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摘要：供热锅炉是我国国民经济生活中的重要设备，使用广泛，需求量大。通过对供暖锅炉进行节能改造，可以提高锅炉的热效率，能够使锅炉的热效率达到80%，可以节煤15%以上。小区锅炉作为一种重要的热源动力设备被广泛应用于生产生活中，但其设备系统仍存在很多待改造的问题。围绕锅炉节能运行与改造展开了分析和论述，提出了加强管理，优化燃烧工况，实现节能运行与改进方法，以期实现锅炉节能降耗、减排之目的。
关键词：锅炉；节能；现状；运行；改造
中图分类号： TK22 文献标识码： A
引言 ：
小區锅炉是我国耗能大户之一，又是城市大气的主要污染源，节省锅炉耗能，对经济社会又好又快发展和保护环境具有重大意义。供热锅炉是我国国民经济生活中的重要设备，使用广泛，需求量大。然而我国大部分供暖锅炉节能管理水平相对薄弱，多数锅炉能耗十分严重；锅炉运行在燃烧状况、热量损失、辅机用电、耗能计量等多方面存在能源浪费现象，锅炉热效率常年维持在70%以下，今后我国供热锅炉的发展，必然是沿着高效和洁净燃烧方向前进。因此，推进供暖锅炉设备节能改造已势在必行。锅炉节能改造是一种把高新材料技术、燃烧技术和锅炉综合技术有机结合在一起，通过一系列物理、化学变化，使燃料达到强化燃烧，充分燃烧，完全燃烧的一种全新燃烧技术，通过对供暖锅炉进行节能改造，可以提高锅炉的热效率，能够使锅炉的热效率达到80%，可以节煤15%以上。本文就供暖锅炉的节能改造技术谈几点粗浅认识。现就目前锅炉的使用概况，提出以下热力系统的节能和硬件节能相结合的全方位节能意见和措施。
1、当前小区锅炉现状
各种供热方式是以各家各户自备锅炉房供热为主。并且有些小区内部又设个别锅炉房，这就造成了小区锅炉数量多、耗能大这一不争的事实。目前，从小区锅炉现状来看，无论是设备还是运行管理和操作都比较落后。
1.1热效率低。我国小区锅炉的主体是层燃炉，实际运行中往往由于忽视锅炉尾部受热面的水垢、烟垢、集灰、漏风等问题，造成受热面热阻大，传热效果差，导致排烟温度高，有的甚至超过250℃，过量空气系数达到2以上。排烟热损失达到20％以上；炉膛燃烧状况不稳定是锅炉普遍存在的问题，有的甚至正压燃烧，炉膛内烟气流动紊乱，不完全燃烧热损失大大超标，导致锅炉实际运行效率比设计效率低大约20％，平均只有60％左右，甚至有的还不到50％。
1.2设备整体技术水平低。主要表现在：
①运行调节智能化程度低，燃烧过程不能实现自动检测，自动调节，特别是4t/t以下单体小型锅炉房，加煤、调风、除渣、给水、捧污等过程调节完全凭司炉工，靠经验手工操作。
②节能、环保技术落后，包括燃烧与换热、水处理、除尘脱硫，余热回收和灰渣综合利用等。
③主辅机不配套，大马拉小车，辅机性能不高、效率低。
1.3运行管理水平低。设备完好率低，未经培训和无证上岗的现象比较普遍把锅炉运行操作看做是简单的体力劳动，很少配备技术人员从事工业锅炉运行管理工作，而所配备的操作人员文化、技术水平普遍低，特别是取暖锅炉。
1.4燃料市场环境对工业锅炉运行的影响不利。燃煤工业锅炉通常都是按Ⅱ、Ⅲ类烟煤设计。我国燃煤供应一般都是直接供应原煤，没有根据煤质及粒度情况进行加工分类，用户难以做到按需购买，且煤质多变，造成运行调整困难，机械燃烧不完全增加，热效率低。
2、工业锅炉加强运行管理技术分析
