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摘 要： 工业锅炉在国民经济和社会发展中的地位日益重要,它所消耗的能源量之大,烟尘、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物排放量占全国相应排放量的比例之高就说明了这一点。所以,工业锅炉节能、环保与国家建设资源节约型和环境友好型社会有直接的关系,它又与人民群众生活质量的改善息息相关。本文对工业锅炉能源浪费的问题以及节能减排进行了简要的阐述。
关键词：工业锅炉；节能降耗；燃烧技术；
0前言
随着我国国民经济的快速发展,工业锅炉行业实现了稳定增长。目前,全国工业锅炉保有量达60万台以上,年燃料消耗量约5 亿吨标准煤。但由于种种原因,如结构设计不合理,制造质量不良,辅机配套不协调,燃用煤种与设计不符,运行操作不当等,使得当前我国在用工业锅炉平均运行效率大多在60 %～65 %之间,比鉴定热效率低10 个百分点以上,更有甚者运行效率不足50 % ,与先进国家燃煤工业锅炉平均运行热效率80 %～85 %相比偏低10 %～15 % ,节能、降耗、减排潜力巨大。
锅炉的节能减排由特种设备部门监管，这就给锅炉检验机构提出了新的课题，锅炉检验人员也开始对节能减排进行探讨、研究。通过对锅炉运行时的检验，发现一些锅炉的排烟尽管通过除尘设备仍燃冒黑烟。黑烟是可燃物，冒出去既浪废能源又污染环境。中华人民共和国国务院《国家中长期科学和技术发展规划要》（2006－2020）中，把“节能、环保”“煤炭的清洁高效利用，降低环境污染”。列为“重点领域”及“优先主题”，并确定为其首项头条位置。因为，能源的浪费、环境的污染，严重阻碍国民经济的发展。为此，大力开展科技创新，更多地拥有自主知识产权。力争从科学技术方面解决节能和环保问题。为解决锅炉冒黑烟问题。目前，许多城市环保部门责令在一定范围内不允许存在燃散煤锅炉，连续几年一个城市每年拆除几百至数千根烟囱。一些企业被迁往郊区或农村，城市污染排放等级为一级，农村为二级，结果造成了更严重的污染。对于如何提高工业锅炉节能水平，是实现我国“节能减排”政策的重要保障。
1 工业锅炉能源浪费的主要表现
1.1 不完全燃烧热损失
不完全燃烧损失包括化学不完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失。化学不完全燃烧热损失系指排烟中含有尚未燃尽的CO、H2、CH4 等可燃气体所造成的热损失。机械不完全燃烧热损失指未燃烬的煤粒造成的热损失。这些未燃烧的炭包含在灰渣及飞灰之中，层燃炉的漏煤也造成这种热损失。比如，经分析烧散煤锅炉冒出的黑烟其主要成分是碳黑与烟气形成。碳黑是由于燃料不完全燃烧时，其中的高分子碳氢化合物在高温缺氧的情况下分解产生的，其粒径小于一微米，堆积比重只有50Kg/m 3，且具有憎水性，烟气中还有一些煤的挥发分，如碳氢化合物、一氧化碳、硫化氢等都是可燃气体。由于燃料的不完全燃烧不仅造成的能源浪费，大量高温烟气及粉尘SO2、CO2、NO 也对环境造成极大污染，
1.2 排烟热损失
根据测定，在相同的燃烧强度和空气过量系数的条件下，当排烟温度每升高10 ℃时，热效率就将降低0.42 %～0. 73 %。以中小型工业锅炉为例，排烟温度正常情况下应在200℃以内，160℃左右较好，排烟温度每降低12～15℃，可节煤1%。而实际情况是不少锅炉的排烟温度超过了200℃，排烟处的过量空气系数为1.7～2.5，排烟热损失为8%～20%。一般来说，排烟温度低，热效率相应高，经济效果好，但排烟温度过低，会造成锅炉尾部受热
面的烟气结露，产生低温腐蚀及堵灰。
1.3 散热损失
