工业锅炉的节能技术

工业锅炉的节能技术关键词: 耗能工业锅炉能源是发展国民经济的命脉，是提高人民生活水平的重要物资基础。

随着国民经济的发展，对能源的需求日益增加。

我国是能源资源比较丰富的国家，由于我国人口众多，按人均的能源产量还是很低，约为世界平均水平的三分之一。

因此，我国采取开发与节约并重的能源方针，把节能放在很重要的位置。

由于我国能源利用水平较低，有很大的节能潜能。

工业锅炉是我国耗能最多的设备之一，每年消耗的能源约占整个国家能源消耗的三分之一。

而工业锅炉耗能是为了生产二次能源——蒸汽或热水。

蒸汽或热水是通过热力管网送往各种用热设备。

锅炉、管网和用热设备组成了热力系统，该系统的能源利用率等于锅炉热效率、管网热效率和用热设备热效率的乘积，即η能=η锅.η管.η设。

由此可见，锅炉耗能的大小不仅决定于本身热效率的高低，而且也决定于热力系统的能源利用率。

因此，节省工业锅炉耗能必需从锅炉、管网和用热设备三方面系统地考虑。

工业锅炉效率低的重要原因是锅炉容量太小，使能量利用率降低。

我国的工业锅炉主要用于供热、采暖和生活，许多企事业单位只重视锅炉本身的技术改造，提高出力和热效率，而对能量的综合利用考虑得较少，忽视了管网和用热设备的滴漏散热，结果是锅炉愈改愈大，热效率虽有很大的提高，但耗能却很多，能源利用率不高。

因此，要提高锅炉的能源利用率，除了要提高工业锅炉本身的热效率外，还要实行工业锅炉的供热系统节能、软件节能与硬件节能相结合的全方位节能策略。

软件节能要重视并抓好燃料供应管理和运行操作人员的培训工作。

让燃料去适应锅炉，比改造锅炉见效快投资少，应作为节能的主要措施。

各大型企业应有技术人员负责锅炉、管网和用热设备的管理。

司炉工应进行操作培训，经锅炉安全监察部门考试合格，发给操作证明后方可上岗。

硬件节能包括燃料加工（原燃的洗选、混配、筛分、破碎、成型煤等），采用新工艺、新设备，改造旧工艺、旧设备等。

开展企业热平衡，改进管网和用热设备基础上，对锅炉的容量和热效率提出合理的要求，避免改造锅炉或更新的盲目性。

硬件节能投资大周期长，而且只有在做好软件节能的基础上才能发挥作用，但它是大幅度节能的根本措施。

近几年来，自动燃油（气）锅炉发展很快。

自动化程度高，安全性能好，对大气环境污染少，热效率高（燃油锅炉的热效率约在85%以上，燃气锅炉的热效率在90%以上）。

因此，工业锅炉的节能主攻方向应放在锅炉、管网和用热设备组成的供热系统上。

在当前，下列几个方面对工业锅炉的节能有重要意义。

一、蒸汽的有效利用蒸汽是锅炉的产品，应严格按计划使用。

在有多台锅炉的锅炉房，每台锅炉负荷（供汽量）的分配应按机组总效率最高的原则分配。

锅炉负荷先由效率高的锅炉承担，至满负荷后，再由效率低的锅炉承担负荷。

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，应尽量少向空排汽，或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。

