论文部分内容阅读
[摘 要]工业锅炉是我国主要的热能动力设备同时也是能源高耗设备，每年消耗的能源约占整个国家能源消耗的三分之一。本文作者通过近年来对燃煤工业锅炉调试、改造和能效测试工作经验积累，将燃煤工业锅炉的现状和存在问题进行了分析，对在用锅炉高耗能进行了剖析，阐述了可行的节能降耗改造经验，介绍了已成熟的节能降耗的技术措施。
[关键词]燃煤工业锅炉；节能降耗；应用措施
中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）09-0087-01
0 前言
我国长期以来能源效率总体水平偏低，单位GDP能耗比世界平均水平高出许多，节能工作形势不容乐观。有关部门的一项研究排出了我国主要耗能产品实施能效标准节能降耗潜力的座次，燃煤工业锅炉高居榜首。因此，工业锅炉节能降耗工作意义重大。为了实现国家规划的“十二五”节能降耗目标，国家质检总局2010年8月30日颁布了TSGG0002《锅炉节能技术监督管理规程》和TSGG0003《工业锅炉能效测试与评价规则》两个节能技术规范，并于2010年12月1日起实施。对生产单位、使用单位、检验检测机构有了具体规范和标准要求，来保证完成工业锅炉节能降耗目标任务。下面通过燃煤工业锅炉锅炉能效测试工作分析目前导致燃煤工业锅炉能耗较高的主要原因，并实践总结介绍几种燃煤工业锅炉节能降耗的较可行措施。
1 燃煤工业锅炉目前高耗能主要原因
1.1 我国大多数燃煤工业锅炉生产单位规模、资金、技术等还处于低层次，企业由于技术人员数量不足、技术装备落后、缺乏科学实验和研究工作的支撑，往往依靠仿制发展产品，导致产品技术含量低、低水平重复现象严重。而在设计上都更重视受压元件部分的安全，而对燃烧装置、辅助设备等部分不够重视。
1.2 燃煤工业锅炉控制系统自动化程度低，仅配置些为保证锅炉安全运行的功能，如高低水位报警、联锁保护、超压、超温报警装置等，而多数小型工业锅炉期甚至没有这些功能。缺少炉膛温度、出口负压、烟气含氧量、排烟温度等在线监测，对于燃烧工况基本没有自动调节，主要依靠司炉人员凭经验观察调节，仅侧重于安全燃烧忽视了节能燃烧，以致锅炉运行效率普遍偏低。缺乏基本的自动控制，导致运行调整不佳，机械不完全燃烧损失和排烟热损失居高不下，10吨以下燃煤工业锅炉热效率仅在60%左右。
1.3 燃煤工业锅炉运行管理人员及司炉人员缺少节能技术培训，司炉工长期以来被看作体力劳动者，锅炉使用单位配备技术人员从事工业锅炉运行管理工作的不多，在这种情况下难以实现经济运行和节能降耗。司炉工本应是知识面较广的技术工种，但由于社会职业偏见，使许多司炉工不够敬业，加之缺乏合理的考核奖惩制度，导致节能意识淡薄，直接影响到锅炉的能耗指标。据测试，在炉型、煤种等条件相同情况下，由于操作水平的差异可使锅炉运行效率相差3～10%，这种情况目前在中小型燃煤工业锅炉上表现得尤为突出。
1.4 我国燃煤工业锅炉均燃用原煤，在用燃烧设备技术落后，传统链带式等结构炉排漏煤量大，漏风现象突出，造成过量空气系数大，常出现烧不透、燃不尽现象，导致固体不完全燃烧损失升高。多数炉排煤斗采用煤闸板调节给煤厚度，会使进入炉中的煤层比较密实，煤层都是由颗粒大小不等的煤粒混合在一起的，存在煤层密度和粒度分布不均匀等问题，造成煤层透气性差，通风阻力大，鼓引风机电耗增加，锅炉效率和出力均有不同下降。
1.5 锅炉排烟温度过高导致浪费燃料，由于设计缺陷、运行管理不善等原因，燃煤工业锅炉普遍存在排烟温度过高的问题，从烟囱中排入大气的烟气温度高达200℃以上，造成大量热能散发到空中，不仅浪费燃料而且容易造成温室效应。