某些工业锅炉及热网管道保温效果差。有的锅炉某些部件不保温；有的锅炉蒸汽管道虽然保温，但对保温管道的维修相当少，造成破损、泄漏。在蒸汽管道上，有压差就有漏损，有温差就有散热。如果有10 个2～3mm 的泄漏点，在5kgf/ cm2 的压力下，每小时就有70～150kg 蒸汽损失，一年就要多耗100～200t 煤。
2 采用高效清洁燃烧技术
2.1 循环流化床锅炉。
该技术综合了鼓泡床和高速汽化床锅炉的优点，克服了高速床磨损严重、高温分离结构复杂、难于控制的缺点。循环流化床锅炉适用的燃料为工业煤矸石、烟煤、贫煤等，燃烧效率为89%～92%，容量35～130 蒸吨。1 台75 蒸吨锅炉每年节煤1 万吨，一年减少CO2排放1.69 万吨，寿命期内可减排CO225.42 万吨。
2.2 抛煤机燃烧锅炉。
抛煤机链条炉排锅炉是抛煤机和链条炉排相结合的产物。在抛煤燃烧过程中，煤粒细屑抛入炉膛时呈半悬浮燃烧，较大颗粒落到炉排上继续进行层状燃烧。此种燃烧具有着火条件优越、燃烧热、强度高、煤种适应范围广等优点。还配有二次风及飞灰回燃装置以充分燃烬及减少飞灰不完全燃烧热损失，提高运行效率，减少污染排放。与链条炉排相比，此种锅炉的炉排热强度、炉膛热强度及燃烧效率都比较高。锅炉热效率大于84%，容量为10～30 蒸吨。1 台75 蒸吨锅炉每年节煤8100 吨，年减少CO2排放1.33 万吨，寿命期内可减少CO2排放19.97 万吨。
2.3 振动炉排锅炉。
振动炉排是一种全机械化、能自动拨火、分段送风的平面式燃烧系统。该炉燃烧采用烟煤时可显著提高热效率，每年可节煤500 吨，年减少CO2排放827 吨，寿命期内可减少CO2排放1.24 万吨。
2.4 翻转炉排(万用炉排)锅炉。
BL 型万用炉排是一种用推力送料，类似于往复炉排的燃烧设备，属于一种水冷式层状燃烧装置。适用范围广，可燃用烟煤、无烟煤、褐煤或各种废料及垃圾。此种炉排与链条炉排相比，制造成本低、燃烧充分、热效率高、水冷结构、炉排寿命长。热效率可达80%～82%，锅炉容量可达4～20 蒸吨。1 台6 蒸吨翻转炉排锅炉，每年可节煤400 吨，年减少CO2 排放約666吨，寿命期内可减排CO2近1 万吨。
3 锅炉燃烧系统的优化
3.1 采取均匀分层给煤技术。
由于我国煤炭管理环节粗放，我们所用的燃煤是未经筛分分选的宽筛分燃煤，煤粒粒度大的可达40mm 以上，另外还有40%左右的粒径是小于3mm 的粉末煤，超过层燃炉对燃煤粒度的要求，原来的给煤机构为煤闸板式，燃煤经煤闸板挤压后形成的煤层非常密实，大颗粒煤之间的间隙被细煤填满，造成通风困难，在开始通风较强区域的燃烧速度快，空隙率增加的速度也相应加快，使强风区域风量越来越大，从而很快被燃烬。相反，通风较弱的地方风量越来越小，最终在此处造成较大的不完全燃烧损失，细煤比较集中的地方易形成火口。消除火口的有效方法是采用分层给煤装置，对燃煤进行粒度分选，使落到炉排上的燃煤按粒度大小分层排列，即大块煤在下面，中块煤在中间，细煤在煤层表面。这样煤层比较疏松，煤粒之间有间隙，降低通风阻力，减小鼓风机负荷，有效避免炉排上出现的火口和燃烧不均匀现象，改善煤的着火条件，提高火床的热强度和燃烧速度，有利于煤的充分燃烧。
3.2 改善炉墙的密封性和保温性
燃烧过剩空气系数设计值为1.8～2.0，实际运行时可达3.0～4.0，大量多于燃烧所需空气经过炉堂吸热，导致热量被烟气带走，提高锅炉密封和保温性，辅以炉堂负压控制，可大大降低过量空气系数，减少排烟、散热损失。
4采用微机控制技术
蒸发量大于10 吨/h 的锅炉应采取计算机控制系统；小型锅炉也要配备必要的热工仪表。实行计算机控制后，可对锅炉的水位、汽压、给水流量、蒸汽流量、炉膛温度、排烟温度、燃料消耗、风量、风压等运行参数进行数字显示和记录，并能对给水系统和燃烧系统精确控制，从而达到节能目的。实行计算机控制，可以记录各项运行数据，便于统计和考核，为锅炉运行情况的考核提供产量和能耗依据。随着计算机应用技术的提高，以及微机价格的降低，工业锅炉微机控制系统日益成熟和廉价，逐渐进人工业锅炉房，对锅炉的安全和节煤将起巨大作用。
