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【摘 要】 当前建设资源节约型、环境友好型社会是当前我国的社会发展的必然要求，而工业锅炉产生的污染较大。因此，需要不断促进工业锅炉节能减排技术的提升，基于此，本文论述了当前节能减排之下工业锅炉控制技术问题。
【关键词】 节能减排；工业锅炉；控制
引言：
锅炉不仅是工业生产中重要的能量转换设备之一，而且它在人民的生活中也得到了广泛的运用，是一种重要的设备。虽然工业锅炉的广泛应用为我国的社会经济的发展做出了重要贡献，但是在使用工业锅炉的过程中也消耗浪费了巨大能源。面临资源严重浪费的情况，近年来，我国提出了节能减排的基本国策，以尽快实现建立环境友好型、资源节约型社会的目标，促进可持续发展道路的延伸。当前我国工业锅炉能源浪费的情况还较为严重，节能减排工作还任重道远。
1、我国锅炉节能减排现状
节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。党的十六届五中全会通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》，提出了实现单位GDP能耗降低20%的约束性目标，部署了十大重点节能工程，其中，燃煤工业锅炉（窑炉）的节能改造被列为了首项重点节能工程[2]。我国工业锅炉制造业已经形成了自己的产品型谱，有数十家设计生产水平比较高的企业具有新产品开发能力，整个行业具备年产15～18万蒸吨的能力。但单机容量小，平均不足4t/h（日本5t/h、美国14t/h），且以燃煤为主（国外≤20t/h的工业锅炉以燃油燃气为主），运行效率低。因此，大容量、高效率、低排放是我国工业锅炉发展的必然要求和主要趋势[3]。由于我国锅炉的设计、制造、使用环节中，操作性强的节能法规、标准不多，使用和管理水平普遍较低，造成锅炉热效率总体不高，能源浪费严重，其中工业锅炉尤为突出。我国燃煤工业锅炉的平均实际热效率仅为62%，而工业国家平均为80%以上。如采取切实有效的措施，使其平均热效率提高10%，每年就可节约标准煤4300万t以上。
2、节能减排与工业锅炉控制技术的发展思考
2.1、额定效率须与所需要的热负荷匹配
2.1.1、如果锅炉房内有多台不同容量或型号的锅炉可根据高峰负荷、低峰负荷不同设定多种组合方案，择优开炉。
2.1.2、发展集中供热，热电联产
近年来，鞍钢逐步完成了用燃烧高炉煤气锅炉替代原有燃油和燃煤锅炉。既有效利用公司二次能源减少外购动力煤，又减少燃煤及高炉煤气放散造成的环境污染。同时新建锅炉及发电机组选用高压参数设备，实现中央电站由中压参数向高压参数升级，大大提高了电厂热效率。2007年建成的燃烧低热值高炉煤气联合循环发电机组，最大发电量可达30万kW·h，设计年发电量达20亿kW·h以上，可将鞍钢剩余高炉煤气和焦炉煤气全部回收发电。鞍钢进行的热电联产改造项目优势明显，效果显著。
2.1.3、采用并联蓄热器技术
蓄热器是用来调节负荷波动的，当负荷低时储备富裕热量，负荷高时可释放热量，满足生产、生活需要，所以在选择锅炉容量时，只需按平均负荷选配就可以。最大程度的保证锅炉使用热效率。而且若企业生产需要锅炉少量增容，增设蓄热器可相应扩大锅炉容量投资相对较少。蓄热器是一项较成熟的技术，国外应用广泛，节能减排效果显著，国内也投产了一些，效果同样好，之所以未得到广泛应用是由于对该项技术的不了解，习惯于按最大负荷选择锅炉容量。如果这项技术能够得到推广应用将提高锅炉热效率4%～6%，节省燃料5%～15%。
2.2、锅炉系统运行能效的在线显示及检测技术
