工业锅炉的节能方法

摘 要：随着国民经济的发展,对能源的需求日益增加.由于我国人口众多,人均的能源产量还是很低,因此采取开发与节约并重的能源方针,把节能放在重要的位置.所以,工业锅炉的节能问题已迫在眉睫.

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1/3.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由热力系统；锅炉管网和用热设备组成.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.而工业锅炉效率低的重要原因是锅炉容量能耗大,能量利用率降低.因此,提高锅炉热效率的问题已迫在眉睫.目前新制造的锅炉正在采用先进的设计,以及先进的节能手段,来满足节能减排的要求.而对于一些使用原有锅炉的小企业、对锅炉了解不够深入的企业,又受到改造资金的限制,则感到困难重重,不知从何下手.对此,有必要在现有条件基础上提供一些指导和帮助,以解其燃眉之急.

1.实施节能的理论模式

该模式暂不考虑新设备及新技术的采用,仅从燃烧理论上进行节能分析,寻求节能方法.根据常规的热平衡理论,我们知道：热效率η＝Q吸/Q燃.可见提高热效率关键在于提高锅炉有效吸收的热量.

Q吸＝Q燃-Q1-Q2-Q3-Q4-Q5

Q吸：锅炉有效吸收的热量；

Q燃：燃料燃烧所放出的总热量；

Q1：燃料固体未燃尽而损失的热量；

Q2：燃料气体未燃尽而损失的热量；

Q3：排烟带走的热量；

Q4：锅炉外部冷却损失的热量；

Q5：灰渣物理热损失.

从上面公式可以看出,若想提高Q吸,就应尽量使燃料充分燃烧最大限度地释放出燃烧热.同时,尽量减少Q1~Q5的热损失.

2.具体节能减排指导方法

（1）提高燃料燃烧所放出的总热量Q燃

充分燃烧：只有充分燃烧才能最大限度地释放出燃烧热.充分燃烧就需要足够的氧量,而足够的氧量靠锅炉的给风来实现.所以给风应保证炉膛内具有一定的空气余量系数.但此系数又不可过大,过大的给风量虽保证了充分燃烧,但也势必造成炉内气量的增加,从而导致引风机功率的加大,使耗电量增加.同时,引风加大也会造成燃料气体未燃尽损失（Q2）的增加,得不偿失.此系数对于工业锅炉来说可分为如下几种：链条及往复炉排燃用无烟煤,其最佳系数为1.5~1.6；燃用烟煤、褐煤为1.3.若采用抛煤机,则为1.3~1.4为宜.对于手烧炉排,此系数分别为1.5和1.4.炉排合理运转：炉排的运转速度关系着燃料的燃烧时间.过慢易烧损炉排,造成财产损失；过快燃料无法得到充分燃烧,造成燃料损失.此速度应在实际工作中,依据所烧煤种的燃烧状态及炉渣状况来具体调整.保证炉排编排质量：炉排的编排质量,决定炉排的间隙的大小.过小则影响给风,过大则造成固体燃料的漏泄,导致损失.

（2）减少燃料固体未燃尽而损失的热量Q1

减少Q1实际上也就是增加Q燃,实现燃料的充分燃烧.在给风合理、炉排运转合理的情况下,基本可以达到减少Q1的目的.但对于灰分较大、易于结焦的煤种还应尽量选择往复炉排.对于采用链条炉排的锅炉,还应增强司炉人员的责任心,做到勤观察、勤拨动.

（3）减少燃料气体未燃尽而损失的热量Q2

欲减少Q2,应保证未燃气体在炉膛内的存留时间.可以适当地压低中拱拱头,提前可燃气体的预燃期.同时压低拱头可以使可燃气体改变流动方向,相应增加可燃气体在炉内的存留时间,促进了可燃气体的充分燃烧,实现了减少燃料气体未燃尽而损失的热量Q2的目的.

（4）减少排烟带走的热量Q3

排烟带走的热损失Q3,主要从两个方面控制：一是要保证给风和引风的合理配比.引风过大,则烟气流速加大,导致Q2的增加、排烟温度提高,导致Q3的增加.引风过小,则锅炉正压,导致工作环境脏,污染环境,影响司炉人员身体健康.此配比,宏观上以保证燃煤充分燃烧的基础上,使锅炉炉膛火焰观察口处保持轻微的向内吸力即可.它可以通过给风及引风闸板的调节来实现.二是从锅炉设计方面控制,布置合理足够的受热面.在保证合理的给引风配比的情况下,增加烟气回程,使烟气与受热面充分换热,降低排烟温度,减少Q3.但要注意,排烟温度要符合国家标准的要求,不能过低,防止造成低温腐蚀.

（5）减少锅炉外部冷却损失的热量Q4

要想减少锅炉外部低温环境对锅炉的影响,就应加强对砌炉质量的控制.从安装、修理、维护等环节上加强质量监控,保证炉墙保温材料自身质量和添充质量,保证耐火砖和外墙砖的砌筑质量.使炉体外墙表面温度尽可能地低于国家标准要求的温度,实现减少Q4的目的.

（6）减少灰渣物理热损失Q5

灰渣物理热损失Q5,这是一个必然的热损失.只能在不影响其它因素的情况下适当放缓炉排运转速度,使其充分放热.或寻求其它方法来利用这部分余热

3.小结

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.工业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,降低工业锅炉能源消耗.锅炉进行合理的节能改造后的收益是相当可观的,而上述节能方法指导适用于众多在用的链条锅炉,但我国工业锅炉生产厂家多、炉型多、即使是相同生产厂家,相同型式的锅炉,存在的问题也不尽相同,所以改造锅炉要因炉制宜,因煤制宜,区别对待,切忌“一刀切”.锅炉改造要做到具体问题具体分析、综合治理,同时力求改造量小、施工期短、投资少、见效快和高水平.

当然为了促进工业锅炉节能减排事业的发展,我们要从管理上寻找创新的突破口,使管理成为工业锅炉节能减排的软实力,积极建议国家建立健全我国在工业锅炉燃料政策、能效标识、节能产品等各个层面上的法规和标准,使工业锅炉的节能减排建立在全社会督促的良好环境之下,形成全社会节能减排的共识.