5 蒸汽的有效利用
为有效利用蒸汽，在各种情况下均不应将高压蒸汽白白地膨胀为低压蒸汽而未得到功的利用。应杜绝向空气排汽，尤其在锅炉启动时，应尽量少向空气排汽，而将这部分蒸汽利用起来。为了节省能量，锅炉应尽量少排污，排污量应控制在5％以下，最佳为2％，尽量利用排污热量，可装排污扩容器或换热器利用之。应保持疏水器正常工作。可用扩容器回收疏水器的热量，疏水器里的蒸汽凝结水，水质好，是优质锅炉给水，回收后可节省水处理费用。应防止各种管道、阀门漏汽漏水，总泄量不超过2％～3％。应回收各种余热和废热。
6 热管换热器回收锅炉烟道余热
热管是高科技航天领域中必不可少的原件之一，它是一种高效传热元件，由管壳、管芯、工组成的封闭系统。它有体积小、重量轻、传热功率大，流动阻力小等许多优点。热管传热是靠工质的沸腾和凝结，因此单位截面积的换热量很高，同时热管内部空间充满饱和蒸汽，管子各处几乎是等温的，所以热管能在温差较低的情况下传递较多的热量。加之热管具有结构简单，无运动部件，工作可靠等优点有着广泛的应用前景。
另外，由于热管能在低温差下良好的传热，无疑对于热回收，节约能源起到很大作用。热管换热器属于热流体互不接触的表面式换热器，作为工业锅炉的尾部受热面，可充分利用锅炉的排烟余热，提高锅炉效率，节约能源。可用作为热管空气预热器、热管式省煤器和热管式热水器。热管式空气预热器用来加热燃烧用的空气，不仅可以降低排烟损失，而且采用热空气可大大加强燃烧，能有效地降低灰渣含炭量和化学不完全燃烧损失，因此可大大提高工业锅炉效率。热管省煤器用来加热锅炉给水，热管热水器用来加热生产和生活用的热水，都可以提高能源的利用率，应用也很普遍。
7 加强运行管理人员技术水平，保证系统安全正确运行
宗旨是通过对锅炉房的管理人员和操作人员的强化培训，提高锅炉的操作人员和管理人员专业知识.熟悉掌握系统和设备功能，正确使用操作，定期对设备进行维护保养，使系统和设备在最佳状态下工作。
关键词：工业锅炉；节能降耗；燃烧技术；
0前言
随着我国国民经济的快速发展,工业锅炉行业实现了稳定增长。目前,全国工业锅炉保有量达60万台以上,年燃料消耗量约5 亿吨标准煤。但由于种种原因,如结构设计不合理,制造质量不良,辅机配套不协调,燃用煤种与设计不符,运行操作不当等,使得当前我国在用工业锅炉平均运行效率大多在60 %～65 %之间,比鉴定热效率低10 个百分点以上,更有甚者运行效率不足50 % ,与先进国家燃煤工业锅炉平均运行热效率80 %～85 %相比偏低10 %～15 % ,节能、降耗、减排潜力巨大。
锅炉的节能减排由特种设备部门监管，这就给锅炉检验机构提出了新的课题，锅炉检验人员也开始对节能减排进行探讨、研究。通过对锅炉运行时的检验，发现一些锅炉的排烟尽管通过除尘设备仍燃冒黑烟。黑烟是可燃物，冒出去既浪废能源又污染环境。中华人民共和国国务院《国家中长期科学和技术发展规划要》（2006－2020）中，把“节能、环保”“煤炭的清洁高效利用，降低环境污染”。列为“重点领域”及“优先主题”，并确定为其首项头条位置。因为，能源的浪费、环境的污染，严重阻碍国民经济的发展。为此，大力开展科技创新，更多地拥有自主知识产权。力争从科学技术方面解决节能和环保问题。为解决锅炉冒黑烟问题。目前，许多城市环保部门责令在一定范围内不允许存在燃散煤锅炉，连续几年一个城市每年拆除几百至数千根烟囱。一些企业被迁往郊区或农村，城市污染排放等级为一级，农村为二级，结果造成了更严重的污染。对于如何提高工业锅炉节能水平，是实现我国“节能减排”政策的重要保障。
