工业锅炉能效测试及节能诊断研究

张洪润

（河北省特种设备监督检验研究院唐山分院，河北 唐山 063000）

近年来，国家在节能减排工作中取得了显著成效，但与发达国家相比，存在资源利用率低、能源消耗量过大、环境污染等严重问题，因此需要对工业锅炉做全面细致的能效测试，在设备的结构、工艺方面、技术层面等进行不断的创新和改革，攻克工业锅炉现存的状况，为节能损耗贡献力量。

1 工业锅炉能效测试的必要性

工业锅炉能效测试是在工业锅炉正常运行的状态下，通过测试的热工性能参数，确定工业锅炉的热效率对造成各项热损失的大小，影响锅炉各项热损失的因素很多，分析其中的原因并给出相应的解决办法，提高工业锅炉的热效率。该测试对节能技术改造具有一定的推动作用，是企业节能降耗创收益提供有效途径，通过各项热损失大小的计算评估，给予工业锅炉技术改造方案提供可靠数字依据，有效地提高工业锅炉的能源利用率，为节能减排创造更好的生活环境更进一步。

2 工业锅炉能效测试中存在的问题

2.1 热效率低的问题

造成工业锅炉运行热效率低的因素很多，如负荷运行较低、过量空气系数、频繁切换锅炉启停工况、排烟温度过高等。

（1）负荷运行较低。很多企业单位在采购锅炉时，为保障以后生产的长远考虑经常选择设备高于蒸发量的锅炉，但在实际运行中锅炉的热效率达不到设计标准，锅炉长期处于低负荷状态下，燃料效率低下热损失增加，炉膛温度达不到设计要求，锅炉热效率下降相应的锅炉运行效率比例下降，还有些企业由于生产规模加大或供暖面积增加，锅炉出现负荷运行的现象，虽然解决刚需问题，但降低了锅炉的使用寿命，增加了维修成本，实则降低了经济收益。

（2）过量空气系数。过量空气系数对工业锅炉热效率影响的主要因素，在工业锅炉能效测试中需要严格监控的指标，过量空气系数直接反映燃料的燃烧程度，影响过量空气系数的因素很多，如鼓、引风机配套不合理、炉排各风室密封性不好、司炉人员没经验等，使空气系数过小，燃料燃烧不充分造成燃烧浪费，空气系数过大，冷空气降低炉膛温度，影响炉内受热，增加电消耗的同时降低锅炉的运行效率。

（3）频繁切换锅炉启停工况。工业锅炉与企业对热效率的使用状况密切相关，热效率影响生产线大小火的工况，根据生产线的实际情况启动和切换，锅炉频繁切换的造成生产线热量和气量的不均匀，锅炉的安全运行情况受到威胁，燃烧情况、负荷运行波动等一系列因素引发的现象，直接影响锅炉的热效率，形成恶性循环。

（4）排烟温度高。锅炉排烟温度过高使燃料产生的热量没得到充分利用，造成能耗浪费，影响锅炉热效率，影响排烟温度高低的主要因素如过量空气系数、锅炉受热面的布置、人员操作水平等，受热面结构设计不合理造成积灰结垢严重，若操作员不及时进行清理，会使受热面积加大，影响锅炉的热传递，热能损失严重。

2.2 锅炉设备设计缺陷

锅炉设备制造单位在整个产品制造环节中把控不严格，设计不合理结构落后、加工质量粗糙、安装程序不规范、调试不注重细节，锅炉设备本身存在受热面积灰影响传热，各风室密封性不好、漏风串风严重，锅炉的本体保温不好、散热损失大，设备自动化水平低，在锅炉运行过程中很多环节受限，操作人员在调试过程中不能直观的观测数据，不能及时准确地对锅炉的运行情况进行调整，影响锅炉的运行情况。

2.3 水质要求不达标，辅机配套偏大

若锅炉用水的水质不达标。会造成锅炉受热面水结垢严重，不仅影响锅炉受热传热降低热效率，还会对由于管路水垢沉积造成炸裂的安全隐患。锅炉设备的辅助配套，如给水泵、循环水泵和鼓、引风机等大功率配置，目前锅炉本身存在负荷运行较低的情况，辅助机不能长期处于高效状态，功率大电耗高，整体增加锅炉的能耗。