2.1保持高负荷系数：锅炉普遍存在的问题是锅炉设计容量与实际负荷偏差过大，锅炉常处于低负荷运行工况，造成运行热效率降低。锅炉设计容量与负荷匹配是非常重要的，运行中应尽量缩减锅炉低负荷运行时数。对于正在投入使用的小区锅炉，建议调度，均衡负荷；配有多台锅炉时，应实现大容量锅炉承担基本负荷，保持高负荷系数，小容量锅炉用于调蜂；对于新增锅炉，建议选型阶段充分进行可行性研究，确保选定容量与实际需求相平衡，从源头上保证机组能够高负荷运行。
2.2采用先进的自动调节及控制系统优化燃烧：影响小区锅炉经济性的主要参数有排烟温度、氧量、炉渣含碳量、炉体温度等。采用先进的控制与优化算法，能够实现链条炉排炉节煤5－10％。
2.3加强燃煤管理，保证煤质：煤在煤场放的时间过长时，应采取相关措施，最大限度降低热值损失。如：可采用分层压紧法，排除原煤颗粒间的空气，减少原煤氧化热值损失，夏季还可防止原煤自燃。再者煤场中还可装设防风、排水装置，减少自然损失。此外，由于原煤供应呈现卖方市场的特点，建议企业采用合理的配煤技术，加强燃煤混配，避免来煤直烧。适当采用非线性方法进行配制，能够有效保证燃煤特性，稳定燃烧工况。一般非线性配煤方案与传统线性方案相比，成本可降低0～13元，平均3.3元。
2.4保持受热面的清洁：锅炉正常运行后，易使受热面内外分别结积水垢和灰垢，传热热阻增大且管壁升温。影响安全经济运行。研究发现，1mm水垢能使管壁升温50℃，1ram灰垢导致燃料消耗量增加3％。因此，锅炉受热面保持清洁对锅炉安全、经济运行影响重大，在用小区锅炉应定期进行受热面清灰、除垢，保证受热面清洁。
3、设备及系统节能改造技术分析
开滦集团后勤小区有近百个，锅炉房几十座，涉及到几十万户居民家庭，锅炉节能改造潜力很大，不仅符合国家节能减排环保要求，而且对开滦减轻企业负担意义重大。下面，就锅炉设备节能技改措施介绍如下：
3.1控制系统改造：小区锅炉控制系统节能改造有两类：一是按照锅炉的负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量，使锅炉经常处在良好的运行状态。将原来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，一般可达10％左右；二是对供暖锅炉的，就是在保持足够室温的前提下，根据户外温度的变化，实时调节锅炉的输出热量，达到舒适、节能、环保的目的。
3.2给煤装置的改造：传统的重力式加煤斗，由于煤依靠重力直接落在炉排上，进过煤闸板的挤压，煤层变得密实，通风阻力增加，导致缺氧燃烧，形成“三黑”(即炉渣黑、飞灰黑、排烟黑)。将重力式给煤装置改造成均匀分层给煤，即通过筛选将原煤中块、末自下而上松散地分布在炉排上，改善通风环境，强化燃烧状况，提高煤的燃烧率，减少灰渣含碳量。实例表明，仅此一项每年可获得5～20％的节煤率。
3.3燃烧系统改造：对于正转链条炉排锅炉，这项技术改造是从炉前适当位置喷入适量煤粉到炉膛的适当位置，使之在炉排层燃基础上，增加适量的悬浮燃烧，可以获得10％左右的节能率。但是喷入的煤粉量、喷射速度与位置要控制好，否则，将增大排烟黑度，影响节能效果。对于燃油、燃气和煤粉锅炉，是用新型节能燃烧器取代陈旧、落后的燃烧器，改造效果与原设备状况息息相关，原状越差，效果越好，一般可达5～10％。
3.4炉拱的改造：不同的煤种对链条炉的影响是不同的。链条炉排锅炉适用于挥发份15％以上，热值大于4500kcal／Kg、灰熔点高于1260℃、粘结性弱的烟煤。按照实际使用的煤种，适当改变炉拱的形状与位置，可以改善燃烧状况，提高燃烧效率，减少燃煤消耗，目前已有适用多种煤种的炉拱配置技术。
