工业锅炉的能效监测及节能减排措施

工业锅炉的能效监测及节能减排措施

赵亚军陈蕾

临沂蓝天锅炉有限公司山东临沂276017

【摘要】工业锅炉在国民经济和社会发展中的地位和重要性是尽人皆知的，它所耗用的能源量之大，烟尘、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物排放量占全国相应排放量的比例之高就说明了这一点。所以，工业锅炉节能、环保与国家建设资源节约型和环境友好型社会有直接的关系，它又与人民群众生活质量的改善息息相关。本文分析了工业锅炉的能效监测方法，探讨了提出燃煤锅炉节能减排措施。

【关键词】工业锅炉；能效监测；节能减排；措施

中国燃煤工业锅炉每年的燃煤消耗量占中国燃煤总量的1/3，而燃煤工业锅炉效率普遍偏低，污染严重，节能潜力巨大。随着节能减排工作的纵深开展，保证机组效率、减少排放，愈来愈成为各发电企业的首要任务。工业锅炉能效监测可以明确锅炉的现有情况，从中找出薄弱环节，为制定节能措施提供依据，是提高锅炉效率、节约能源必不可少的手段。

一、工业锅炉的能效监测

1.测试方法。锅炉热效率正平衡算法是求出锅炉有效利用热量占燃料输入热量的百分数。测试中，通常需要测量表1中的各项参数。根据表中所测各项参数，由下式计算锅炉正平衡热效率η1。对饱和蒸汽锅炉：

2.节能监测测试项目

（1）排烟温度。排烟温度的测试应在锅炉最后一级尾部受热面出口1m以内的平直烟道上，根据企业在生产中或市场上常用锅炉烟道的规格和型号，在相应更为准确的监测位置进行。测温元件热电偶应插人烟道中心处并保持热电偶插入处的密封，热电偶的材质、类型、精度都应达到相应要求。排烟温度超标的可能原因：一是受热面烟侧积灰、水侧结垢。可定期清灰或清洗并加强水质处理，减少结垢；二是烟气短路。应检查烟气流程是否有短路情况存在，一经发现要及时修补。此外，对受热面数量不够的应增加尾部受热面。

（2）炉渣含碳量。炉渣含碳量应取样化验得出。装有机械除渣设备锅炉，可在出灰口处定期取样。取样应注意样本的均匀性和样本的代表性，15min-20min取样一次。造成炉渣含碳量高的原因可能有：一是锅炉煤层厚度、进煤速度、风煤配比等不合理，应调整运行参数，改进燃烧；二是炉膛温度过低，应进行燃烧调整，改造配风结构降低水冷度，必要时可采用中拱。

（3）炉体外表的温度。测量炉体表面温度时，测点的布置应具有代表性，测点应均匀的布置在锅炉外壁的各个侧面上，测点数目要合适，窥探孔和观火门300mm范围内不应布置测点。考虑到实际情况，还应根据锅炉容量的大小和是否布置尾部受热面来给出测温点相对于散热面积的布置比例，并且趋于均布；同时，要根据整个锅炉的炉墙保温绝热情况，对保温效果较差的部位多取监测点，保证结果的有效性。炉体外表面温度超标的可能原因：一是炉墙损坏，存在漏烟。应对损坏处进行修补；二是保温材料失效。应对失效的材料进行更换；三是炉墙结构不合理。应对炉墙进行改造。

二、工业锅炉运行能效低、能耗高的分析

1.大量锅炉平均负荷不到75%，处于低负荷运行，存在大马拉小车现象，锅炉热效率低，能源得不到有效利用，造成浪费。

2.部分在用燃煤工业锅炉未配置自动检测和控制仪表，不能及时、有效地将锅炉燃煤的燃烧控制在最佳状态，限制了锅炉设备及辅机的运行效率，造成能源浪费和污染物排放不达标。

3.普遍存在漏煤量大、侧密封不严、漏风大、本体保温不良、积灰严重、阀门和挡板调节不灵等问题，造成很大的热量损失。部分锅炉没有水处理设备，水质不达标、结水垢严重，影响锅炉效率。有些锅炉未安装或未按规定运行脱硫除尘装置，污染物排放未得到有效控制，排污率高达20%-30%，造成严重的大气和环境污染，同时排放掉了大量热能。

