工業(yè)鍋爐能效測試及節(jié)能診斷研究

張洪潤

（河北省特種設(shè)備監(jiān)督檢驗研究院唐山分院，河北 唐山 063000）

近年來，國家在節(jié)能減排工作中取得了顯著成效，但與發(fā)達(dá)國家相比，存在資源利用率低、能源消耗量過大、環(huán)境污染等嚴(yán)重問題，因此需要對工業(yè)鍋爐做全面細(xì)致的能效測試，在設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工藝方面、技術(shù)層面等進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和改革，攻克工業(yè)鍋爐現(xiàn)存的狀況，為節(jié)能損耗貢獻(xiàn)力量。

1 工業(yè)鍋爐能效測試的必要性

工業(yè)鍋爐能效測試是在工業(yè)鍋爐正常運(yùn)行的狀態(tài)下，通過測試的熱工性能參數(shù)，確定工業(yè)鍋爐的熱效率對造成各項熱損失的大小，影響鍋爐各項熱損失的因素很多，分析其中的原因并給出相應(yīng)的解決辦法，提高工業(yè)鍋爐的熱效率。該測試對節(jié)能技術(shù)改造具有一定的推動作用，是企業(yè)節(jié)能降耗創(chuàng)收益提供有效途徑，通過各項熱損失大小的計算評估，給予工業(yè)鍋爐技術(shù)改造方案提供可靠數(shù)字依據(jù)，有效地提高工業(yè)鍋爐的能源利用率，為節(jié)能減排創(chuàng)造更好的生活環(huán)境更進(jìn)一步。

2 工業(yè)鍋爐能效測試中存在的問題

2.1 熱效率低的問題

造成工業(yè)鍋爐運(yùn)行熱效率低的因素很多，如負(fù)荷運(yùn)行較低、過量空氣系數(shù)、頻繁切換鍋爐啟停工況、排煙溫度過高等。

（1）負(fù)荷運(yùn)行較低。很多企業(yè)單位在采購鍋爐時，為保障以后生產(chǎn)的長遠(yuǎn)考慮經(jīng)常選擇設(shè)備高于蒸發(fā)量的鍋爐，但在實際運(yùn)行中鍋爐的熱效率達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐長期處于低負(fù)荷狀態(tài)下，燃料效率低下熱損失增加，爐膛溫度達(dá)不到設(shè)計要求，鍋爐熱效率下降相應(yīng)的鍋爐運(yùn)行效率比例下降，還有些企業(yè)由于生產(chǎn)規(guī)模加大或供暖面積增加，鍋爐出現(xiàn)負(fù)荷運(yùn)行的現(xiàn)象，雖然解決剛需問題，但降低了鍋爐的使用壽命，增加了維修成本，實則降低了經(jīng)濟(jì)收益。

（2）過量空氣系數(shù)。過量空氣系數(shù)對工業(yè)鍋爐熱效率影響的主要因素，在工業(yè)鍋爐能效測試中需要嚴(yán)格監(jiān)控的指標(biāo)，過量空氣系數(shù)直接反映燃料的燃燒程度，影響過量空氣系數(shù)的因素很多，如鼓、引風(fēng)機(jī)配套不合理、爐排各風(fēng)室密封性不好、司爐人員沒經(jīng)驗等，使空氣系數(shù)過小，燃料燃燒不充分造成燃燒浪費，空氣系數(shù)過大，冷空氣降低爐膛溫度，影響爐內(nèi)受熱，增加電消耗的同時降低鍋爐的運(yùn)行效率。

（3）頻繁切換鍋爐啟停工況。工業(yè)鍋爐與企業(yè)對熱效率的使用狀況密切相關(guān)，熱效率影響生產(chǎn)線大小火的工況，根據(jù)生產(chǎn)線的實際情況啟動和切換，鍋爐頻繁切換的造成生產(chǎn)線熱量和氣量的不均勻，鍋爐的安全運(yùn)行情況受到威脅，燃燒情況、負(fù)荷運(yùn)行波動等一系列因素引發(fā)的現(xiàn)象，直接影響鍋爐的熱效率，形成惡性循環(huán)。