3.5锅炉辅机节能改造：燃煤锅炉的主要辅机――鼓风机和引风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，按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量，维持锅炉运行在最佳状况，一方面可以节约锅炉燃煤，又可以节约风机的耗电。节能效果是很好的。
3.6层燃锅炉改造成循环流化床锅炉：循环流化床锅炉是煤粉在炉膛内循环流化燃烧，所以，它的热效率比层燃锅炉高15～20个百分点，而且可以燃用劣质煤i由于可以使用石灰石粉在炉内脱硫，所以，不但可以大大减少燃煤锅炉酸雨气体S02的排放量，而且其灰渣可直接生成建筑材料。这种改造已有不少成功实例，但它的改造投资较高，约为购置新炉费用的70％，所以决策时要慎之又慎。
3.7旧锅炉更新：这项改造是用新锅炉替换旧锅炉，包括用新型节能型锅炉替换旧型锅炉，用大型锅炉替换小型锅炉，用高参数锅炉替换低参数锅炉，以实现热电联产等，如用适当台数大容量循环流化床锅炉替换多台小容最层燃锅炉，实现热电联产。由于可以较大幅度提高锅炉的能源效率，所以，节能效益可观，投资回收期较短，长则4～5年，短则2～3年即可。
4、结束语
进入21世纪以来，我国的经济在飞速发展，能源对经济发展的瓶颈制约越来越明显，今后一个相当长的时期内能源消耗仍以煤炭为主，且供应将更加紧张。小区锅炉节能降耗已列为国家节能重点，通过以上措施的实施，可有效地提高锅炉效率，降低小区锅炉能源消耗。
参考文献：
[1] 何健，卢玉东.浅谈供暖锅炉与系统的节能与环保[J].科技情报开发与经济.2008.19.
[2] 刘洋.锅炉改造项目实例研究[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版.2010.10.
关键词：锅炉；节能；现状；运行；改造
中图分类号： TK22 文献标识码： A
引言 ：
小區锅炉是我国耗能大户之一，又是城市大气的主要污染源，节省锅炉耗能，对经济社会又好又快发展和保护环境具有重大意义。供热锅炉是我国国民经济生活中的重要设备，使用广泛，需求量大。然而我国大部分供暖锅炉节能管理水平相对薄弱，多数锅炉能耗十分严重；锅炉运行在燃烧状况、热量损失、辅机用电、耗能计量等多方面存在能源浪费现象，锅炉热效率常年维持在70%以下，今后我国供热锅炉的发展，必然是沿着高效和洁净燃烧方向前进。因此，推进供暖锅炉设备节能改造已势在必行。锅炉节能改造是一种把高新材料技术、燃烧技术和锅炉综合技术有机结合在一起，通过一系列物理、化学变化，使燃料达到强化燃烧，充分燃烧，完全燃烧的一种全新燃烧技术，通过对供暖锅炉进行节能改造，可以提高锅炉的热效率，能够使锅炉的热效率达到80%，可以节煤15%以上。本文就供暖锅炉的节能改造技术谈几点粗浅认识。现就目前锅炉的使用概况，提出以下热力系统的节能和硬件节能相结合的全方位节能意见和措施。
1、当前小区锅炉现状
各种供热方式是以各家各户自备锅炉房供热为主。并且有些小区内部又设个别锅炉房，这就造成了小区锅炉数量多、耗能大这一不争的事实。目前，从小区锅炉现状来看，无论是设备还是运行管理和操作都比较落后。
