簡要介紹幾項鍋爐節(jié)能的有效措施

張國全

摘要：近幾年來，自動燃油（氣）鍋爐發(fā)展很快。自動化程度高，安全性能好，對大氣環(huán)境污染少，熱效率高（燃油鍋爐的熱效率約在85%以上，燃?xì)忮仩t的熱效率在90%以上）。因此，工業(yè)鍋爐的節(jié)能主攻方向應(yīng)放在鍋爐、管網(wǎng)和用熱設(shè)備組成的供熱系統(tǒng)上。在當(dāng)前，下列幾個方面對工業(yè)鍋爐的節(jié)能有重要意義。

關(guān)鍵詞：鍋爐；節(jié)能；措施

1 蒸汽的有效利用

蒸汽是鍋爐的產(chǎn)品，應(yīng)嚴(yán)格按計劃使用。在有多臺鍋爐的鍋爐房，每臺鍋爐負(fù)荷（供汽量）的分配應(yīng)按機(jī)組總效率最高的原則分配。鍋爐負(fù)荷先由效率高的鍋爐承擔(dān)，至滿負(fù)荷后，再由效率低的鍋爐承擔(dān)負(fù)荷。

為有效利用蒸汽，在各種情況下均不應(yīng)將高壓蒸汽白白地膨脹為低壓蒸汽而未得到功的利用。應(yīng)杜絕向空氣排汽，尤其在鍋爐啟動時，應(yīng)盡量少向空排汽，或?qū)⑦@部分蒸汽利用起來。為了節(jié)省能量，鍋爐應(yīng)盡量少排污，排污量應(yīng)控制在5%以下，最佳為2%，盡量利用排污熱量，可裝排污擴(kuò)容器或換熱器利用之。應(yīng)保持疏水器正常工作?？捎脭U(kuò)容器回收疏水器的熱量，疏水器里的蒸汽凝結(jié)水，水質(zhì)好，是優(yōu)質(zhì)鍋爐給水，回收后可節(jié)省水處理費(fèi)用。應(yīng)防止各種管道、閥門漏汽漏水，總泄量不超過2～3%.應(yīng)回收各種余熱和廢熱。

2 管道保溫

蒸汽管道、熱水管道及各種用熱設(shè)備都會向周圍的空氣散失熱量，另外為了安全的目的，必須對輸汽、水管道保溫。

保溫用絕熱材料應(yīng)符合以下要求：

2.1 導(dǎo)熱系數(shù)低、絕熱性能好。導(dǎo)熱系數(shù)λ＜0.12千卡/米。

2.2 管內(nèi)介質(zhì)達(dá)到最高溫度時，性能仍較穩(wěn)定，而且機(jī)械性能良好，一般抗壓強(qiáng)度不低于3公斤/cm2。

2.3 當(dāng)熱介質(zhì)溫度大于120℃時，保溫材料不應(yīng)含有有機(jī)物和可燃物。只有當(dāng)介質(zhì)溫度在80℃以下時，保溫材料內(nèi)可含有有機(jī)物。

2.4 保溫材料要求吸濕性小，對管壁無腐蝕，易于制造成型，便于安裝。

符合上述要求的保溫材料有膨脹珍珠巖、堿玻璃纖維、泡沫塑料、石棉和礦渣棉等。

保溫層的厚度一般按以下原則確定：保證管道的熱損失在規(guī)定值以下。保溫層表面溫度不超過55～60℃。保溫層的經(jīng)濟(jì)厚度為應(yīng)使保溫層的費(fèi)用及熱損失折合為燃料費(fèi)用之和最小。

為減少蒸汽管道的散熱損失，應(yīng)盡可能采用小的管徑，并縮短輸送距離，同時應(yīng)使其壓降較小。在輸送蒸汽前將汽壓降低到最低必須的數(shù)值。如壓降較大，則應(yīng)利用其作功。對于動力裝置，應(yīng)采用高溫高壓蒸汽；對于工藝用汽，應(yīng)采用低壓和小的過熱度。對供熱設(shè)備和管道進(jìn)行良好的保溫是重要的節(jié)能措施。

