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工業(yè)鍋爐作為企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的動力供應設備之一，是主要的耗能設備。對鍋爐來講它的節(jié)能降耗對策，重要的是鍋爐機組的直接降耗，根據(jù)影響鍋爐熱損失大小的幾個主要因素，選擇節(jié)能鍋爐，調(diào)整和控制過量空氣系數(shù)等主要運行參數(shù)，有針對性的降低鍋爐的機械不完全燃燒熱損失、排煙熱損失和化學不完全燃燒熱損失等三項主要熱損失，節(jié)約消耗燃料以提高鍋爐的熱效率。其次，盡量使鍋爐在運行中采取有效的監(jiān)測手段，實行對鍋爐機組的單臺考核，以及企業(yè)內(nèi)部挖潛，達到電動推桿節(jié)能降耗。
一、引言
能源，是工業(yè)發(fā)展的命脈，隨著社會經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展，能源供需矛盾日趨尖銳。目前，我國使用的能源大部分是煤炭，特別是被作為工業(yè)鍋爐燃料用得更多。我公司在用的供暖鍋爐基本上是燃煤鍋爐，僅每年一個采暖期消耗煤炭在2萬噸以上，是公司的耗能大戶。因此，大力節(jié)約能源、降低損耗是當務之急。
二、鍋爐各項熱損失的構成
燃煤鍋爐正常運行時存在一個能效轉換問題，它輸入的熱量不能完全轉化為有效的利用熱，產(chǎn)生一定量的熱損失。
熱損失有五項，但鍋爐散熱損失Q5、灰渣物理熱損失Q6二項損失相對比較小，二者之和不到總損失的5﹪，
1.機械不完全燃燒熱損失q4
用氣體燃料和液體燃料時，這部分損失不大，而采用固體燃料的鏈條鍋爐，q4損失就較大，它由灰渣不完全燃燒損失和漏煤不完全燃燒熱損失以及飛灰。
2.排煙熱損失q2
從鍋爐出口排放到大氣中煙氣的熱焓無法回收，它所造成的損失占鍋爐熱損失的絕大部分。影響這項損失的主要因素有兩個，一是排煙處的過量空氣系數(shù)αpy，二是排煙溫度θpy。
3.化學不完全燃燒熱損失q3
化學不完全燃燒熱損失，是指排煙中殘留的可燃氣體如CO、H2、CH4和重氫化合物CmHm未放出其燃燒熱而造成的熱損失，而重氫化合物殘留的含量很少。q3值的大小與過量空氣系數(shù)αpy有關。由于爐內(nèi)的燃料和空氣不可能混合得均勻，為了避免排煙中殘留更多可燃氣體，通常爐內(nèi)過量空氣系數(shù)均大于1，以保證可燃氣體充分燃燒所需的空氣量。
三、鍋爐節(jié)能降耗的具體措施
我們從鍋爐的各項熱損失計算公式中可以看出，影響鍋爐熱損失的因素很多，它不僅與燃燒方式、爐膛結構、爐膛熱負荷等設計因素有關，還與燃料特性、過量空氣系數(shù)、運行情況等調(diào)整因素有關?，F(xiàn)在工業(yè)鍋爐選擇的基本上是鏈條爐排鍋爐，那么我們排除設計上的因素，單純從選擇和調(diào)整方面來考慮。
1.選擇有省煤器、空氣預熱器的鍋爐
省煤器是用鍋爐給水回收鍋爐出口煙熱量的設備，它可以提高鍋爐效率4～6%；空氣預熱器是將鍋爐及省煤器排出的煙氣用燃料所需的空氣來回收熱能的設備，它能使鍋爐效率提高3～8%，鍋爐廠采用的這兩項措施都是減少排煙的熱損失?，F(xiàn)在我們公司在用的鍋爐只有省煤器而沒有空氣預熱器，在新改造鍋爐房選購鍋爐時要進行綜合評價，適當?shù)剡x用具有省煤器和空氣預熱器這兩種結構的鍋爐。
在運行方面更要利用好這些設備，直接的方法就是讓流通截面清潔、不積灰，要做好運行保養(yǎng)，定期清理設備煙氣流通截面，保證這些設備的傳熱效果，達到很好的吸收煙氣熱量。