1.1热效率低。我国小区锅炉的主体是层燃炉，实际运行中往往由于忽视锅炉尾部受热面的水垢、烟垢、集灰、漏风等问题，造成受热面热阻大，传热效果差，导致排烟温度高，有的甚至超过250℃，过量空气系数达到2以上。排烟热损失达到20％以上；炉膛燃烧状况不稳定是锅炉普遍存在的问题，有的甚至正压燃烧，炉膛内烟气流动紊乱，不完全燃烧热损失大大超标，导致锅炉实际运行效率比设计效率低大约20％，平均只有60％左右，甚至有的还不到50％。
1.2设备整体技术水平低。主要表现在：
①运行调节智能化程度低，燃烧过程不能实现自动检测，自动调节，特别是4t/t以下单体小型锅炉房，加煤、调风、除渣、给水、捧污等过程调节完全凭司炉工，靠经验手工操作。
②节能、环保技术落后，包括燃烧与换热、水处理、除尘脱硫，余热回收和灰渣综合利用等。
③主辅机不配套，大马拉小车，辅机性能不高、效率低。
1.3运行管理水平低。设备完好率低，未经培训和无证上岗的现象比较普遍把锅炉运行操作看做是简单的体力劳动，很少配备技术人员从事工业锅炉运行管理工作，而所配备的操作人员文化、技术水平普遍低，特别是取暖锅炉。
1.4燃料市场环境对工业锅炉运行的影响不利。燃煤工业锅炉通常都是按Ⅱ、Ⅲ类烟煤设计。我国燃煤供应一般都是直接供应原煤，没有根据煤质及粒度情况进行加工分类，用户难以做到按需购买，且煤质多变，造成运行调整困难，机械燃烧不完全增加，热效率低。
2、工业锅炉加强运行管理技术分析
2.1保持高负荷系数：锅炉普遍存在的问题是锅炉设计容量与实际负荷偏差过大，锅炉常处于低负荷运行工况，造成运行热效率降低。锅炉设计容量与负荷匹配是非常重要的，运行中应尽量缩减锅炉低负荷运行时数。对于正在投入使用的小区锅炉，建议调度，均衡负荷；配有多台锅炉时，应实现大容量锅炉承担基本负荷，保持高负荷系数，小容量锅炉用于调蜂；对于新增锅炉，建议选型阶段充分进行可行性研究，确保选定容量与实际需求相平衡，从源头上保证机组能够高负荷运行。
2.2采用先进的自动调节及控制系统优化燃烧：影响小区锅炉经济性的主要参数有排烟温度、氧量、炉渣含碳量、炉体温度等。采用先进的控制与优化算法，能够实现链条炉排炉节煤5－10％。
2.3加强燃煤管理，保证煤质：煤在煤场放的时间过长时，应采取相关措施，最大限度降低热值损失。如：可采用分层压紧法，排除原煤颗粒间的空气，减少原煤氧化热值损失，夏季还可防止原煤自燃。再者煤场中还可装设防风、排水装置，减少自然损失。此外，由于原煤供应呈现卖方市场的特点，建议企业采用合理的配煤技术，加强燃煤混配，避免来煤直烧。适当采用非线性方法进行配制，能够有效保证燃煤特性，稳定燃烧工况。一般非线性配煤方案与传统线性方案相比，成本可降低0～13元，平均3.3元。
2.4保持受热面的清洁：锅炉正常运行后，易使受热面内外分别结积水垢和灰垢，传热热阻增大且管壁升温。影响安全经济运行。研究发现，1mm水垢能使管壁升温50℃，1ram灰垢导致燃料消耗量增加3％。因此，锅炉受热面保持清洁对锅炉安全、经济运行影响重大，在用小区锅炉应定期进行受热面清灰、除垢，保证受热面清洁。
3、设备及系统节能改造技术分析
开滦集团后勤小区有近百个，锅炉房几十座，涉及到几十万户居民家庭，锅炉节能改造潜力很大，不仅符合国家节能减排环保要求，而且对开滦减轻企业负担意义重大。下面，就锅炉设备节能技改措施介绍如下：