1.6 在用燃煤工业锅炉使用煤种与设计煤种不符，造成燃烧状况不佳。锅炉的炉拱是按设计煤种配置的，有不少锅炉不能燃用设计煤种，导致固体不完全燃烧损失大，直接影响锅炉的热效率，甚至影响锅炉出力。
1.7 燃煤工业锅炉存在不同程度的受热面污染现象，主要分为受热面内外表面水垢和灰垢，运行中由于受热面污染未受到足够重视致使锅炉热效率大幅下降，甚至造成锅炉受热面腐蚀、爆管、鼓包等安全事故。
1.8 锅炉房构筑物内炉体、烟风系统、汽水管道和辅助设备的无保温措施或保温差，炉体、系统、管道及辅助设备隔热保温差，导致大量热量在传输过程中散发。同时冷凝水不回收、各种管道、阀门存在跑、漏现象，浪费十分严重。
2 燃煤工业锅炉的节能降耗措施
2.1 燃煤工业锅炉生产单位应注重技术创新能力，打造科技企业、培養弛名品牌。加强技术研究与开发支持，企业要拥有试验基地和科研队伍，基础技术研究及产品试验研究工作可依靠大学和专业科研所。增加科研经费投入加快高效节能燃煤工业锅炉的产品创新和节能环保技术应用。
2.2 控制系统节能改造。燃煤工业锅炉控制系统节能改造有两类，一是将原有的手工控制或半自动控制改造成全自动控制。这类改造，对于负荷变化幅度较大，而且变化频繁的锅炉节能效果很好。二是主要辅机的运行参数与锅炉的热效率和耗能量直接相关，用适当的调速技术，如采用变频器等按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量、水泵等，维持在锅炉运行在最佳状况，即可以节约燃煤，又可以节电，节能效果明显。
2.3 燃煤工业锅炉使用单位积极开展对相关作业人员技能和节能培训。切实提高安全经济运行和节能降耗的综合能力，增加锅炉节能降耗培训内容。锅炉房的管理人员和司炉工的技术水平对锅炉节能降耗起重要的作用，实行合理的奖励制度，提高司炉人员的节能降耗意识和责任心。通过对锅炉房的管理人员和操作人员的培训和考核，提高锅炉操作人员和管理人员节能降耗专业知识。
2.4 燃烧设备炉排优化的技术改造。合理配风包括沿炉排长度的分段送风和沿炉排宽度的均匀送风两个方面，目前的新型炉排已采用分段送风、等压风仓结构等先进技术，改善了沿炉排各方向燃烧区域的空气需要与供给之匹配，加强了炉内气体的混合，避免过量空气系数过大。炉排煤斗分层给煤装置技术改造，分层给煤机装置主要能使煤在进人炉膛前形成下层为大块，中层为小块，最上层为煤粉的分布格局，煤粒之间的缝隙得以保留，减少了通风阻力，使通风均匀、燃烧充分并利于燃烬。从而使炉渣含碳量大大降低，提高了锅炉的热效率，可节煤5%～10%，具有投资少、易实施等特点。
2.5 排烟的余热利用，锅炉尾部加装节煤装置节能降耗改造。根据实际运行情况在烟道上加装省煤器、空气预热器、耐腐低温换热器等节能装置，通过特殊材质的尾部烟气深度回收装置可使排烟温度降到100℃以下，同时能加热给水温度、热风温度，提高锅炉热效率，进一步降低煤耗。
3 总结
燃煤工业锅炉节能降耗是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，随着《高耗能特种设备节能监督管理办法》、《锅炉节能技术监督管理规程》和《工业锅炉能效测试与评价规则》等相关规范的颁布及实施。将进一步明确生产、使用单位和相关职能部门的责任和义务。对工业锅炉生产单位产品结构调整，使用单位节能改造有着积极的指导作用。希望国家有关部门出台相关奖励政策，采取减免税收和财政补贴等形式，推动节能燃煤工业锅炉开发和应用，推广成熟的节能降耗改造技术。逐步建立健全并实施燃煤工业锅炉及其系统节能降耗管理的相关制度，对工业锅炉节能降耗工程的作用和意义有更直接的认识，为以后大规模的锅炉节能降耗工作打下坚实的基础。
参考文献
[1] 陈听宽.节能原理与技术[M].北京.机械工业出版社，1998.