3 熱水供暖

除了生產(chǎn)工藝必須使用蒸汽以外，對于供暖、通風(fēng)和熱水供應(yīng)等應(yīng)采用熱水供熱。其主要優(yōu)點是：

3.1 熱水供暖可以節(jié)約大量燃料20～40%.因為它沒有凝結(jié)水和二次蒸發(fā)損失。其次，熱水供暖管道散熱損失小。蒸汽供暖管道漏汽損失較大。蒸汽鍋爐需要連續(xù)和定期排污，而熱水鍋爐只需少量的定期排污。最后，熱水供暖可根據(jù)室外環(huán)境溫度的變化，靈活地對熱水進(jìn)行質(zhì)量調(diào)節(jié)，達(dá)到既節(jié)約燃料又保證供熱質(zhì)量的要求。

3.2 高溫?zé)崴┡到y(tǒng)的維修費(fèi)用比蒸汽供暖低。實踐證明，熱水供暖系統(tǒng)維修費(fèi)用只是蒸汽供暖系統(tǒng)的1/3，維修人員可相應(yīng)地減少一半。

3.3 熱水供暖熱半徑大，可達(dá)幾十公里，而蒸汽供暖受管道阻力損失限制，一般僅為2～3公里。

3.4 高溫水供暖適合于區(qū)域性供熱事業(yè)的發(fā)展。而采用區(qū)域性集中供熱不僅可以節(jié)約大量燃料，又可減少鍋爐對大氣環(huán)境的污染。

熱水采暖的缺點是外部管網(wǎng)的投資比蒸汽供暖要大，尤其是供水和回水的溫差較少時更為顯著。熱水采暖循環(huán)泵的容量大，消耗電能多，增加了運(yùn)行費(fèi)用。由于水的比重大，對于地形高度差大的地區(qū)以及高層建筑中會產(chǎn)生相當(dāng)大的重位壓差，給系統(tǒng)設(shè)計和運(yùn)行帶來了很大的復(fù)雜性。但是從全面衡量，熱水供暖經(jīng)濟(jì)效益顯著，因此，應(yīng)大力發(fā)展熱水供暖，在區(qū)域鍋爐房安裝高效率大容量的熱水鍋爐。

隨著供熱半徑的擴(kuò)大，提高供水溫度是必然趨勢。提高供回水溫差可減少循環(huán)水量，降低管網(wǎng)費(fèi)用，節(jié)省電能。但是大多數(shù)單位實際采用的供水溫度多低于100℃，根據(jù)我國目前條件，應(yīng)提高供水溫度130℃系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平，有重點地推廣150℃。將區(qū)域鍋爐房的供回水溫差提高到0～60℃是可能的。設(shè)計管網(wǎng)時，選用經(jīng)濟(jì)比壓降，使熱網(wǎng)費(fèi)用最小。對于集中供熱的干管，經(jīng)濟(jì)比壓降值約為40～60pa，支管內(nèi)的比壓降為200～300pa.管內(nèi)流速推薦1.5m/s，但不得低于0.67m/s，以免流速過低造成管道彎曲，引起過大的熱應(yīng)力。

4 區(qū)域鍋爐房集中供熱

我國供熱系統(tǒng)基本上是采用小鍋爐分散供熱的方式，鍋爐效率低、能源利用率差、環(huán)境污染嚴(yán)重，而采用具有規(guī)模和場地的選擇比較靈活、以及不定因素少、投資少、建設(shè)周期短、能較快發(fā)揮投資效益的區(qū)域鍋爐房集中供熱可節(jié)省燃料，提高能源的利用率。區(qū)域鍋爐房集中供熱就是用高效率大容量鍋爐代替分散小鍋爐的一種集中供熱方式。集中供熱就是由一個大型的熱源通過熱力管網(wǎng)向一個或幾個較大區(qū)域或工業(yè)企業(yè)供熱的方式。它由熱源、熱網(wǎng)和熱用戶組成。