二、管道保温蒸汽管道、热水管道及各种用热设备都会向周围的空气散失热量，另外为了安全的目的，必须对输汽、水管道保温。

保温用绝热材料应符合以下要求：1）导热系数低、绝热性能好。

导热系数λ＜0.12千卡/米.时.℃2）管内介质达到最高温度时，性能仍较稳定，而且机械性能良好，一般抗压强度不低于3公斤/厘米2。

3）当热介质温度大于120℃时，保温材料不应含有有机物和可燃物。

只有当介质温度在80℃以下时，保温材料内可含有有机物。

4）保温材料要求吸湿性小，对管壁无腐蚀，易于制造成型，便于安装。

符合上述要求的保温材料有膨胀珍珠岩、碱玻璃纤维、泡沫塑料、石棉和矿渣棉等。

保温层的厚度一般按以下原则确定：1）保证管道的热损失在规定值以下。

2）保温层表面温度不超过55～60℃。

3）保温层的经济厚度为应使保温层的费用及热损失折合为燃料费用之和最小。

为减少蒸汽管道的散热损失，应尽可能采用小的管径，并缩短输送距离，同时应使其压降较小。

在输送蒸汽前将汽压降低到最低必须的数值。

如压降较大，则应利用其作功。

对于动力装置，应采用高温高压蒸汽；对于工艺用汽，应采用低压和小的过热度。

对供热设备和管道进行良好的保温是重要的节能措施。

三、热水供暖除了生产工艺必须使用蒸汽以外，对于供暖、通风和热水供应等应采用热水供热。

其主要优点是：1）热水供暖可以节约大量燃料20～40%。

因为它没有凝结水和二次蒸发损失。

其次，热水供暖管道散热损失小。

蒸汽供暖管道漏汽损失较大。

蒸汽锅炉需要连续和定期排污，而热水锅炉只需少量的定期排污。

最后，热水供暖可根据室外环境温度的变化，灵活地对热水进行质量调节，达到既节约燃料又保证供热质量的要求。

2）高温热水供暖系统的维修费用比蒸汽供暖低。

实践证明，热水供暖系统维修费用只是蒸汽供暖系统的1/3，维修人员可相应地减少一半。

3）热水供暖热半径大，可达几十公里，而蒸汽供暖受管道阻力损失限制，一般仅为2～3公里。

4）高温水供暖适合于区域性供热事业的发展。

而采用区域性集中供热不仅可以节约大量燃料，又可减少锅炉对大气环境的污染。

热水采暖的缺点是外部管网的投资比蒸汽供暖要大，尤其是供水和回水的温差较少时更为显著。

热水采暖循环泵的容量大，消耗电能多，增加了运行费用。

由于水的比重大，对于地形高度差大的地区以及高层建筑中会产生相当大的重位压差，给系统设计和运行带来了很大的复杂性。

但是从全面衡量，热水供暖经济效益显著，因此，应大力发展热水供暖，在区域锅炉房安装高效率大容量的热水锅炉。

随着供热半径的扩大，提高供水温度是必然趋势。

提高供回水温差可减少循环水量，降低管网费用，节省电能。

但是大多数单位实际采用的供水温度多低于100℃，根据我国目前条件，应提高供水温度130℃系统的运行管理水平，有重点地推广150℃。

将区域锅炉房的供回水温差提高到0～60℃是可能的。

设计管网时，选用经济比压降，使热网费用最小。

对于集中供热的干管，经济比压降值约为40～60pa，支管内的比压降为200～300pa。

管内流速推荐1.5m/s，但不得低于0.67m/s，以免流速过低造成管道弯曲，引起过大的热应力。

四、区域锅炉房集中供热我国供热系统基本上是采用小锅炉分散供热的方式，锅炉效率低、能源利用率差、环境污染严重，而采用具有规模和场地的选择比较灵活、以及不定因素少、投资少、建设周期短、能较快发挥投资效益的区域锅炉房集中供热可节省燃料，提高能源的利用率。

区域锅炉房集中供热就是用高效率大容量锅炉代替分散小锅炉的一种集中供热方式。

集中供热就是由一个大型的热源通过热力管网向一个或几个较大区域或工业企业供热的方式。

它由热源、热网和热用户组成。

集中供热的热效率由锅炉、管道和热网三部分效率组成。

由于锅炉热效率提高所获得的效益足以补尝热网系统输送热量所产生的损失时，就开始节省燃料。

区域锅炉房节能的关键是要采用高效率的锅炉代替分散低效率的小锅炉，因此，区域锅炉房的容量不能太小，至少应有容量不少于10t/h两台，即供热量应在50GJ/h以上，相应的供暖面积应在20万平方米以上。