在工业锅炉及其控制系统中，要想比较好地进行相关的控制系统节能减排技术的开发和利用，就应该做好锅炉系统运行能效的在线显示以及检测功能。对于以微处理器或工业控制计算机为核心的锅炉控制系统来说，在技术方面，关于效能的计算和记录问题不成问题。在合理有效进行工业锅炉的能效在线测量、计算和显示的功能下，相关的虚报效率显现能够得到制约，有利于锅炉技术的健康发展。
2.3、加大政策支持、提供保障措施
要打破当前工业锅炉节能减排工作的困境，需要对锅炉节能减排关键技术和相关的机制、体制进行创新，聚集一切的力量，实现国家节能减排的战略目标。各地方政府要制定出台工业锅炉的用煤质量标准及锅炉的能效标准，建立完善节能减排的指标体系，各级相关职能部门要建立联动协作机制，形成整体合力。对锅炉的生产制造制定完善的规章制度，对锅炉的设计、安装、使用、管理、实施、节能检测等方面提出具体可行的要求。另外，还要从国家到地方，建立起健全的锅炉节能减排监督管理机构，对已有的监督管理机构，要进一步明确其对锅炉节能减排的重要监督管理的工作职责；而对于新建的锅炉节能减排监督管理机构，则要充分优化利用已有的监测资源，并将锅炉技术审查工作纳入到监督管理机构的管理职能中。最后，要搭建锅炉信息交流平台，加快建立节能减排技术服务体系，促进节能减排服务产业的发展，开展锅炉效能测试工作，找出造成能源损失的主要因素，探索减少损失、提高利用效率的有效途径，通过培育节能减排技术服务市场，加快推行合同能源管理，推进锅炉节能减排工作。
2.4、水处理达标锅炉
水处理是一个重要的生产和节能环节，对于水处理的改造主要可以从下述几方面入手。
2.4.1、合理选型，避免出现“头疼医脚”现象
水处理要根据炉型、当地水质合理选配水处理设备。蒸汽锅炉应尽量采用炉外水处理，如采用离子交换法，重点除去水中硬度；热水锅炉应考虑除氧、除污和防丢水。
2.4.2、水处理人员须持证上岗，以保证水处理设备正确操作、维护
锅炉水处理人员应当按照安全技术规范的要求，经考核合格，方可从事锅炉水处理作业。
2.4.3、监测水垢厚度，选择合理的除垢方法
应当尽量采用机械方法除垢，采用化学清洗除垢的，应由专业单位进行。
2.5、积极应用成熟技术第一，变频器技术
目前，变频器在工业锅炉行业应用越来越普及。通过使用变频器得以实现节约电能。相比于电动调节阀、风门挡板等节流设备，变频器的节点率一般能够达到40%左右，则是根据需要而使用的电能。这里对于对蒸汽锅炉的给水系统进行变频改造分析。基于系统运行现状，本着既能节能降耗，又能控制简便、安全且投资较少的原则，可以设计1套1台变频器拖动3台电机的方案。应该充分使用锅炉层有的DCS控制系统，并且不断增加了变频器、可编程序控制器（PLC）以及控制信号转换装置。因为有着阀门的调节，因此在理论之上不可以最大限度地节能降耗，然而在具体的应用之中，因为减小了给水母管同蒸汽压力之间的压力差，促使电动阀门的开度由原来的平均10%左右开大到75%左右，而系统回水阀门需要关闭，那么就可以在一定程度之上节约能源。
3、结语
工业锅炉节能是一项系统工程，既涉及工业锅炉系统的设置、产品的设计、制造、安装、使用、维修、改造、检验以及能效测试等各环节，也涉及政府工业锅炉节能监管部门、检验检测机构、制造单位、安装改造维修单位、使用单位以及其他政府部门等相关方。因此，需要进一步加强与有关部门沟通，争取他们理解、支持和配合，形成“政府推动、部门联动、企业主动、技术机构提供技术支撑、社会相关方共同参与”的工业锅炉节能多元共治格局。
参考文献：
[1]赵钦新，周屈兰.工业锅炉节能减排现状、存在问题及对策[J].工业锅炉，2010，01：1-6.
[2]自动化控制：工业锅炉改造工程的重要举措[J].中国新技术新产品，2008，02：71-77.
[3]刘晓宁.工业锅炉水位控制系统的研究[D].东北大学，2010.