1 工业锅炉能源浪费的主要表现
1.1 不完全燃烧热损失
不完全燃烧损失包括化学不完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失。化学不完全燃烧热损失系指排烟中含有尚未燃尽的CO、H2、CH4 等可燃气体所造成的热损失。机械不完全燃烧热损失指未燃烬的煤粒造成的热损失。这些未燃烧的炭包含在灰渣及飞灰之中，层燃炉的漏煤也造成这种热损失。比如，经分析烧散煤锅炉冒出的黑烟其主要成分是碳黑与烟气形成。碳黑是由于燃料不完全燃烧时，其中的高分子碳氢化合物在高温缺氧的情况下分解产生的，其粒径小于一微米，堆积比重只有50Kg/m 3，且具有憎水性，烟气中还有一些煤的挥发分，如碳氢化合物、一氧化碳、硫化氢等都是可燃气体。由于燃料的不完全燃烧不仅造成的能源浪费，大量高温烟气及粉尘SO2、CO2、NO 也对环境造成极大污染，
1.2 排烟热损失
根据测定，在相同的燃烧强度和空气过量系数的条件下，当排烟温度每升高10 ℃时，热效率就将降低0.42 %～0. 73 %。以中小型工业锅炉为例，排烟温度正常情况下应在200℃以内，160℃左右较好，排烟温度每降低12～15℃，可节煤1%。而实际情况是不少锅炉的排烟温度超过了200℃，排烟处的过量空气系数为1.7～2.5，排烟热损失为8%～20%。一般来说，排烟温度低，热效率相应高，经济效果好，但排烟温度过低，会造成锅炉尾部受热
面的烟气结露，产生低温腐蚀及堵灰。
1.3 散热损失
某些工业锅炉及热网管道保温效果差。有的锅炉某些部件不保温；有的锅炉蒸汽管道虽然保温，但对保温管道的维修相当少，造成破损、泄漏。在蒸汽管道上，有压差就有漏损，有温差就有散热。如果有10 个2～3mm 的泄漏点，在5kgf/ cm2 的压力下，每小时就有70～150kg 蒸汽损失，一年就要多耗100～200t 煤。
2 采用高效清洁燃烧技术
2.1 循环流化床锅炉。
该技术综合了鼓泡床和高速汽化床锅炉的优点，克服了高速床磨损严重、高温分离结构复杂、难于控制的缺点。循环流化床锅炉适用的燃料为工业煤矸石、烟煤、贫煤等，燃烧效率为89%～92%，容量35～130 蒸吨。1 台75 蒸吨锅炉每年节煤1 万吨，一年减少CO2排放1.69 万吨，寿命期内可减排CO225.42 万吨。
2.2 抛煤机燃烧锅炉。
抛煤机链条炉排锅炉是抛煤机和链条炉排相结合的产物。在抛煤燃烧过程中，煤粒细屑抛入炉膛时呈半悬浮燃烧，较大颗粒落到炉排上继续进行层状燃烧。此种燃烧具有着火条件优越、燃烧热、强度高、煤种适应范围广等优点。还配有二次风及飞灰回燃装置以充分燃烬及减少飞灰不完全燃烧热损失，提高运行效率，减少污染排放。与链条炉排相比，此种锅炉的炉排热强度、炉膛热强度及燃烧效率都比较高。锅炉热效率大于84%，容量为10～30 蒸吨。1 台75 蒸吨锅炉每年节煤8100 吨，年减少CO2排放1.33 万吨，寿命期内可减少CO2排放19.97 万吨。
2.3 振动炉排锅炉。
振动炉排是一种全机械化、能自动拨火、分段送风的平面式燃烧系统。该炉燃烧采用烟煤时可显著提高热效率，每年可节煤500 吨，年减少CO2排放827 吨，寿命期内可减少CO2排放1.24 万吨。
2.4 翻转炉排(万用炉排)锅炉。
BL 型万用炉排是一种用推力送料，类似于往复炉排的燃烧设备，属于一种水冷式层状燃烧装置。适用范围广，可燃用烟煤、无烟煤、褐煤或各种废料及垃圾。此种炉排与链条炉排相比，制造成本低、燃烧充分、热效率高、水冷结构、炉排寿命长。热效率可达80%～82%，锅炉容量可达4～20 蒸吨。1 台6 蒸吨翻转炉排锅炉，每年可节煤400 吨，年减少CO2 排放約666吨，寿命期内可减排CO2近1 万吨。
3 锅炉燃烧系统的优化
3.1 采取均匀分层给煤技术。