2.控制爐膛過量空氣系數(shù)
從熱損失公式中可以看出，過量空氣系數(shù)直接影響鍋爐運行的經(jīng)濟性。爐膛過量空氣系數(shù)不僅影響排煙熱損失q2，而且也影響到化學和機械不完全燃燒熱損失q3和q4。過量空氣系數(shù)增大，排煙熱損失q2增加。但過小時會增加不完全燃燒熱損失q3和q4。因而爐膛過量空氣系數(shù)有一個的范圍，可使q2+q3+q4為小。一般爐膛過量空氣系數(shù)推薦范圍為1.2～1.5。
對過量空氣系數(shù)的控制，體現(xiàn)在運行操作上就是送入爐內(nèi)風量的控制?？刂骑L量大小的措施有兩個：一是分段風門調(diào)整，根據(jù)煤層厚度調(diào)整各段風門開度，配風方式大致上是爐排前后風量小，而中間逐漸增大。爐排前部主要是利用少量通風和爐內(nèi)輻射熱使燃煤迅速干燥和著火，爐排后部為火床的燃燼段，亦應減少通風使維持適當?shù)幕鸫查L度，并避免燃燼的床層吹洞增加過量空氣，使排煙熱損失q2增大。對揮發(fā)分高的煤種，例如鏈條爐排鍋爐正常燃用的煙煤，揮發(fā)分相對較高考慮它較易于引燃，且一旦著火即需供給充足的空氣，故供風量的部位在爐排的中間偏前，該區(qū)域風段風門應全開。對揮發(fā)分低的煤種，它則著火較遲，且主要是焦炭燃燒，前半部要維持較小風量以逐步提高燃燒溫度，故分段風門的開度由中間部位以后逐漸加大，甚至到后拱的部位才能開大。一般在正常運行時煤種變化不大，分段風門開度的調(diào)整幅度不應過大，且主要調(diào)整爐排后半部的分段風門以維持火床長度，到達老鷹鐵前的燃燼段應為發(fā)紅的熱爐渣。如果爐渣中尚有余火，機械不完全燃燒熱損失q4會增大，可開啟末一道風門盡量吹燒；二是做好維護保養(yǎng)，封堵爐體各個漏點，減少經(jīng)爐膛及各煙道不嚴密處的漏風量。冷風的漏入特別是煙道的漏風，它不但不能參與燃燒還使煙氣溫度水平降低、與受熱面的熱交換變差，更使煙氣容積增大，使排煙熱損失增加，引風機電耗增加。如果這部分損失存在，存屬管理不善造成的不必要損失。
體現(xiàn)在檢測手段上，設置煙氣電子自動分析儀來測定煙氣中的RO2。因為一般鏈條鍋爐采用的煤種基本上是煙煤，如果燃料一定，根據(jù)燃燒調(diào)整試驗可以確定出對應于過量空氣系數(shù)下的三原子氣體RO2含量值，運行中保持這樣的RO2就可以使鍋爐處在經(jīng)濟工況。從而達到即能保證著火穩(wěn)定、燃燒均勻、火床平整、燃燼區(qū)位置適宜和不跑火，又能使煙氣量小。3.調(diào)整燃煤水分
在燃用外在水分不大的末煤和混煤時，需進行燃煤水分的調(diào)整。在鏈條爐排上，當末煤和混煤水分過小時，煤層容易吹洞，造成煤粉的大量飛揚，會增加灰渣不完全燃燒熱損失；而水分過大會推遲引燃，形成跑紅火，并增加排煙熱損失。末煤和混煤的應用基水分在6～8﹪時，堆積比重才能達到小，床層疏松孔隙多通風均勻阻力低，因此不易吹洞起堆，可以提高入爐煤的燃燼度，獲得的燃燒效率。
就現(xiàn)在而言，現(xiàn)在公司新購小塊煙煤，就燃煤效果來看，燃燒提前易燃，比較多年來使用的煙煤，今年煤的揮發(fā)分更趨近于褐煤。在燃燒過程中可以根據(jù)煤質(zhì)工業(yè)分析的指導數(shù)據(jù)適當?shù)募铀?，對燃燒會有所收效?/p>
3.分段分時差供汽節(jié)約消耗燃料
在滿足生產(chǎn)和生活的同時，減少鍋爐的燃煤量。從配汽管理方面，對于采暖供汽，動力站內(nèi)部要摸清用熱單位熱負荷的大小，根據(jù)天氣和用熱單位工序情況，可以采取分段、分時差間斷供汽的方法，避免同時供汽造成高峰時汽量不夠平時汽量又多的局面，這樣既平衡了供汽熱負荷保證鍋爐滿負荷運行，又節(jié)約了燃煤，避免高峰時開多臺爐谷時停爐的頻繁起停爐狀況，提高鍋爐熱效率。