[4]王善武，吕岩岩，吴晓云，范兵兵.工业锅炉行业节能减排与战略性发展[J].工业锅炉，2011，01：1-9.
【关键词】 节能减排；工业锅炉；控制
引言：
锅炉不仅是工业生产中重要的能量转换设备之一，而且它在人民的生活中也得到了广泛的运用，是一种重要的设备。虽然工业锅炉的广泛应用为我国的社会经济的发展做出了重要贡献，但是在使用工业锅炉的过程中也消耗浪费了巨大能源。面临资源严重浪费的情况，近年来，我国提出了节能减排的基本国策，以尽快实现建立环境友好型、资源节约型社会的目标，促进可持续发展道路的延伸。当前我国工业锅炉能源浪费的情况还较为严重，节能减排工作还任重道远。
1、我国锅炉节能减排现状
节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。党的十六届五中全会通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》，提出了实现单位GDP能耗降低20%的约束性目标，部署了十大重点节能工程，其中，燃煤工业锅炉（窑炉）的节能改造被列为了首项重点节能工程[2]。我国工业锅炉制造业已经形成了自己的产品型谱，有数十家设计生产水平比较高的企业具有新产品开发能力，整个行业具备年产15～18万蒸吨的能力。但单机容量小，平均不足4t/h（日本5t/h、美国14t/h），且以燃煤为主（国外≤20t/h的工业锅炉以燃油燃气为主），运行效率低。因此，大容量、高效率、低排放是我国工业锅炉发展的必然要求和主要趋势[3]。由于我国锅炉的设计、制造、使用环节中，操作性强的节能法规、标准不多，使用和管理水平普遍较低，造成锅炉热效率总体不高，能源浪费严重，其中工业锅炉尤为突出。我国燃煤工业锅炉的平均实际热效率仅为62%，而工业国家平均为80%以上。如采取切实有效的措施，使其平均热效率提高10%，每年就可节约标准煤4300万t以上。
2、节能减排与工业锅炉控制技术的发展思考
2.1、额定效率须与所需要的热负荷匹配
2.1.1、如果锅炉房内有多台不同容量或型号的锅炉可根据高峰负荷、低峰负荷不同设定多种组合方案，择优开炉。
2.1.2、发展集中供热，热电联产
近年来，鞍钢逐步完成了用燃烧高炉煤气锅炉替代原有燃油和燃煤锅炉。既有效利用公司二次能源减少外购动力煤，又减少燃煤及高炉煤气放散造成的环境污染。同时新建锅炉及发电机组选用高压参数设备，实现中央电站由中压参数向高压参数升级，大大提高了电厂热效率。2007年建成的燃烧低热值高炉煤气联合循环发电机组，最大发电量可达30万kW·h，设计年发电量达20亿kW·h以上，可将鞍钢剩余高炉煤气和焦炉煤气全部回收发电。鞍钢进行的热电联产改造项目优势明显，效果显著。
2.1.3、采用并联蓄热器技术
蓄热器是用来调节负荷波动的，当负荷低时储备富裕热量，负荷高时可释放热量，满足生产、生活需要，所以在选择锅炉容量时，只需按平均负荷选配就可以。最大程度的保证锅炉使用热效率。而且若企业生产需要锅炉少量增容，增设蓄热器可相应扩大锅炉容量投资相对较少。蓄热器是一项较成熟的技术，国外应用广泛，节能减排效果显著，国内也投产了一些，效果同样好，之所以未得到广泛应用是由于对该项技术的不了解，习惯于按最大负荷选择锅炉容量。如果这项技术能够得到推广应用将提高锅炉热效率4%～6%，节省燃料5%～15%。
2.2、锅炉系统运行能效的在线显示及检测技术
在工业锅炉及其控制系统中，要想比较好地进行相关的控制系统节能减排技术的开发和利用，就应该做好锅炉系统运行能效的在线显示以及检测功能。对于以微处理器或工业控制计算机为核心的锅炉控制系统来说，在技术方面，关于效能的计算和记录问题不成问题。在合理有效进行工业锅炉的能效在线测量、计算和显示的功能下，相关的虚报效率显现能够得到制约，有利于锅炉技术的健康发展。
