浅谈工业锅炉节能技术

浅谈工业锅炉节能技术摘要：工业锅炉节能不仅靠合理的设备选用还要靠科学的运行技术来实现。

本文主要从锅炉运行技术排烟和燃烧控制等方面着重论述了锅炉的节能技术，对锅炉的科学运行管理有重要的指导作用。

关键词：锅炉节能技术1、前言2009年9月1日起施行的国家质量监督检验检疫总局第116号令《高耗能特种设备节能监督管理办法》“第二条本办法所称高耗能特种设备，是指在使用过程中能源消耗量或者转换量大，并具有较大节能空间的锅炉、换热压力容器、电梯等特种设备”中，将锅炉列为高耗能设备。

据国家有关部门统计，2007年全国总耗煤25.8亿吨，其中锅炉用煤达到22亿吨，锅炉用煤占全国总耗煤的85.3％。

如果我国锅炉的热效率能够提高10％，节约的能耗则相当于三峡水库一年的发电量。

因此，抓好锅炉节能工作，提高锅炉热效率，节约能源，减少烟尘对自然环境的影响，对提高能源利用效率，促进节能降耗，落实国家《节能法》有着重要意义。

2、节能的含义节能是应用技术上现实可行、经济上合理、环保与社会上可以接受的方法，来有效地利用能源资源。

因此，节能不是消极地减少能源消费量，而是在生产中充分发挥能源利用潜力，从而以最少的能源消耗获得最大的社会、经济效益。

节能应促进生产的发展，它的积极意义在于使生产量大幅度提高而又不增加或者少增加能源消耗，从而使单位产品的能耗降低。

3、节能的方式节能的主要方式包括：直接节能与间接节能。

直接节能是指提高能源的利用效率，降低产品单耗，从而直接减少能源消耗量。

间接节能是指降低原材料消耗、提高产品质量、延长设备寿命以及调整产品结构等，引起间接能耗量减少。

4、锅炉节能的特点锅炉为直接用能设备，其特点是将各种能量(化学能、电能等)转换为热能而加以利用，即包括能量的转换与有效利用两方面的问题。

因此，锅炉的节能重点是能源的有效利用与合理使用，即着重直接节能。

5、锅炉节能技术概述传统的链条炉式锅炉普遍存在两大问题：其一，大气污染排放超标，造成严重的环境污染，直接影响到人类健康和经济可持续发展；其二，能源利用率低，浪费严重，热效率明显低于发达国家。

究其原因是链条式锅炉不能适应我国煤种、煤质多变，造成燃煤引燃过程延迟，炉排的配风不均匀，燃烧中可燃气体和固体颗粒与空气混合状态差，炉膛中燃烧状况不良，火焰温度低，均匀度、饱满度达不到要求，导致不能完全燃尽。

锅炉(本体)能效的主要影响因素：q2——排烟热损失；q3——气体未完全燃烧热损失；q4——固体未完全燃烧热损失；q5——散热损失；q6——灰渣物理热损失。

5.1排烟温度排烟温度指锅炉末级受热面后的烟气温度。

锅炉排烟损失q2是锅炉热损失中最大的一项。

排烟热损失的大小主要取决于排烟温度的高低及排烟量的多少。

当排烟温度每降低12-15℃，q2可降低1％左右。

因此降低排烟温度是提高锅炉热效率的一项有效措施。

降低锅炉排烟温度主要措施有如下几种途径：5.1.1避免或减少受热面上的结渣、积灰和堵灰对于运行锅炉，排烟温度升高的主要原因是各处受热面上的结渣、积灰和堵灰。

结渣现象多出现在高温受热面，如水冷壁、过热器等，积灰和堵灰现象则多出现在低温的尾部受热面上。

由于灰渣的导热系数很小，受热面上结渣或积灰，将使传热热阻大大增加(灰垢的热阻大约是钢铁的400倍)、传热效果降低、排烟温度升高、锅炉效率降低。

一般受热面上结渣1mm厚时需多耗燃料2％～3％(结渣2mm厚时则需多耗燃料5％左右)。

而且受热面上积了灰渣还会使烟气流动阻力增大，风机电耗增大，结渣严重时，还会使锅炉出力降低。

减少受热面的结渣、积(堵)灰的主要措施有：1)定期吹灰；2)使用除渣剂或清灰剂；3)避免锅炉在低负荷下运行并减少锅炉启停的次数。

5.1.2增加或改进尾部受热面许多中小型工业锅炉的排烟温度均在(300℃左右，有的高达400℃)，此时，宜增设锅炉尾部受热面以降低排烟温度，尾部受热面即指省煤器和空气预热器。

尾部受热面工作特点是：受热工质和烟气温度均较低，使传热温差较小，在传热量相同时，使金属耗量增加，投资增加。

增设尾部受热面，会使通风阻力增加、风机电耗增加、锅炉运行费用增加，因此，排烟温度并非越低越好。

合理的排烟温度必须从金属与燃料的比价、运行维修费用的增加等方面进行技术经济比较来确定。

显然在确定排烟温度时，还应确保在额定负荷条件下，不发生低温结露，以免积灰和腐蚀。

5.2杜绝漏风减少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，则q2也将越大。

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(通常以炉膛的过剩空气系数α1表示)和沿程各处烟道的漏风量的大小(以漏风系数△α表示)，(其相互关系如图1)。

