工業鍋爐和熱力管道節能監測中能源浪費量的分析

文/吳國蓉 江蘇建科工程咨詢有限公司 江蘇南京 210018

1、前言

當前我國工業鍋爐普遍存在能耗較高、效率較低、污染嚴重等問題，是國家節能減排的重點對象。工業鍋爐的節能減排是一個系統性的工作，其核心是研究并推廣應用節能新技術。

2、燃煤工業鍋爐存在的問題

長期以來，我國燃煤工業鍋爐的產品設計和制造往往是重鍋爐本體而輕燃燒設備，重鍋爐主機而輕配套輔機和附件，加上燃煤供應品種、煤質多變，實際燃煤與設計煤質偏離；相當多數鍋爐經常處于較低的負荷下運行；司爐工操作技術和運行管理水平較差；設備維護保養工作跟不上等因素，致使我國工業鍋爐產品的實際運行效率往往要比鑒定熱效率下降不少，造成一次能源的浪費。

3、工業鍋爐使用中存在問題的原因分析

3.1 工業鍋爐節能技術標準不健全,或年久未修訂

目前在工業鍋爐節能管理、技術法規標準方面,只有《評價企業合理用熱技術導則》(GB/T3486-1993)、《工業鍋爐節能監測方法》(GB/T15317-1994)、《工業鍋爐經濟運行》(GB/T17954-2007)3個推薦性標準,有些標準由于年久未予修訂,有關技術指標已不能適應當前節能工作的要求。雖然國家已組織制定了工業鍋爐能效標準,但由于燃煤工業鍋爐的使用、運行情況復雜,標準的可操作性有待充分研究。

3.2 節能激勵政策和措施還不完善,操作性有待提高

隨著市場經濟的深化,政府相關政策的調整和變動,原有的部分節能激勵政策措施或已失效或已廢止,現有的節能政策、措施在針對性、專一性、協調配套性、可操作性等方面與市場經濟的要求存在不同程度的不適應,適應市場經濟的長效節能戰略管理的激勵機制還有待進一步探索。

3.3 工業鍋爐制造企業在設計和生產上存在不足

我國工業鍋爐產品設計和制造往往重鍋輕爐,重鍋爐主機輕配套輔機。對燃燒設備并不多加研究,往往是長期一貫地套用,燃燒設備設計上存在結構不合理,對燃料適應性考慮不夠等問題。3.4工業鍋爐使用單位在鍋爐選型和使用中存在誤區。鍋爐熱效率通常不是使用單位選購鍋爐產品時考慮的首要因素,而價格往往是使用單位選用鍋爐的決定因素。由于使用單位對工業鍋爐的性能不熟悉,也不重視,或者選購時容量裕度太大,造成選用不當和運行時大馬拉小車的現象。此外大多數使用單位對鍋爐的使用管理不重視,把司爐視作低技能崗位,不注重對運行人員的培訓和考核。

4、鍋爐和熱力管道的節能建議

4.1 健全企業鍋爐運行管理制度

必須要有相對穩定的管理人員，去監督管理鍋爐的合理利用情況；對司爐人員的工作，制定相應的司爐操作規程，確保鍋爐安全、高效運行；對能源的節約和浪費可以制定相應的獎懲制度。

4.2 合理控制排煙處空氣過量系數以減少排煙熱損失

經測試計算，排煙熱損失占到總損失的84.8%，過大的鍋爐排煙處過量空氣系數（3.43）大大增加了排煙熱損失，在鍋爐出力小于額定出力即低負荷運行的情況下，鍋爐管理人員及司爐人員需要根據氧量調整風量。（在日常運行中，鍋爐司爐人員可以靠觀察火焰及煙氣顏色做出判斷，風量適當時，火焰呈橙黃色，煙氣為灰白色；風量過大時，火焰白亮、刺眼、透明，煙氣呈白色；風量不足時，火焰呈暗黃色甚至紅色，煙氣呈黑色。）排煙處過量空氣系數偏大，同時加大了煙氣量增大了煙氣流速，這樣也就帶出了更多的飛灰，增大了對環境的塵污染。減小排煙處過量空氣系數還有助于減少SO2的產生、提高煙氣酸露點溫度、減小低溫腐蝕發生的可能性。

4.3 提高煤的燃燒效率

爐渣可燃物含量3.5%左右，燃燒狀況較好，減少了固體未完全燃燒熱損失。對煤層厚度、爐排速度和配風三方面進行調整，增加煤在爐內的燃盡時間，增強鍋爐不同分區上的合理配風（需要加強對布風板風口的堵塞情況進行檢修維護），都可以更有利于煤的完全燃燒，并能更好地控制排煙過量及空氣系數。向煤中添加節煤劑，在燃燒過程中通過氧化、催化原理，改善燃燒條件，增加燃煤透氣性，降低煤的燃點，促使煤的可燃成份充分燃燒，并能降低煙塵排放量。

4.4 適當提高熱力管網的供汽壓力和保證蒸汽高效傳輸

在輸送過熱蒸汽條件下，隨著蒸汽沿管道流動，溫度下降，壓力也逐漸降低。壓力降低，其對應的飽和溫度也隨之降低，若下降后的蒸汽溫度仍高于對應壓力下飽和溫度，蒸汽不會凝結。散熱損失會降低蒸汽過熱度，降低蒸汽焓值。這時，有熱量損耗，沒有質量損失。隨著管路進一步增長，蒸汽溫度和壓力進一步下降，但下降并不是同步的。在供熱蒸汽管道的流速范圍內（低流速），一般溫度下降較快，而壓力相對慢些。蒸汽的飽和溫度、飽和壓力一一對應，經過一段相當長的管路后，原本過熱的蒸汽，由于其溫度下降快，壓力下降慢，其溫度很有可能低于對應壓力下的飽和溫度，蒸汽凝結，產生凝結損失即質量損失。

理論分析和實踐已經證明，當供熱參數一定情況下，影響蒸汽流速的因素與用戶用量和管線長度有關，管線短或用量大,蒸汽流速大；管線長或用量小，蒸汽流速減小，流速的降低會導致凝結過早產生，熱、質損失迅速增加。因此根據用戶用汽情況，適當提高供汽壓力，并確保蒸汽在管道內在最佳流速范圍內流動，這些將有利于管損的降低。

4.5 回收蒸汽冷凝水

對終端熱力設備用熱后的蒸汽冷凝水經過處理之后是可以加以回收利用，以提高鍋爐的給水溫度并減少水處理設施的工作，也能夠達到減小系統能耗的目的。

4.6 鍋爐水系統的運行節能

加強對鍋爐給水的水處理設備的維護及鍋爐水質的檢測工作，確保鍋爐水質，可以選擇更適當的排污量，以減少排污引起的熱損失。水垢的存在會嚴重減弱鍋爐的傳熱，嚴重時甚至可能導致鍋爐故障，更彰顯鍋爐給水處理及水質檢測工作的重要性。

結語：

工業鍋爐節能減排任重道遠，相信在政府的積極倡導和職能部門強有力監管下,通過制造企業、用戶以及其他相關單位的共同努力,我國工業鍋爐節能減排工作一定能取得顯著成績。

[1]石斌.對工業鍋爐節能減排的探索[J].中國質量技術監督,2016，12:60-61。

[2]王彥秋.工業鍋爐節能途徑分析與探討[J].應用能源技術，2007，11:18-20.