4.燃煤质量不稳定，影响锅炉出力。工业锅炉的燃煤以没有经过洗选加工的原煤为主，其热值、颗粒度、挥发份、灰分等各项指标大部分无法得到保证，影响锅炉出力。另外，燃料特性与燃烧设备不匹配，不能使煤的热能得到充分利用，燃料不完全燃烧。缺乏熟练的专业操作人员，锅炉管理制度滞后，给锅炉经济和安全运行带来极大隐患。

三、节能减排措施

1.燃料消费政策。为从根本上解决问题，国家应该从国家能源战略管理和技术管理的角度制定工业和供热行业燃料政策，形成政策或法规导向，从源头上解决工业锅炉长期以来燃用散煤致使工业锅炉热效率低下、污染严重的问题，具体来讲，至少应该提倡以下的工业锅炉燃料消费政策：一是城市及乡镇小容量的生活锅炉以新能源（如太阳能）、生物质可再生能源和燃用清洁燃料为主，如油品和天然气、煤气、液化气，改善燃料供应结构；二是中等及大容量工业和供热锅炉积极推行容量大型化，争取一部分工业锅炉燃用动力优质化配煤（洗选或筛分）；无法实施工业锅炉燃用动力配煤的城市，至少应采用炉前筛分和成型的混煤配煤方式，或者开发新型的炉前分类、分质和成型化装置。

2.法规、标准。通过立法建立工业锅炉设计、制造、运行的规定性文件，保证节能减排的有效实施。通过标准限制不符合节能减排的工业锅炉产品进入市场。积极推行目前已经制定的《工业锅炉能效限定值及能效等级》等国家标准规范化的执行，该标准是为我国《中华人民共和国节约能源法》在工业锅炉行业中的实施提供科学依据，该标准将成为规范我国工业锅炉市场、实施中国节能产品认证制度的重要技术支持文件，将在淘汰高耗能产品、促进企业技术进步、加强政府节能管理的宏观调控等方面发挥重要作用。

3.目前在用工业锅炉实施节能改造使用的主要技术。近几年，在广大锅炉科技人员和节能工作者的努力下，工业锅炉在节能新技术、新产品方面取得了一些成果，但由于缺乏必要的政策支持，总体推广力度不大。目前在工业锅炉节能改造中使用的主要节能技术和产品以及使用效果简述如下：

（1）冷凝式余热回收技术。传统锅炉的排烟温度一般在160℃-250℃，烟气中的水蒸汽仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。众所周知，锅炉热效率是以燃料低位发热值计算所得，未考虑燃料高位发热值中汽化潜热的热损失。因此传统锅炉热效率一般只能达到87%-91%。采用冷凝式余热回收技术改造锅炉，锅炉排烟温度可降低到50℃-70℃，回收烟气中的显热和水蒸气的凝结潜热，从而大大提高热效率。

（2）给煤装置改造。我国的链条炉排锅炉都是燃烧原煤，原有的斗式给煤装置使得块、末煤混合堆实在炉排上，阻碍炉排通风，影响燃烧。将斗式给煤改造成分层次给煤，即使用重力筛选将原煤中块、末自下而上松散地分布在炉排上，有利于炉排通风、改善燃烧状况，提高煤的燃烧率，减少炉渣含碳量，节能效果视改前炉况而异，炉况越差，效果越好，一般可提高效率3%-5%。该项改造投资少，见效快，投资回收也很快。部分单位的实践已做出了很好的证明。

为了发展低碳经济，促进工业锅炉节能减排事业的发展，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，通过工业锅炉节能减排的技术创新，不仅需要在设备结构、着火、燃烧、燃尽、传热、清灰和脱硫除尘等技术层面上进行不断创新、改良或改革现有落后的技术，也需要在系统集成方面进行创新，使我国燃煤工业锅炉节能减排工作不断取得突破性进展，实现我国“十二五”节能减排目标。

参考文献：

[1]叶江明.电厂锅炉原理及设备［M］.北京：中国电力出版社，2010.

[2]于树明.燃煤锅炉效率在线监测计算方法的探讨［J］.天津电力技术，2014，10（3）：38-41.

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