（4）排煙溫度高。鍋爐排煙溫度過高使燃料產(chǎn)生的熱量沒得到充分利用，造成能耗浪費，影響鍋爐熱效率，影響排煙溫度高低的主要因素如過量空氣系數(shù)、鍋爐受熱面的布置、人員操作水平等，受熱面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理造成積灰結(jié)垢嚴(yán)重，若操作員不及時進(jìn)行清理，會使受熱面積加大，影響鍋爐的熱傳遞，熱能損失嚴(yán)重。

2.2 鍋爐設(shè)備設(shè)計缺陷

鍋爐設(shè)備制造單位在整個產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)中把控不嚴(yán)格，設(shè)計不合理結(jié)構(gòu)落后、加工質(zhì)量粗糙、安裝程序不規(guī)范、調(diào)試不注重細(xì)節(jié)，鍋爐設(shè)備本身存在受熱面積灰影響傳熱，各風(fēng)室密封性不好、漏風(fēng)串風(fēng)嚴(yán)重，鍋爐的本體保溫不好、散熱損失大，設(shè)備自動化水平低，在鍋爐運(yùn)行過程中很多環(huán)節(jié)受限，操作人員在調(diào)試過程中不能直觀的觀測數(shù)據(jù)，不能及時準(zhǔn)確地對鍋爐的運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整，影響鍋爐的運(yùn)行情況。

2.3 水質(zhì)要求不達(dá)標(biāo)，輔機(jī)配套偏大

若鍋爐用水的水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。會造成鍋爐受熱面水結(jié)垢嚴(yán)重，不僅影響鍋爐受熱傳熱降低熱效率，還會對由于管路水垢沉積造成炸裂的安全隱患。鍋爐設(shè)備的輔助配套，如給水泵、循環(huán)水泵和鼓、引風(fēng)機(jī)等大功率配置，目前鍋爐本身存在負(fù)荷運(yùn)行較低的情況，輔助機(jī)不能長期處于高效狀態(tài)，功率大電耗高，整體增加鍋爐的能耗。

3 節(jié)能診斷過程

3.1 針對空氣過量系數(shù)過高的問題

通過對燃燒器風(fēng)門的檔位、齒輪檢查的檢查，運(yùn)用紙板遮擋進(jìn)風(fēng)口，觀察空氣過量系數(shù)的變化，判斷燃燒器風(fēng)門檔位設(shè)置是否合理，對燃燒器油嘴拆開清晰組裝觀察空氣過量系數(shù)的變化，再檢查鼓、引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)對空氣過量系數(shù)的影響。

3.2 針對排煙溫度過高的問題

通過對鍋爐內(nèi)結(jié)垢、積灰現(xiàn)象的檢查，鍋爐內(nèi)部的結(jié)垢和積灰會影響換熱面的換熱效率，從而導(dǎo)致排煙溫度過高。核查出廠時省煤器等尾部換熱面減配情況，提供定型能效測試報告并核實；核查燃燒器的噴油嘴是否偏大，若偏大會增加鍋爐耗油量，導(dǎo)致排煙溫度偏高。

4 節(jié)能措施

4.1 熱效率的有效途徑

企業(yè)在選購工業(yè)鍋爐時根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)情況合理采購，保障工業(yè)鍋爐在使用中負(fù)載荷運(yùn)行在合理范圍內(nèi)；煤的選擇盡量符合鍋爐的設(shè)計要求，保證燃料特性和燃燒設(shè)備相匹配；減小排煙處過量空氣系數(shù)，提高燃料的燃燒率，提高爐膛溫度、降低爐渣含碳量，減少固體未完全燃燒熱損失，對各風(fēng)室漏風(fēng)、串風(fēng)等問題進(jìn)行合理的改造，減少風(fēng)室之間此現(xiàn)象的影響，確保過量空氣系數(shù)在合理范圍內(nèi)?？刂婆艧熖師煔鉁囟龋翘岣咤仩t運(yùn)行效率最有效的途徑。