五、热电联产凝汽式发电厂的主要热损失是汽轮排汽的热量在凝汽器中被冷却水带走，无法加以利用，这部分热损失通常占40%—60%，因而使凝汽式电厂的效率不高。

如果采用热电联产方式，将汽轮机的排汽或抽汽用于供热，可大大减少汽轮机的排汽损失，同时用高效率大容量的锅炉代替低效率小锅炉，可使能源利用率大大提高，因此能取得很大的经济效益。

可采用建设大型热电厂、凝汽式电厂改造供热及企业自备中小型热电厂等热电联产方式。

在工业集中的地区可以建设大型热电厂，在采暖热负荷大的北方大中城市可以建设供暖热电厂，在供暖季节按热电联产运行，在非供暖季节按凝汽方式运行。

对有凝汽式机组，可采用冷凝器低真空运行或在汽轮机高低压缸连通管上打孔抽汽的办法供热，可取得显著的节能效果。

对于不具备由中心热电厂供热的大中型企业，当具有连续稳定的用汽量在20t/h以上时，一般均有建立自备热电厂的条件。

这类企业可以选择20t/h次中压锅炉式或35t/h中压及次高压锅炉，1.5MW或3MW背压式汽轮发电机组，建立以供热为主，发电为辅的自备热电厂，可取得很大的经济效益。

与分散的小型工业锅炉相比，由于锅炉热效率提高，热电联产的燃料消耗与小型锅炉相当。

在同样的供热条件下，利用热电联产，可获得额外的电能。

自备热电厂一般采用次中压、中压或次高压背压机组，以汽定电，以热负荷决定发电量，机组功率可从1MW到12MW，型式多样，机动灵活。

如生产工艺要求两种供汽压力，则可采用抽汽背压机组。

由于背压机组在低负荷时的效率很低，因此在选择机组时，热负荷一定要落实，坚持以热定电的原则。

由于采用背压机组带基本负荷，供电煤耗比大型凝汽式电厂更为优越，而且投资少，建设快，收效明显等优点，应予以重视。

由于供汽量不太大，供汽半径一般不超过2～3Km，否则由于热电厂得到的效益，大部分消耗于管路的压降与热损失，加上管网投资的增加，经济上就不合算了。

六、裕压发电在印染、纺织、制糖、造纸、化肥、化工等许多行业，大量需要工艺用汽，但所需压力不高，一般小于3×105Pa，而热源供汽，包括自备锅炉供汽或热电厂供汽，其压力较高，多在13×105Pa以上，因此在供汽与用汽设备之间存在一定的压差，利用这一压差发电的方式叫裕压发电。

它是将热源供给的蒸汽先进入背压汽轮机发电，再将其排汽供用热设备使用，这样可使热能得充分利用，因而提高了能源利用率。

裕压发电，具有如下一些优点：1)背压发电效率高，能耗低，可大量节省燃料。

2)背压机组设备简单，投资少，建设快。

裕压发电的投资一般可在三年内回收，建设周期大约为一年左右，因而能较快地取得经济效益。

3)裕压发电成本低，经济效益显著，裕压发电成本略低于电力系统发电成本，如将裕压电供本企业使用，则与电网供电价格相比，便宜得多，能为企业取得较大的经济效益。

4)在供电紧张地区，增加电力可增加供电的可靠性，对保证企业正常生产有很大意义。

5)裕压发电运行和管理简便可靠，而且不需要大量冷却水源。

裕压发电的经济性与机组容量、初终参数、负荷率及利用小时数等因素有关，如设计不合理，则经济效益大大降低，反而成为企业的负担。

机组容量大小对裕压发电的经济性有影响。

由于锅炉、汽轮机效率都随机组容量减小而降低，而单位容量的设备投资费用、运行管理费用却随容量减小而增大，因此机组容量不能太小，一般应大于300kW。