对工业锅炉节能的分析

对工业锅炉节能的分析
摘要：本文在对工业锅炉指标、节能措施进行分析的基础上，并提出了有针对性的意见，对于实现工业锅炉指标控制及节能目标有重要的指导意义。

关键词：工业锅炉节能分析热效率安全运行
1、工业锅炉指标
1.1锅炉排烟温度
锅炉排烟温度是检验锅炉效率的一个重要指标。

排烟温度越高，所带走的能量也
越多，所造成的能量损失也是最大的。

随着排烟温度的不断升高，排烟热损失会进一步增加（一般情况下，排烟温度每升高l0℃，排烟损失增加0.55%～1.0%）。

因此降低排烟温度对提高锅炉热效率以及节约能源有重要的意义。

1.2 排烟量
影响排烟热损失的另一个重要因素是排烟量。

在同样排烟温度下，排烟量越大，
热损失也越大。

2、锅炉节能分析
基于工业锅炉机组的热平衡分析，锅炉输出热量为生产蒸汽的有效利用能量与运行过程中的各种热损失，热损失主要为以下几项：机械未完全燃烧热损失，排烟损失、散热损失，灰渣带走物理热损失及冷却热损失。

因而工业锅炉的节能主要从燃料的充分燃
烧，减少散热损失以及余热回收几个方面来实现。

2.1合理选择炉型，优化供热方式
锅炉的燃烧方式有层燃、室燃以及沸腾燃烧。

一般小型工业锅炉都是采用层燃燃烧方式，其适应范围比较广，对煤种没有要求。

由于空气和煤的接触面较小，煤不容易燃尽，而煤灰的覆盖也使得燃烧工况不佳，燃烧效率不高。

通过改进炉排，可以使得燃烧效率有所提高。

室燃方式主要应用于煤粉炉以及燃油燃气锅炉，将燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入炉膛进行燃烧。

煤粉炉主要应用于电站锅炉，投入成本高，对煤种要求也较高，燃烧效率也较高。

流化床燃烧方式是通过炉膛里面的风帽将煤吹起，在炉膛内呈沸腾状的燃烧，适用煤种较广，但锅炉埋管磨损较为严重，飞灰多。

基于工业生产的用热需要以及初投资考虑合理选择锅炉的燃烧方式。

工业生产中用热量随工况的变化而波动，选择锅炉容量时应满足用热高峰时最大供热量，这就导致大部分锅炉在用热低峰期低负荷运行，造成燃料不完全燃烧及排烟热损失增大，降低锅炉热效率。

通过采用区域供热措施，对化工产业及其他需热单位进行规划，采用容量较大锅炉，并采用可靠的调度措施，合理错开各厂家的需热高峰期，保证锅炉负荷平稳运行。

2.2 增加或改进尾部受热面
由于许多中小型锅炉的排烟温度都很高，如果这部分热量不能
有效地运用，将会
造成很大的能量损失，极大的降低了锅炉运行的效率，因此，必须对这一部分能量进行有效的利用。

锅炉尾部受热面可以有效地降低排烟温度，减少热损失。

2.3提高燃烧效率
针对量大面广的层燃锅炉，基于炉膛中煤的分段燃烧特点，耗氧量的不同特征，可采用分段送风等措施，并随不同的煤种控制送风量。

在保证炉膛温度的同时，通入适量的二次风，延长烟气流程，使烟气中的煤粉充分燃烧，这也和文献[4]中提出控制空气比来提高热效率相同。

文献[1]中提出通过经济燃烧来提高热效率，就是在炉膛内合理布置炉拱，利用其辐射热作用加热新煤，同时使烟气形成一个流场，利用其紊流作用来起到强化传热的效果，提高热效率。

2.4 杜绝漏风和减少排烟量
在燃料的成分确定后，排烟量的大小主要取决于助燃空气量的多少（实际需要空气量减去理论空气量的值）和沿程各处烟道的漏风量的大小。

炉内的助燃空气量要严格控制，因为这部分多余的空气在锅炉中并没有发挥任何实际作用。

相反，它随燃烧废气一道，带走了大量的热量。

在锅炉运行过程中，由于各方面原因，不可避免的会漏气，这些气体不仅会增大烟道通风阻力和引风机的电耗，还会降低炉温，造成了一定的能量损失，影响燃烧的正常进行。

因此，在生产中，必须杜绝漏风和减
少排烟量。

2.5应用热管技术回收余热
在工业锅炉运行过程中存在着排烟温度高、炉膛温度低、燃烧不充分、锅炉热效率低等问题。

排烟热损失中的能源品质较低，回收成本较高，但能源数量庞大。

将这一部分能源充分利用，来预热空气和水，提高空气温度以及给水温度，在一定的程度上也能够提高燃烧效率以及减少“火用”损失。

回收尾部烟道烟气余热，在保证烟气温度大于露点温度的基础上，尽量降低排烟温度，提高锅炉的热效率。

常用的余热回收设备有省煤器、空气预热器，主要是以水和空气为介质。

热管换热器是利用密封在真空管子内的液态工质的相变来进行换热，液态工质在蒸发段吸热相变成为蒸汽，在微小的压力差下，流向冷凝段，而在冷凝段冷凝液化，将热量导出，并且在毛细吸液芯的作用下，流回蒸发段，完成一个循环。