分段分時差就是按順序循環(huán)給用熱單位供汽，按鍋爐產(chǎn)汽量對遠距離的和有預熱工序的用熱單位提前供汽，達到一定溫度后關閉或減少供汽，轉為對其他單位供汽，來回循環(huán)供汽，始終保持熱負荷處于平穩(wěn)狀態(tài)。這需要多做調(diào)查掌握手資料，逐步摸索認真調(diào)配才能達到這一目的。
4.完善計量、測試手段，綜合考核鍋爐運行成本。
鍋爐現(xiàn)在運行手段很簡單，技術含量、管理含量低，只是保證生產(chǎn)、采暖用汽完成全年費用承包指標，沒有對鍋爐單臺經(jīng)濟指標的考核，工人只管完成任務不管耗煤的多與少，從管理上要實行鍋爐單耗的考核和重要參數(shù)的監(jiān)控。
建立燃煤常規(guī)分析項目分析機制：我們知道，對于燃煤鍋爐，有了燃煤成分的分析，可以知道燃料的低位發(fā)熱量、應用基元素值等基本計算數(shù)據(jù)和其燃燒特性，掌握手資料，為計算效率和燃燒調(diào)整做參考，比如：可以根據(jù)煤外在水分的分析數(shù)值來調(diào)整煤加水量的多少而保持外在水分含量在值；根據(jù)煤揮發(fā)分的大小控制著火點調(diào)配風門開度和爐排速度；根據(jù)灰分和灰熔點調(diào)節(jié)煤層厚度及受熱面吹灰裝置，以保持勻整的火床及防止爐膛受熱面結焦等。
健全煙氣分析監(jiān)測系統(tǒng)：恢復爐體各個取樣點，完善取樣、分析儀器設備，有了煙氣成分的分析，可以測得煙氣中RO2、O2、CO的氣體含量，就可以計算出爐膛和煙道內(nèi)的過量空氣系數(shù)α和q3熱損失以及運行中對燃燒的調(diào)節(jié)。
恢復灰渣定期采樣分析制度：有了灰渣采樣分析，就可以分析出灰渣中含碳量高低，灰渣含碳量是構成q4熱損失的主要部分，是單耗考核的主要參數(shù)。
完善安裝測溫系統(tǒng)：現(xiàn)在的測溫系統(tǒng)都沒有正常工作，有了溫度的測量，知道爐膛溫度和煙道內(nèi)的煙氣溫度，可以計算出q2熱損失，也可以根據(jù)排煙溫度變化來判斷尾部受熱面沾污程度。
提高水質(zhì)化驗水平，完善水質(zhì)化驗制度：正確的水質(zhì)化驗分析，可以有效地指導鍋爐運行，考核鍋爐排污率的高低和鍋爐管結垢情況。正常情況下每臺鍋爐的排污率少在5﹪以上，一般10T/h以下的鍋爐很少有排污水回收再利用裝置，所以排污量的多少直接影響鍋爐的熱效率，這就要求水質(zhì)化驗人員具備較高的水平、熟練的技術，指導控制排污量的操作。每一臺鍋爐運行的好與壞，效率高不高，是否節(jié)能降耗，用指標考核用數(shù)據(jù)說話，綜合評價建立起良性循環(huán)機制。
測試手段的完善與實施，不但可以對鍋爐進行單臺考核，正確指出燃料的熱量有多少被有效利用、有多少成為熱損失，這些熱損失又表現(xiàn)在哪些方面。同時，還可以判斷鍋爐的設計和運行情況，找出提高鍋爐運行經(jīng)濟性的途徑。
四、結束語
工業(yè)鍋爐的節(jié)能措施除在運行方式和管理手段方面采取相應的對策，還應在新技術采用上下功夫。首先，鍋爐輔機電機小時耗電量每個鍋爐房都有340kw左右，采用節(jié)能電機有很大的節(jié)能空間；在有計劃進行鍋爐更新改造的同時，適當?shù)貙崴膳貐^(qū)安裝熱水鍋爐以及環(huán)保鍋爐，減少換熱損失。只要我們?nèi)巳颂岣吖?jié)能意識，節(jié)能降耗就會大有成效。