4.2 重視燃料燃燒問題，減少燃燒損失

對于鍋爐燃燒，首選要確保煤種的適用性。以鏈條爐為例，首先基于鍋爐構(gòu)造，不利于選用強(qiáng)黏結(jié)性煤。含屑量多的煤，既能夠減少飛灰積存量，又能夠使?fàn)t膛煤層松，有利于充分燃燒與通風(fēng)。水份含量過高，著火慢，不利于保持爐膛溫度，帶來一系列降低熱效率的問題；利用煤斗進(jìn)行顆粒篩選，保持煤塊顆粒度，有助于燃燒過程穩(wěn)定連續(xù)，提高燃燒效率。

解決配風(fēng)問題，確?？諝夤?yīng)充分且合理是提高鍋爐使用安全，提高經(jīng)濟(jì)性的重要內(nèi)容；依據(jù)爐膛空氣氣流規(guī)律，合理組織膛內(nèi)氣流。使?fàn)t膛空氣均勻混合，確保燃料最大程度的充分燃燒，延長燃燒時間，提高燃燒效率；燃燒調(diào)節(jié)與控制。工業(yè)鍋爐燃燒出力可以通過改變煤層厚度，合理控制送風(fēng)量以及爐排速度來實現(xiàn)，尤其是合理控制送風(fēng)量和爐排速度。對此，要進(jìn)行調(diào)節(jié)，還要做到三者的合力配合。根據(jù)燃燒持續(xù)、燃燒時間以及燃燒出力等的綜合需求，合力組織調(diào)度。

4.3 完善設(shè)計缺陷

對鍋爐設(shè)備本身存在的設(shè)計缺陷進(jìn)行改造創(chuàng)新，嚴(yán)格把控加工質(zhì)量，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)提高鍋爐設(shè)備功能，加強(qiáng)鍋爐本體及爐墻的密封與保溫，選取好的保溫材料確保良好的密封性，增加監(jiān)控設(shè)備，使操作人員對鍋爐的運(yùn)行情況及時作出調(diào)整，為鍋爐安全以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供依據(jù)，提升鍋爐的運(yùn)行情況達(dá)到最佳狀態(tài)。

4.4 嚴(yán)控用水標(biāo)準(zhǔn)

嚴(yán)格把控鍋爐用水，定期對鍋爐用水化驗，避免受熱面結(jié)垢，由于水垢導(dǎo)熱系數(shù)低、熱阻大，傳熱性能受到影響，從而造成煤耗增加，定期清除受熱面外部附著的灰垢。及時清理水垢，提高運(yùn)行安全。此外，給水氯根高是影響鍋爐節(jié)能、出力、安全運(yùn)行的重要原因，故需降低給水中的氯根含量，可進(jìn)行水處理系統(tǒng)改造，增加除鹽設(shè)備，從源頭上解決問題。降低輔助機(jī)的功率，對工業(yè)鍋爐進(jìn)行合理的節(jié)能改造，采用新的節(jié)能技術(shù)提高鍋爐效率達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

5 結(jié)語

影響鍋爐各項熱損失的因素很多，熱損失與影響因素之間并不是一一對應(yīng)關(guān)系，一個因素可能影響幾項鍋爐熱損失，或者一項熱損失受幾個因素共同影響且彼此耦合，本文主要對工業(yè)鍋爐的能效測試中常見的問題進(jìn)行分析并節(jié)能診斷后提出相應(yīng)的措施，為我國的節(jié)能減排的工作貢獻(xiàn)力量，切實做好鍋爐生產(chǎn)的設(shè)計工藝優(yōu)化任務(wù)，引進(jìn)新進(jìn)的節(jié)能創(chuàng)新技術(shù)，培養(yǎng)應(yīng)型技術(shù)人才，為提高工業(yè)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)轉(zhuǎn)型升級努力奮斗。