浅析工业锅炉节能技术

王明敏

摘 要：本文介绍目前工业锅炉的能耗现状，以典型的燃煤用工业锅炉为例介绍了工业锅炉的节能技术。

关键词：工业锅炉；节能技术；燃煤

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.041

1 燃煤工业锅炉能耗现状及原因分析

目前我国燃煤工业锅炉平均运行效率约为60%-65%，比国外先进水平低15-20个百分点[1]。随着国家对节能与环保要求越来越高，小型燃煤锅炉运行压力越来越大。清洁能源取代传统燃煤锅炉及淘汰小型燃煤锅炉成为趋势。但部分地区受能源结构限制，燃煤工业锅炉仍需继续运行。笔者通过在热力公司亲身实践运行，简要分析了能耗较高的原因有以下几点。

（1）锅炉实际负荷与设计吨位不成比例，采暖季与非采暖季，白天和晚上负荷差距较大。长期低负荷运行，能量利用率低。企业建设仅考虑到长期发展问题，锅炉设计及建设吨位较大。锅炉设计最佳运行工况为额定负荷的80%左右。低负荷不能使锅炉与其他辅助设备在最佳工况下运行，锅炉效率较低，能耗较大。（2）燃煤工业锅炉设计重锅炉本体而轻燃烧设备，重锅炉主机而轻配套辅机和附件。锅炉鼓、引风机、给水泵等未采用变频改造。鼓、引风机风压无法满足锅炉正常运行需求，对负荷的适应能力差，直接造成较大的能源浪费。（3）燃煤与锅炉设计煤种不相符。燃煤工业锅炉主要是层燃燃烧[2]煤质水分、挥发分、可燃物含量、燃煤颗粒度对锅炉燃烧影响较明显。即燃煤与锅炉设计煤种不相符就会导致煤燃烧不完全，锅炉出力不足，热效率下降。（4）锅炉自动化控制水平较低，不能实现燃烧和负荷调整的自动控制。配置的仪表不全。大部分锅炉没有装设氧量表，排烟温度表、风压表等测量仪表。不能实时测定过剩空气系数、排烟温度、风压等经济运行参数。对影响锅炉反平衡效率的因素反馈不到位。（5）排烟温度过高，尾部烟道换热面较少或堵塞严重。排烟热损失是锅炉各项热损失中最主要的一项。受热面的积灰使烟气与受热面之间的传热热阻增加，传热量减少。（6）司炉人员操作水平参差不齐，节能监督管理工作薄弱。司炉人员在注重锅炉安全运行的基础上忽视锅炉经济运行，凭经验调整居多，经济运行调整不及时。此外，企业缺乏相应的节能法律法规政策支持，使得工业锅炉节能监督管理工作不能得到较好的实施，锅炉节能潜力未能充分发挥。

2 工业锅炉节能技术简介

通过多年的运行实践及节能改造分析，笔者对工业锅炉节能技术从能量转换及利用方面进行了简要汇总

2.1 热能转换过程节能

（1）对燃煤進行分析处理。在层燃锅炉中，燃煤水分过大会使着火点延后，挥发分过高容易着火燃烧，过低则难以着火，此外煤粒度过大也易造成燃烧不完全。因此煤在进入锅炉前应在煤场提前对大块煤进行挑选，粉碎，同时进行燃煤加水。根据经验燃煤链条锅炉煤质水分在14%左右能够充分燃烧。煤场煤配比完成后需进行入炉煤质分析，以确定最佳燃烧工况，保证充分燃烧，提高燃烧效率。

（2）给煤装置改造。煤层平整度及下大上小的顺序对链条锅炉燃烧起重要作用。分层给煤技术利用重力筛选，使炉排上煤层颗粒分层排列。煤层空隙大，通风良好，能够改善锅炉的燃烧工况，对提高灰渣损热失和提高锅炉的热效率有很大的帮助。

（3）控制系统改造。建设集中控制室，在DCS集中控制、协调管理的基础功能上，将影响锅炉燃烧的：炉膛负压、给煤、风量、空气过剩系数等因素通过构建一定的函数关系将其关联到一起，并利用现代控制理论当中的模糊控制和优化自寻优技术[3]对风煤比这一影响燃烧效果的核心要素进行预制式分析和最优式调节，达到最经济、最稳定、最安全的燃烧。

2.2 热能利用过程节能

2.2.1 给水系统改造

（1）将传统的机械过滤器+钠离子交换器改造为多介质过滤器+反渗透（再生）处理工艺。提高给水品质同时减少排污率（2）新建锅炉节能水处理器基于改变锅炉给水水分子团簇结构，使锅炉水质的“质”发生变化，提高水分子活性，使水更容易变成蒸汽。经锅炉节能水处理器处理后的水可容纳更高的离子浓度，不会在受热面上形成结垢，粒状结晶体则随排污管排出，从根本上抑制了水垢的形成。

2.2.2 保温保冷技术

锅炉本体及尾部烟道的散热损失对锅炉效率有一定影响。由于锅壳、烟道、省煤器、管道等部件温度高于环境温度，因此会向外散热产生热损失。加强对此部件的保温不仅可以减少散热，而且可以减少锅炉炉膛和烟道漏风，减少热损失。

2.2.3 蒸汽冷凝水的回收利用

锅炉产生的蒸汽对外供热后，经换热首站产生的冷凝水或工业用户利用得到的蒸汽冷凝水应该充分回收利用。通常将回收后的蒸汽冷凝水可进入除氧器加热锅炉给水，能提高给水温度，降低煤耗，同时能减少软水用量与锅炉排污量。

2.2.4 炉膛改造

（1）使用新型功能材料，使炉膛内壁、前拱的热反射量提高，热辐射增强，减少锅炉炉体的热损失。同时，使得燃煤在进入炉体后，被迅速预热，降低新入燃煤点燃过程中所消耗的能量。（2）采用高温远红外节能涂料粉刷与锅炉水冷壁。提高水冷壁吸热能力。

2.2.5 锅炉吹灰系统改造

多数工业锅炉都未配备吹灰系统或采用老旧的蒸汽吹灰、压缩空气吹灰、声波吹灰器等，存在着吹灰范围有限、能耗高、维修费用大、操作不便等问题，使用率很低，多数停置不用。热爆冲击波吹灰器以冲击动能、热能、声能形式释放能量，可以克服传统吹灰器的诸多弱点，减少受热面积灰，降低排烟温度，提高换热效率。

2.2.6 余热利用技术

（1）目前燃煤锅炉在满负荷下的排烟温度在180-200℃左右，（设计排烟温度）排烟损失较大。可充分利用此部分余热，在省煤器和空气预热器基础上增加低温省煤器，来加热锅炉给水以降低煤耗。（新型材料省煤器能避免烟气漏点低温腐蚀）。

（2）锅炉连排与定排排污水可回收利用，一部分排污水可直接参与厂区内部混水采暖，剩余一部分可通过增加换热器方式将热量回收加热锅炉给水。

3 结论

综上所述，通过笔者多年经济运行与节能改造经验，对燃煤工业锅炉改造与调整后锅炉热效率可明显提高，笔者所在公司燃煤工业锅炉热效率由以前的64.6%提高到目前的76.5%，节能效果明显。

参考文献：

[1]王睿，李莹.影响燃煤工业锅炉能耗的因素及技改措施[J].装备制造技术，2011（09）：210-212.

[2]刘克平.变频调速节能技术在工业锅炉燃烧过程中的应用分析[J].长春工业大学学报（自然科学版），2007，28（z1）.

[3]刘克平.工业锅炉节能新技术的探讨.河南科技[J].然科学版），2013，11（z1）.