集中供熱的熱效率由鍋爐、管道和熱網(wǎng)三部分效率組成。由于鍋爐熱效率提高所獲得的效益足以補(bǔ)嘗熱網(wǎng)系統(tǒng)輸送熱量所產(chǎn)生的損失時，就開始節(jié)省燃料。區(qū)域鍋爐房節(jié)能的關(guān)鍵是要采用高效率的鍋爐代替分散低效率的小鍋爐，因此，區(qū)域鍋爐房的容量不能太小，至少應(yīng)有容量不少于10t/h兩臺，即供熱量應(yīng)在50GJ/h以上，相應(yīng)的供暖面積應(yīng)在20萬平方米以上。

5 熱電聯(lián)產(chǎn)

凝汽式發(fā)電廠的主要熱損失是汽輪排汽的熱量在凝汽器中被冷卻水帶走，無法加以利用，這部分熱損失通常占40%-60%，因而使凝汽式電廠的效率不高。如果采用熱電聯(lián)產(chǎn)方式，將汽輪機(jī)的排汽或抽汽用于供熱，可大大減少汽輪機(jī)的排汽損失，同時用高效率大容量的鍋爐代替低效率小鍋爐，可使能源利用率大大提高，因此能取得很大的經(jīng)濟(jì)效益?？刹捎媒ㄔO(shè)大型熱電廠、凝汽式電廠改造供熱及企業(yè)自備中小型熱電廠等熱電聯(lián)產(chǎn)方式。

在工業(yè)集中的地區(qū)可以建設(shè)大型熱電廠，在采暖熱負(fù)荷大的北方大中城市可以建設(shè)供暖熱電廠，在供暖季節(jié)按熱電聯(lián)產(chǎn)運(yùn)行，在非供暖季節(jié)按凝汽方式運(yùn)行。對有凝汽式機(jī)組，可采用冷凝器低真空運(yùn)行或在汽輪機(jī)高低壓缸連通管上打孔抽汽的辦法供熱，可取得顯著的節(jié)能效果。

對于不具備由中心熱電廠供熱的大中型企業(yè)，當(dāng)具有連續(xù)穩(wěn)定的用汽量在20t/h以上時，一般均有建立自備熱電廠的條件。這類企業(yè)可以選擇20t/h次中壓鍋爐式或35t/h中壓及次高壓鍋爐，1.5MW或3MW背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組，建立以供熱為主，發(fā)電為輔的自備熱電廠，可取得很大的經(jīng)濟(jì)效益。與分散的小型工業(yè)鍋爐相比，由于鍋爐熱效率提高，熱電聯(lián)產(chǎn)的燃料消耗與小型鍋爐相當(dāng)。在同樣的供熱條件下，利用熱電聯(lián)產(chǎn)，可獲得額外的電能。

自備熱電廠一般采用次中壓、中壓或次高壓背壓機(jī)組，以汽定電，以熱負(fù)荷決定發(fā)電量，機(jī)組功率可從1MW到12MW，型式多樣，機(jī)動靈活。如生產(chǎn)工藝要求兩種供汽壓力，則可采用抽汽背壓機(jī)組。由于背壓機(jī)組在低負(fù)荷時的效率很低，因此在選擇機(jī)組時，熱負(fù)荷一定要落實，堅持以熱定電的原則。由于采用背壓機(jī)組帶基本負(fù)荷，供電煤耗比大型凝汽式電廠更為優(yōu)越，而且投資少，建設(shè)快，收效明顯等優(yōu)點，應(yīng)予以重視。由于供汽量不太大，供汽半徑一般不超過2～3Km，否則由于熱電廠得到的效益，大部分消耗于管路的壓降與熱損失，加上管網(wǎng)投資的增加，經(jīng)濟(jì)上就不合算了。