[2] 史培甫.工业锅炉节能减排应用技术[M].北京.化学工业出版社，2009.
[3] 赵钦新，等.工业锅炉节能减排现状、存在问题及对策[J].工业锅炉，2010（1）.
[关键词]燃煤工业锅炉；节能降耗；应用措施
中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）09-0087-01
0 前言
我国长期以来能源效率总体水平偏低，单位GDP能耗比世界平均水平高出许多，节能工作形势不容乐观。有关部门的一项研究排出了我国主要耗能产品实施能效标准节能降耗潜力的座次，燃煤工业锅炉高居榜首。因此，工业锅炉节能降耗工作意义重大。为了实现国家规划的“十二五”节能降耗目标，国家质检总局2010年8月30日颁布了TSGG0002《锅炉节能技术监督管理规程》和TSGG0003《工业锅炉能效测试与评价规则》两个节能技术规范，并于2010年12月1日起实施。对生产单位、使用单位、检验检测机构有了具体规范和标准要求，来保证完成工业锅炉节能降耗目标任务。下面通过燃煤工业锅炉锅炉能效测试工作分析目前导致燃煤工业锅炉能耗较高的主要原因，并实践总结介绍几种燃煤工业锅炉节能降耗的较可行措施。
1 燃煤工业锅炉目前高耗能主要原因
1.1 我国大多数燃煤工业锅炉生产单位规模、资金、技术等还处于低层次，企业由于技术人员数量不足、技术装备落后、缺乏科学实验和研究工作的支撑，往往依靠仿制发展产品，导致产品技术含量低、低水平重复现象严重。而在设计上都更重视受压元件部分的安全，而对燃烧装置、辅助设备等部分不够重视。
1.2 燃煤工业锅炉控制系统自动化程度低，仅配置些为保证锅炉安全运行的功能，如高低水位报警、联锁保护、超压、超温报警装置等，而多数小型工业锅炉期甚至没有这些功能。缺少炉膛温度、出口负压、烟气含氧量、排烟温度等在线监测，对于燃烧工况基本没有自动调节，主要依靠司炉人员凭经验观察调节，仅侧重于安全燃烧忽视了节能燃烧，以致锅炉运行效率普遍偏低。缺乏基本的自动控制，导致运行调整不佳，机械不完全燃烧损失和排烟热损失居高不下，10吨以下燃煤工业锅炉热效率仅在60%左右。
1.3 燃煤工业锅炉运行管理人员及司炉人员缺少节能技术培训，司炉工长期以来被看作体力劳动者，锅炉使用单位配备技术人员从事工业锅炉运行管理工作的不多，在这种情况下难以实现经济运行和节能降耗。司炉工本应是知识面较广的技术工种，但由于社会职业偏见，使许多司炉工不够敬业，加之缺乏合理的考核奖惩制度，导致节能意识淡薄，直接影响到锅炉的能耗指标。据测试，在炉型、煤种等条件相同情况下，由于操作水平的差异可使锅炉运行效率相差3～10%，这种情况目前在中小型燃煤工业锅炉上表现得尤为突出。
1.4 我国燃煤工业锅炉均燃用原煤，在用燃烧设备技术落后，传统链带式等结构炉排漏煤量大，漏风现象突出，造成过量空气系数大，常出现烧不透、燃不尽现象，导致固体不完全燃烧损失升高。多数炉排煤斗采用煤闸板调节给煤厚度，会使进入炉中的煤层比较密实，煤层都是由颗粒大小不等的煤粒混合在一起的，存在煤层密度和粒度分布不均匀等问题，造成煤层透气性差，通风阻力大，鼓引风机电耗增加，锅炉效率和出力均有不同下降。
1.5 锅炉排烟温度过高导致浪费燃料，由于设计缺陷、运行管理不善等原因，燃煤工业锅炉普遍存在排烟温度过高的问题，从烟囱中排入大气的烟气温度高达200℃以上，造成大量热能散发到空中，不仅浪费燃料而且容易造成温室效应。
1.6 在用燃煤工业锅炉使用煤种与设计煤种不符，造成燃烧状况不佳。锅炉的炉拱是按设计煤种配置的，有不少锅炉不能燃用设计煤种，导致固体不完全燃烧损失大，直接影响锅炉的热效率，甚至影响锅炉出力。