2.3、加大政策支持、提供保障措施
要打破当前工业锅炉节能减排工作的困境，需要对锅炉节能减排关键技术和相关的机制、体制进行创新，聚集一切的力量，实现国家节能减排的战略目标。各地方政府要制定出台工业锅炉的用煤质量标准及锅炉的能效标准，建立完善节能减排的指标体系，各级相关职能部门要建立联动协作机制，形成整体合力。对锅炉的生产制造制定完善的规章制度，对锅炉的设计、安装、使用、管理、实施、节能检测等方面提出具体可行的要求。另外，还要从国家到地方，建立起健全的锅炉节能减排监督管理机构，对已有的监督管理机构，要进一步明确其对锅炉节能减排的重要监督管理的工作职责；而对于新建的锅炉节能减排监督管理机构，则要充分优化利用已有的监测资源，并将锅炉技术审查工作纳入到监督管理机构的管理职能中。最后，要搭建锅炉信息交流平台，加快建立节能减排技术服务体系，促进节能减排服务产业的发展，开展锅炉效能测试工作，找出造成能源损失的主要因素，探索减少损失、提高利用效率的有效途径，通过培育节能减排技术服务市场，加快推行合同能源管理，推进锅炉节能减排工作。
2.4、水处理达标锅炉
水处理是一个重要的生产和节能环节，对于水处理的改造主要可以从下述几方面入手。
2.4.1、合理选型，避免出现“头疼医脚”现象
水处理要根据炉型、当地水质合理选配水处理设备。蒸汽锅炉应尽量采用炉外水处理，如采用离子交换法，重点除去水中硬度；热水锅炉应考虑除氧、除污和防丢水。
2.4.2、水处理人员须持证上岗，以保证水处理设备正确操作、维护
锅炉水处理人员应当按照安全技术规范的要求，经考核合格，方可从事锅炉水处理作业。
2.4.3、监测水垢厚度，选择合理的除垢方法
应当尽量采用机械方法除垢，采用化学清洗除垢的，应由专业单位进行。
2.5、积极应用成熟技术第一，变频器技术
目前，变频器在工业锅炉行业应用越来越普及。通过使用变频器得以实现节约电能。相比于电动调节阀、风门挡板等节流设备，变频器的节点率一般能够达到40%左右，则是根据需要而使用的电能。这里对于对蒸汽锅炉的给水系统进行变频改造分析。基于系统运行现状，本着既能节能降耗，又能控制简便、安全且投资较少的原则，可以设计1套1台变频器拖动3台电机的方案。应该充分使用锅炉层有的DCS控制系统，并且不断增加了变频器、可编程序控制器（PLC）以及控制信号转换装置。因为有着阀门的调节，因此在理论之上不可以最大限度地节能降耗，然而在具体的应用之中，因为减小了给水母管同蒸汽压力之间的压力差，促使电动阀门的开度由原来的平均10%左右开大到75%左右，而系统回水阀门需要关闭，那么就可以在一定程度之上节约能源。
3、结语
工业锅炉节能是一项系统工程，既涉及工业锅炉系统的设置、产品的设计、制造、安装、使用、维修、改造、检验以及能效测试等各环节，也涉及政府工业锅炉节能监管部门、检验检测机构、制造单位、安装改造维修单位、使用单位以及其他政府部门等相关方。因此，需要进一步加强与有关部门沟通，争取他们理解、支持和配合，形成“政府推动、部门联动、企业主动、技术机构提供技术支撑、社会相关方共同参与”的工业锅炉节能多元共治格局。
参考文献：
[1]赵钦新，周屈兰.工业锅炉节能减排现状、存在问题及对策[J].工业锅炉，2010，01：1-6.
[2]自动化控制：工业锅炉改造工程的重要举措[J].中国新技术新产品，2008，02：71-77.
[3]刘晓宁.工业锅炉水位控制系统的研究[D].东北大学，2010.
[4]王善武，吕岩岩，吴晓云，范兵兵.工业锅炉行业节能减排与战略性发展[J].工业锅炉，2011，01：1-9.