鍋爐能效測試中的質量控制探討

王試元(海南省鍋爐壓力容器與特種設備檢驗所， 海南 海口 570203)

鍋爐能效測試中的質量控制探討

王試元(海南省鍋爐壓力容器與特種設備檢驗所， 海南 海口 570203)

本文簡單介紹了工業鍋爐能效現狀，對在用工業鍋爐能效測試方法進行了概述，并就鍋爐熱效率有關問題及提高鍋爐熱效率措施展開探討，以供同仁參考。

鍋爐能效測試；測試質量；控制措施

1 工業鍋爐能效的現狀

鍋爐是國民經濟發展中重要的熱能來源，為冶金、電力、食品、化工等行業和工業、民用供應了大量熱能，可它所消耗的煤炭量已超過建材、鋼鐵、石化等行業，躍居國內能源消耗排放第二，帶來了嚴重的污染和能源消耗問題。而目前大多數鍋爐企業都專注于對鍋爐本體進行設計，忽視了對燃燒設備的探究，使得減排、環保、調節及檢測等均有很大程度的落后，因此在鍋爐的燃燒、熱傳遞、廢氣處理、水處理及回收預熱等方面，和發達國家相對已大大滯后，在能源消耗方面卻比其他發達國家高了很多。

2 工業鍋爐能效測試方法

對于鍋爐定型產品能效測試和運行工況詳細能效測試：

(1)應用正平衡法對電加熱鍋爐、下飼式鍋爐及手燒鍋爐進行測試；(2)用反平衡法對額定蒸發量(額定熱功率)不小于20t/h(14MW)的鍋爐進行測試；(3)同時，測試中采用正反平衡法對其余鍋爐進行測試。注：鍋爐熱效率可以通過計算各種熱損失來間接確定，就是熱效率的反平衡測量法，計算方法為：

式中：q2為排煙熱損失；q3為氣體未完全燃燒熱損失；q4為固體未完全燃燒熱損失；q5為散熱損失；q6為灰渣物理熱損失[1]。對于運行工況簡單能效測試采用反平衡法進行測試。

3 鍋爐熱效率有關問題及提高鍋爐熱效率措施

通過分析工業鍋爐的熱效率可以知道，對鍋爐熱效率產生影響的主要是以下因素：灰渣物理熱損失；固體未完全燃燒熱損失；氣體未完全燃燒熱損失；排煙熱損失；散熱損失等。在實際運行中，可以對鍋爐熱效率損失的問題進一步完善和改進。

3.1 科學操作運用

大部分鍋爐操作員在實際操作中都沒有考慮設備的實際特性，依據個人的經驗工作。而事實證明，鍋爐效率會受到鍋爐排煙溫度高低的直接影響。要想排煙溫度控制在經濟合理的水平下運行，主要需要平衡好排煙溫度和送風量之間的關系，就是要將過量空氣系數控制好。如果爐內有著過小或過大的空氣系數α，鍋爐效率都會降低。通常情況下，空氣系數α增加排煙熱損失也會隨之增大，然而空氣系數α降低機械、氣體不完全燃燒產生的熱損失隨之降低。只有空氣系數α太大，爐內燃料停留時間減短，爐溫大幅降低時例外。針對排煙熱損失，最佳的過量空氣系數是氣體、固體不完全燃燒熱損失之和為最小的值，這個數值使得鍋爐的燃燒效率較高。加強鍋爐吹灰和增大氧氣濃度等措施，可以有效減低鍋爐運行時受熱面積灰、爐膛結焦帶來的溫度升高的問題，使得排煙溫度顯著降低。鍋爐效率在排煙溫度每降100℃時就會提升1%，當鍋爐的某些受熱面上積灰、結垢及結渣時，就會降低受熱面和煙氣部分的傳熱量，就會提升鍋爐的排煙溫度[2]。所以，必須要經常清潔受熱面，才能使得鍋爐的經濟運行得以保證。

3.2 合理選用煤炭

工業鍋爐有不同的燃煤來源，存在煤類太多、煤質較差的問題，所以煤的顆粒及燃用熱值等指標也不一樣，給鍋爐固體未完全燃燒帶來影響，與鍋爐設計的煤種要求不相符，使得鍋爐熱效率降低。劣質煤有著低揮發份、高灰份及發熱量低的缺點，在燃燒此類煤時，應把一次風量減小，將一次風溫升高，盡量使得火焰中心降低，讓排煙溫度及爐膛出口溫度降低，使鍋爐效率進一步提高，所以要盡量選擇適合鍋爐設計的煤類品種，當改變了煤的品種后，鍋爐的燃燒狀況也會隨之發生變化。鍋爐設計煤種的要求無法被滿足時，煤層的厚度和風煤配比應根據燃煤性質進行調整，煤炭的顆粒細度需控制好，才能使得著火燃燒的速度加快，使得爐內燃燒增強；當煤炭燃燒時間延長后，煤炭的完全燃燒才能得以保證。二次回風系統也可以加以采用，這樣不僅能夠充分燃燒燃料，還能使爐內的溫度降低，讓爐內受熱的利用率提升，采用該系統可以讓鍋爐的熱效率提升5%至10%，大大節省了能源[3]。

3.3 完善鍋爐房管理

很多在用鍋爐都處在低負荷的運行狀態的主要原因是：第一，設計院和用戶在選用鍋爐時，考慮到今后的發展需要，或者過度強調滿足最大負荷等因素，所選鍋爐的容量和臺數往往超過實際需求很多，造成系統能力配置冗余較大，實際運行中各單機設備又長期處于低負荷狀態，運行效率偏低，對鍋爐設備的設計選型不合理。第二，對輸送管道(熱水管道、蒸汽)及熱交換器、熱水箱等鍋爐房內設備的保溫工作不夠完善，對鍋爐房的管理不夠規范，使得周圍空氣的散熱增大，使得能源消耗進一步增加。第三，鍋爐在運行一段時間后，煙道上、爐膛內和其他部位都會有煙灰粘附，與水垢類似，煙灰也有著較差的導熱性，會使熱效率降低，能耗增加，所以維護人員應定期對鍋爐水垢及受熱面上的煙灰進行清除。第四，管理人員和操作人員能力不足，應加強培訓和教育鍋爐節能知識，規范其鍋爐的操作，維護及保養，對能源要節約使用，讓鍋爐的熱效率最大化。

4 結語

總而言之，鍋爐產業隨著我國經濟提升得到了快速發展，然而目前能源短缺消耗大的情況，使得工業鍋爐的質量控制工作勢在必行，研究怎樣提高在用工業鍋爐能效測試中的熱效率問題，提出有效的措施，降低鍋爐熱損失，使得鍋爐熱效率進一步提升，從而讓工業鍋爐運行更為高效。

[1]浦一梅.鍋爐能效測試中檢測質量的控制[J].科技展望，2015，(03).

[2]陳曉梅.研究鍋爐能效測試的必要性及檢測質量控制[J]. 能源與節能，2014，(03).

[3]馬駿.鍋爐能效測試中檢測質量的控制[J].中國新技術新產品，2016，(08).