力找到影响其热效应的因素，对锅炉使用维护当中急需完善及改进的地方进一步研究，制定相关节能措施来降低锅炉各项热损失，保证锅炉运行过程的平稳，使锅炉热效率进一步提升，从而真正实现工业锅炉使用中的节能效果，增加社会效益。

[1] 李茂东，黎华，钟志强.工业锅炉能耗现状分析与节能措施[J].石油和化工设备，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

马赛（1988—），男，山东潍坊人，助理工程师，主要研究方向为芳烃抽提。

收稿日期：2017-10-15

作者简介：王试元（1979—），男，海南海口人，工程师，主要从事特种设备检验和锅炉能效测试的工作。