3 节能诊断过程

3.1 针对空气过量系数过高的问题

通过对燃烧器风门的档位、齿轮检查的检查，运用纸板遮挡进风口，观察空气过量系数的变化，判断燃烧器风门档位设置是否合理，对燃烧器油嘴拆开清晰组装观察空气过量系数的变化，再检查鼓、引风机的运行状态对空气过量系数的影响。

3.2 针对排烟温度过高的问题

通过对锅炉内结垢、积灰现象的检查，锅炉内部的结垢和积灰会影响换热面的换热效率，从而导致排烟温度过高。核查出厂时省煤器等尾部换热面减配情况，提供定型能效测试报告并核实；核查燃烧器的喷油嘴是否偏大，若偏大会增加锅炉耗油量，导致排烟温度偏高。

4 节能措施

4.1 热效率的有效途径

企业在选购工业锅炉时根据企业的生产情况合理采购，保障工业锅炉在使用中负载荷运行在合理范围内；煤的选择尽量符合锅炉的设计要求，保证燃料特性和燃烧设备相匹配；减小排烟处过量空气系数，提高燃料的燃烧率，提高炉膛温度、降低炉渣含碳量，减少固体未完全燃烧热损失，对各风室漏风、串风等问题进行合理的改造，减少风室之间此现象的影响，确保过量空气系数在合理范围内。控制排烟处烟气温度，是提高锅炉运行效率最有效的途径。

4.2 重视燃料燃烧问题，减少燃烧损失

对于锅炉燃烧，首选要确保煤种的适用性。以链条炉为例，首先基于锅炉构造，不利于选用强黏结性煤。含屑量多的煤，既能够减少飞灰积存量，又能够使炉膛煤层松，有利于充分燃烧与通风。水份含量过高，着火慢，不利于保持炉膛温度，带来一系列降低热效率的问题；利用煤斗进行颗粒筛选，保持煤块颗粒度，有助于燃烧过程稳定连续，提高燃烧效率。

解决配风问题，确保空气供应充分且合理是提高锅炉使用安全，提高经济性的重要内容；依据炉膛空气气流规律，合理组织膛内气流。使炉膛空气均匀混合，确保燃料最大程度的充分燃烧，延长燃烧时间，提高燃烧效率；燃烧调节与控制。工业锅炉燃烧出力可以通过改变煤层厚度，合理控制送风量以及炉排速度来实现，尤其是合理控制送风量和炉排速度。对此，要进行调节，还要做到三者的合力配合。根据燃烧持续、燃烧时间以及燃烧出力等的综合需求，合力组织调度。

4.3 完善设计缺陷

对锅炉设备本身存在的设计缺陷进行改造创新，严格把控加工质量，引进先进技术提高锅炉设备功能，加强锅炉本体及炉墙的密封与保温，选取好的保温材料确保良好的密封性，增加监控设备，使操作人员对锅炉的运行情况及时作出调整，为锅炉安全以及经济运行提供依据，提升锅炉的运行情况达到最佳状态。

4.4 严控用水标准

严格把控锅炉用水，定期对锅炉用水化验，避免受热面结垢，由于水垢导热系数低、热阻大，传热性能受到影响，从而造成煤耗增加，定期清除受热面外部附着的灰垢。及时清理水垢，提高运行安全。此外，给水氯根高是影响锅炉节能、出力、安全运行的重要原因，故需降低给水中的氯根含量，可进行水处理系统改造，增加除盐设备，从源头上解决问题。降低辅助机的功率，对工业锅炉进行合理的节能改造，采用新的节能技术提高锅炉效率达到节能降耗的目的。

5 结语

影响锅炉各项热损失的因素很多，热损失与影响因素之间并不是一一对应关系，一个因素可能影响几项锅炉热损失，或者一项热损失受几个因素共同影响且彼此耦合，本文主要对工业锅炉的能效测试中常见的问题进行分析并节能诊断后提出相应的措施，为我国的节能减排的工作贡献力量，切实做好锅炉生产的设计工艺优化任务，引进新进的节能创新技术，培养应型技术人才，为提高工业经济和工业转型升级努力奋斗。