浅谈工业锅炉的节能方法
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作者: 王欣 汪颖翔 冯炜
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。
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