热管换热器结构简单，传热效率高，无需动力，能在较低的温差下传递较多的热量。

可根据烟气参数将热管的受热面温度控制在露点温度以上，这样能有效地防止尾部受热面酸蚀，达到经济安全的目的，从而提高能源的利用效率。

2.6 合理组织燃烧减少燃烧损失
2.6.1合理配风
空气是保证燃烧不可缺少的物质，空气是锅炉中燃烧物质的助燃剂。

充足和合理的空气供应对锅炉的安全、经济性都有很大的影
响。

根据锅炉不同部位对空气的需要量不同，所以对沿炉排长度和宽度有不同的配风要求。

⑴沿炉排长度方向应合理配风
链条炉燃烧各阶段所需空气量是不同的，在炉头，由于温度不高，所以燃烧不是
很旺，只是燃烧的初始阶段，此时对空气的需求量不大。

随着管道深入，中段燃烧最旺盛，需空气量最大。

在炉尾阶段，由于燃烧已接近尾声，燃烧物质也消耗殆尽，温度也慢慢降低，只需要少量的空气。

炉头和炉尾产生的热量最少，而废气最多。

⑵沿炉排宽度方向应均匀配风
在沿炉排宽度方向上，应该均匀配风，以使燃烧均匀，防止出现火口等不正常燃
烧现象。

2.6.2炉膛空气气流的合理组织
炉膛是锅炉的主要燃烧设备，其作用是保证用料和空气的充分混合，有效燃烧
等。

通过燃烧器送入锅炉的空气是按对着火、燃烧有利而合理组织、分别送入的。

按其送入空气的作用不同，可以将送入的空气分为一次风、二次风。

一次风是携带煤粉送入燃烧室的空气，二次风是煤粉着火后再送入的空气。

2.6.3燃料层上燃烧的调节与控制
煤层厚度、送风量及炉排速度这三个因素影响着炉燃烧效果，三个可调因素应合理配合以保证燃烧工况正常。

好的燃烧工况是：在距煤闸门约300mm处开始着火，过早可能烧毁煤闸门，过迟则会使燃烧阶段推后，以致尚未燃尽就排入灰渣斗，在挡灰板（老鹰铁）前约300mm，500mm处燃烧完毕，灰渣呈暗色。

煤层厚度应该合适，不易过薄，也不易过厚，要根据具体情况选择合适的厚度。

煤层过薄，细煤粒易被吹起，使煤层工作不稳定、不均匀；煤层过厚，通风阻力过大，燃尽区裹灰严重。

在运行调整过程中，主要的调节对象是送风量和炉排速度。

当燃烧炉里煤层温度很高时，空气的供应量决定着煤料燃烧的快慢。

当增加风量时，燃烧速度加快，锅炉出力马上增大。

3、锅炉的安全运行
工业锅炉在运行过程中，承压部件长期受到高温高压的作用，如何防止事故的发生，对实现锅炉的安全运行十分重要。

3.1定期检验，消除隐患
参照《锅炉定期检验规则》对锅炉设备进行定期的内检和外检，发现锅炉运行中存在的安全隐患并及时整改。

调试安全附件，看其是否安全可靠，观察承压部件是否存在异常，检查排污是否正常。

在锅炉停炉时，首先对锅筒、封头、管板、水冷壁等主要受压部件进行宏观监测，必要时对其硬度、厚度进行监测，看其材质是否改变，对锅筒主焊缝进行无损探伤，确保缺陷及时被消除；另外还要检查锅炉中结垢现象是否严重，水垢的存在会影响传热，使得
能耗加大；也可能导致受压部件局部过热，使材质变坏，造成严重的安全隐患。

因而对锅炉运行定期检验对其运行安全十分重要。

3.2加强锅炉运行管理
大部分锅炉事故是司炉人员对锅炉疏忽管理、麻痹大意造成的。

3.2.1应在建立健全锅炉操作规程、安全操作制度、水质管理规程、安全管理制度等制度文件的同时，通过对司炉人员的培训考核，使其得到严格执行。

3.2.2加强锅炉水质管理，司炉人员首先应对给水、锅水的水质进行送样检验，看水质是否满足要求。

司炉工应根据锅水化验记录情况进行排污，在高水位、低压力下排污可以将沉积下来的水垢水渣排走，并可以将多余的盐分带出锅炉，减少其对锅炉的腐蚀。

3.2.3每班在巡视的时候应观察安全阀是否灵敏，观察水位是否在规定范围之内，应尽量减少水位的波动。

水位波动太大，锅筒材质在温差应力的作用下，可能会发生蠕变变形，造成安全隐患。

4、结语
由于能源逐渐紧张，对工业锅炉进行节能这一举措势在必行。

本文对我国工业锅炉的运行状况进行了分析，同时提出了一些节能方法。

从中可以看出我国工业锅炉节能潜力巨大，但是任重道远，应该从提高其热效率、降低其排烟温度等方面入手，进而达到提高工业锅炉效率、经济运行以及节能的目的。

参考文献：
[1] 夏洁. 工业锅炉节能的几种措施[j]. 甘肃科技纵横. 2009
（02）
[2]闫旭炳，高晨光.供热锅炉节能措施[j].内蒙古科技与经济，2008（9）： 90-92.。