应设法杜绝或减少漏风。

因漏风不仅会使排烟量增大，还可能使排烟温度提高。

这是由于冷空气漏入后，漏风处烟温降低，使漏风点以后所有受热面的传热量减少，从而导致排烟温度升高。

漏风点越靠近炉膛对排烟温度的影响就越大。

炉膛和烟道的漏风不仅会增大q2，还会增大烟道通风阻力和引风机的电耗；炉膛大量漏风会降低炉温，影响燃烧的正常进行；当漏风量过大而超过引风机的抽吸能力时，就会导致锅炉出力的降低。

所以应竭力杜绝和减少漏风。

5.3合理组织燃烧减少燃烧损失5.3.1链条炉炉排上的燃烧过程新煤进入炉膛后经历烘干、析出挥发分、挥发分着火燃烧、焦炭着火燃烧和燃尽阶段。

上述各阶段沿炉排长度方向依次进行，但又同时发生(如图2)。

5.3.2机械抛煤链条炉的燃烧过程抛煤机炉的加煤方式与链条炉截然不同。

在抛煤机炉中，燃料是由抛煤机抛出并播撒在整个炉排面上。

由于煤粒大小不同，较大煤块获得较大的动能而被抛到较远的炉排面上，较小的煤粒因受到较大的炉膛气流阻力，被抛出的距离较近。

所以机械抛煤链条炉炉排移动方向与一般链条炉相反，是自炉后向炉前移动，这样才可使较大的煤块在炉排上有较长的时间进行燃烧并燃尽。

机械抛煤链条炉的特点：抛煤机链条炉具有运行机动灵活、煤种适应性好、着火条件优越、负荷调节性能好、炉子封火和拉火再启动方便等优点。

同时也存在一定的缺点，如：飞灰热损失高，飞灰对受热面磨损较严重，低负荷时容易冒黑烟等。

5.4合理组织燃烧的措施5.4.1合理配风空气是保证燃烧不可缺少的物质，空气供应是否充足和合理对锅炉的安全、经济性和出力等都有很大的影响。

对链条炉沿炉排长度和宽度有不同的配风要求。

(1)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，炉排中段燃烧最旺盛需空气量最大；在炉排头尾两段以挥发分和残炭的燃烧为主，故只需少量空气；在新燃料尚未点燃前需极少量空气甚至不需空气。

应指出：当燃用不同煤种时，各小风室配风比例应有所调整，如燃烧无烟煤时，因其挥发分含量少，着火温度高，炉排前段应少配或不配风，若燃烧挥发分较高的煤时，前段的送风量应适当提高。

(2)沿炉排宽度方向应均匀配风。

沿炉排宽度方向上的合理配风方法是均匀配风，以使燃烧均匀，防止出现火口等不正常燃烧现象。

产生宽度方向上配风不均的原因主要有：分流引起水平流速发生变化、炉排侧密封不严和煤层阻力分布不均。

如：采用双面进风、采用等压风室等，尽量使水平风速保持不变，减少侧漏风量，大于50mm的块煤应先进行破碎，避免配风不均或形成火口。

5.4.2炉膛空间气流的合理组织炉膛空间气流的合理组织，由前后拱、二次风来完成。

如前所述，从链条炉排各处上升的气体成分很不一致，在炉排头尾存在大量过剩空气；在炉排中部因燃料层上部存在还原区而存在许多CO、H2等气体。

另外，大部分挥发分及被吹起的细煤末也是在炉膛中部空间燃烧，尤其在抛煤炉的悬浮空间中细煤粒更多。

为使它们能够燃尽以减少不完全燃烧损失，需加强空间气流的混合和搅拌。

这可由前、后拱的配合及二次风来完成(如图3)。

后拱的作用是将炉膛后部的过剩空气及高温烟气推向前部，在由前后拱形成的“喉口”处与炉膛前部的过剩空气和挥发分混合，促使可燃气体充p 二次风应具有足够的动量，即要有一定的风量和风速。

在总风量一定的条件下，为保证炉排上主燃烧的风量及炉排的冷却，一次风不宜过小，因此二次风量不大，一般占总风量的5％～10％，视煤种而异，如煤中细末过多，二次风则多用于搅拌和助燃。

二次风量不大但风压要高，因流速大才有强的穿透能力，才能起到搅拌和混合作用。

二次风介质可用热空气、烟气或蒸汽。

二次风喷口装设的地点最好能接近煤层，但同时应不接触煤层表面，以免影响煤层的稳定。

5.4.3燃料层上燃烧的调节与控制链条炉燃烧出力的调p锅炉受热面上结垢会极大降低传热能力(水垢的导热系数仅是钢的1/100～1/200)，使排烟温度升高，增加燃料消耗；水垢还会影响水循环的正常进行、造成管子过热甚至爆管。

工业锅炉的给水必须按规程规范要求进行给水处理。

司炉必须加强对水质的监查，及时清除水垢，以减少能源浪费、提高运行安全。

5.7改进操作、加强维护提高司炉人员操作水平，如上煤、除渣、吹灰、清炉等操作不当，还会造成冷风漏入炉膛，恶化燃烧，也会浪费燃料。

锅炉运行一段时间以后，受热面内部会结垢、外部会积灰，如不及时清除，就会导致传热恶化，热效率下降、煤耗增加；烟道挡火墙如损坏而未及时修理，烟气就会短路(不经受热面)，使排烟温度升高，出力下降，热效率降低；炉墙或门孔裂缝漏风、有的阀门不严、漏汽漏水等都会浪费大量煤炭。

因此，要定期对锅炉进行机械或化学清洗、按期进行检修、注意维护和保养并保持设备完好，这也是保证锅炉正常运行、节煤的重要措施。