由于我国煤炭管理环节粗放，我们所用的燃煤是未经筛分分选的宽筛分燃煤，煤粒粒度大的可达40mm 以上，另外还有40%左右的粒径是小于3mm 的粉末煤，超过层燃炉对燃煤粒度的要求，原来的给煤机构为煤闸板式，燃煤经煤闸板挤压后形成的煤层非常密实，大颗粒煤之间的间隙被细煤填满，造成通风困难，在开始通风较强区域的燃烧速度快，空隙率增加的速度也相应加快，使强风区域风量越来越大，从而很快被燃烬。相反，通风较弱的地方风量越来越小，最终在此处造成较大的不完全燃烧损失，细煤比较集中的地方易形成火口。消除火口的有效方法是采用分层给煤装置，对燃煤进行粒度分选，使落到炉排上的燃煤按粒度大小分层排列，即大块煤在下面，中块煤在中间，细煤在煤层表面。这样煤层比较疏松，煤粒之间有间隙，降低通风阻力，减小鼓风机负荷，有效避免炉排上出现的火口和燃烧不均匀现象，改善煤的着火条件，提高火床的热强度和燃烧速度，有利于煤的充分燃烧。
3.2 改善炉墙的密封性和保温性
燃烧过剩空气系数设计值为1.8～2.0，实际运行时可达3.0～4.0，大量多于燃烧所需空气经过炉堂吸热，导致热量被烟气带走，提高锅炉密封和保温性，辅以炉堂负压控制，可大大降低过量空气系数，减少排烟、散热损失。
4采用微机控制技术
蒸发量大于10 吨/h 的锅炉应采取计算机控制系统；小型锅炉也要配备必要的热工仪表。实行计算机控制后，可对锅炉的水位、汽压、给水流量、蒸汽流量、炉膛温度、排烟温度、燃料消耗、风量、风压等运行参数进行数字显示和记录，并能对给水系统和燃烧系统精确控制，从而达到节能目的。实行计算机控制，可以记录各项运行数据，便于统计和考核，为锅炉运行情况的考核提供产量和能耗依据。随着计算机应用技术的提高，以及微机价格的降低，工业锅炉微机控制系统日益成熟和廉价，逐渐进人工业锅炉房，对锅炉的安全和节煤将起巨大作用。
5 蒸汽的有效利用
为有效利用蒸汽，在各种情况下均不应将高压蒸汽白白地膨胀为低压蒸汽而未得到功的利用。应杜绝向空气排汽，尤其在锅炉启动时，应尽量少向空气排汽，而将这部分蒸汽利用起来。为了节省能量，锅炉应尽量少排污，排污量应控制在5％以下，最佳为2％，尽量利用排污热量，可装排污扩容器或换热器利用之。应保持疏水器正常工作。可用扩容器回收疏水器的热量，疏水器里的蒸汽凝结水，水质好，是优质锅炉给水，回收后可节省水处理费用。应防止各种管道、阀门漏汽漏水，总泄量不超过2％～3％。应回收各种余热和废热。
6 热管换热器回收锅炉烟道余热
热管是高科技航天领域中必不可少的原件之一，它是一种高效传热元件，由管壳、管芯、工组成的封闭系统。它有体积小、重量轻、传热功率大，流动阻力小等许多优点。热管传热是靠工质的沸腾和凝结，因此单位截面积的换热量很高，同时热管内部空间充满饱和蒸汽，管子各处几乎是等温的，所以热管能在温差较低的情况下传递较多的热量。加之热管具有结构简单，无运动部件，工作可靠等优点有着广泛的应用前景。
另外，由于热管能在低温差下良好的传热，无疑对于热回收，节约能源起到很大作用。热管换热器属于热流体互不接触的表面式换热器，作为工业锅炉的尾部受热面，可充分利用锅炉的排烟余热，提高锅炉效率，节约能源。可用作为热管空气预热器、热管式省煤器和热管式热水器。热管式空气预热器用来加热燃烧用的空气，不仅可以降低排烟损失，而且采用热空气可大大加强燃烧，能有效地降低灰渣含炭量和化学不完全燃烧损失，因此可大大提高工业锅炉效率。热管省煤器用来加热锅炉给水，热管热水器用来加热生产和生活用的热水，都可以提高能源的利用率，应用也很普遍。
7 加强运行管理人员技术水平，保证系统安全正确运行
宗旨是通过对锅炉房的管理人员和操作人员的强化培训，提高锅炉的操作人员和管理人员专业知识.熟悉掌握系统和设备功能，正确使用操作，定期对设备进行维护保养，使系统和设备在最佳状态下工作。