1.7 燃煤工业锅炉存在不同程度的受热面污染现象，主要分为受热面内外表面水垢和灰垢，运行中由于受热面污染未受到足够重视致使锅炉热效率大幅下降，甚至造成锅炉受热面腐蚀、爆管、鼓包等安全事故。
1.8 锅炉房构筑物内炉体、烟风系统、汽水管道和辅助设备的无保温措施或保温差，炉体、系统、管道及辅助设备隔热保温差，导致大量热量在传输过程中散发。同时冷凝水不回收、各种管道、阀门存在跑、漏现象，浪费十分严重。
2 燃煤工业锅炉的节能降耗措施
2.1 燃煤工业锅炉生产单位应注重技术创新能力，打造科技企业、培養弛名品牌。加强技术研究与开发支持，企业要拥有试验基地和科研队伍，基础技术研究及产品试验研究工作可依靠大学和专业科研所。增加科研经费投入加快高效节能燃煤工业锅炉的产品创新和节能环保技术应用。
2.2 控制系统节能改造。燃煤工业锅炉控制系统节能改造有两类，一是将原有的手工控制或半自动控制改造成全自动控制。这类改造，对于负荷变化幅度较大，而且变化频繁的锅炉节能效果很好。二是主要辅机的运行参数与锅炉的热效率和耗能量直接相关，用适当的调速技术，如采用变频器等按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量、水泵等，维持在锅炉运行在最佳状况，即可以节约燃煤，又可以节电，节能效果明显。
2.3 燃煤工业锅炉使用单位积极开展对相关作业人员技能和节能培训。切实提高安全经济运行和节能降耗的综合能力，增加锅炉节能降耗培训内容。锅炉房的管理人员和司炉工的技术水平对锅炉节能降耗起重要的作用，实行合理的奖励制度，提高司炉人员的节能降耗意识和责任心。通过对锅炉房的管理人员和操作人员的培训和考核，提高锅炉操作人员和管理人员节能降耗专业知识。
2.4 燃烧设备炉排优化的技术改造。合理配风包括沿炉排长度的分段送风和沿炉排宽度的均匀送风两个方面，目前的新型炉排已采用分段送风、等压风仓结构等先进技术，改善了沿炉排各方向燃烧区域的空气需要与供给之匹配，加强了炉内气体的混合，避免过量空气系数过大。炉排煤斗分层给煤装置技术改造，分层给煤机装置主要能使煤在进人炉膛前形成下层为大块，中层为小块，最上层为煤粉的分布格局，煤粒之间的缝隙得以保留，减少了通风阻力，使通风均匀、燃烧充分并利于燃烬。从而使炉渣含碳量大大降低，提高了锅炉的热效率，可节煤5%～10%，具有投资少、易实施等特点。
2.5 排烟的余热利用，锅炉尾部加装节煤装置节能降耗改造。根据实际运行情况在烟道上加装省煤器、空气预热器、耐腐低温换热器等节能装置，通过特殊材质的尾部烟气深度回收装置可使排烟温度降到100℃以下，同时能加热给水温度、热风温度，提高锅炉热效率，进一步降低煤耗。
3 总结
燃煤工业锅炉节能降耗是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，随着《高耗能特种设备节能监督管理办法》、《锅炉节能技术监督管理规程》和《工业锅炉能效测试与评价规则》等相关规范的颁布及实施。将进一步明确生产、使用单位和相关职能部门的责任和义务。对工业锅炉生产单位产品结构调整，使用单位节能改造有着积极的指导作用。希望国家有关部门出台相关奖励政策，采取减免税收和财政补贴等形式，推动节能燃煤工业锅炉开发和应用，推广成熟的节能降耗改造技术。逐步建立健全并实施燃煤工业锅炉及其系统节能降耗管理的相关制度，对工业锅炉节能降耗工程的作用和意义有更直接的认识，为以后大规模的锅炉节能降耗工作打下坚实的基础。
参考文献
[1] 陈听宽.节能原理与技术[M].北京.机械工业出版社，1998.
[2] 史培甫.工业锅炉节能减排应用技术[M].北京.化学工业出版社，2009.
[3] 赵钦新，等.工业锅炉节能减排现状、存在问题及对策[J].工业锅炉，2010（1）.