3.1控制系统改造：小区锅炉控制系统节能改造有两类：一是按照锅炉的负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量，使锅炉经常处在良好的运行状态。将原来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，一般可达10％左右；二是对供暖锅炉的，就是在保持足够室温的前提下，根据户外温度的变化，实时调节锅炉的输出热量，达到舒适、节能、环保的目的。
3.2给煤装置的改造：传统的重力式加煤斗，由于煤依靠重力直接落在炉排上，进过煤闸板的挤压，煤层变得密实，通风阻力增加，导致缺氧燃烧，形成“三黑”(即炉渣黑、飞灰黑、排烟黑)。将重力式给煤装置改造成均匀分层给煤，即通过筛选将原煤中块、末自下而上松散地分布在炉排上，改善通风环境，强化燃烧状况，提高煤的燃烧率，减少灰渣含碳量。实例表明，仅此一项每年可获得5～20％的节煤率。
3.3燃烧系统改造：对于正转链条炉排锅炉，这项技术改造是从炉前适当位置喷入适量煤粉到炉膛的适当位置，使之在炉排层燃基础上，增加适量的悬浮燃烧，可以获得10％左右的节能率。但是喷入的煤粉量、喷射速度与位置要控制好，否则，将增大排烟黑度，影响节能效果。对于燃油、燃气和煤粉锅炉，是用新型节能燃烧器取代陈旧、落后的燃烧器，改造效果与原设备状况息息相关，原状越差，效果越好，一般可达5～10％。
3.4炉拱的改造：不同的煤种对链条炉的影响是不同的。链条炉排锅炉适用于挥发份15％以上，热值大于4500kcal／Kg、灰熔点高于1260℃、粘结性弱的烟煤。按照实际使用的煤种，适当改变炉拱的形状与位置，可以改善燃烧状况，提高燃烧效率，减少燃煤消耗，目前已有适用多种煤种的炉拱配置技术。
3.5锅炉辅机节能改造：燃煤锅炉的主要辅机――鼓风机和引风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，按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量，维持锅炉运行在最佳状况，一方面可以节约锅炉燃煤，又可以节约风机的耗电。节能效果是很好的。
3.6层燃锅炉改造成循环流化床锅炉：循环流化床锅炉是煤粉在炉膛内循环流化燃烧，所以，它的热效率比层燃锅炉高15～20个百分点，而且可以燃用劣质煤i由于可以使用石灰石粉在炉内脱硫，所以，不但可以大大减少燃煤锅炉酸雨气体S02的排放量，而且其灰渣可直接生成建筑材料。这种改造已有不少成功实例，但它的改造投资较高，约为购置新炉费用的70％，所以决策时要慎之又慎。
3.7旧锅炉更新：这项改造是用新锅炉替换旧锅炉，包括用新型节能型锅炉替换旧型锅炉，用大型锅炉替换小型锅炉，用高参数锅炉替换低参数锅炉，以实现热电联产等，如用适当台数大容量循环流化床锅炉替换多台小容最层燃锅炉，实现热电联产。由于可以较大幅度提高锅炉的能源效率，所以，节能效益可观，投资回收期较短，长则4～5年，短则2～3年即可。
4、结束语
进入21世纪以来，我国的经济在飞速发展，能源对经济发展的瓶颈制约越来越明显，今后一个相当长的时期内能源消耗仍以煤炭为主，且供应将更加紧张。小区锅炉节能降耗已列为国家节能重点，通过以上措施的实施，可有效地提高锅炉效率，降低小区锅炉能源消耗。
参考文献：
[1] 何健，卢玉东.浅谈供暖锅炉与系统的节能与环保[J].科技情报开发与经济.2008.19.
[2] 刘洋.锅炉改造项目实例研究[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版.2010.10.