關于工業鍋爐能效測試中的問題及節能淺析

張小康 董潔 袁源

摘要：結合近幾年江西省工業鍋爐煤改生物質成型顆粒能效測試的現狀進行分析，淺析工業鍋爐運行中存在的問題，分析影響鍋爐熱效率的因素，提出鍋爐節能措施。

Abstract： Based on the current status of energy efficiency testing of coal-to-biomass pellets of industrial boilers in Jiangxi Province in recent years， this paper analyzes the problems existing in the operation of industrial boilers， analyzes the factors that affect the thermal efficiency of boilers， and proposes boiler energy-saving measures.

關鍵詞：工業鍋爐;能效測試;節能;煤改生物質

Key words： industrial boiler;energy efficiency test;energy saving;coal-to-biomass

中圖分類號：TK229.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）36-0100-02

0? 引言

生物質成型顆粒燃料是以農業廢棄物、林業三剩物為原材料，經過粉碎、烘干、成型等工藝，制成粒狀、塊狀、柱狀的新型清潔燃料。燃燒充分，便于運輸和貯存。且發熱量約為標煤的55%，燃燒后的產物中SOX和NOX等有害氣體的含量較少[1]，一般只需要適當除塵即可達到鍋爐排放標準，是國際公認的可再生清潔能源。

根據《高耗能特種設備節能監督管理辦法》、《工業鍋爐熱工性能試驗規程》GB/T10180-2017、《鍋爐節能技術監督管理規程》TSG G0002-2010（含TSG G002修改單）和《工業鍋爐能效測試與評價規則》TSG G0003-2010等節能技術規范，結合江西省各地縣工業鍋爐煤改生物質的要求，開展工業鍋爐能效測試工作，對促進節約發展、清潔發展，具有重要意義。

1? 工業鍋爐運行現狀

1.1 根據各地縣企業286臺鍋爐能效測試發現大部分企業的工業鍋爐運行負荷僅維持在額定負荷的32～80%之間，“大馬拉小車”的現象時有發生，甚者有部分企業每年生產一個月時間。由于各個領域的生產內容和生產方式存在差異性，各個企業所選的鍋爐型號、類別、參數均有所不同，且在長時間的低負荷運行狀態下，促使鍋爐產生不穩定運行問題[2]，降低鍋爐熱效率，浪費大量生物質成型顆粒。

1.2 各地縣企業大部分的鍋爐尾部受熱面未安裝鍋爐節能裝置，導致排煙溫度較高，熱效率較低。

1.3 在測試中發現各企業直接將燃煤鍋爐的燃料變更為燒生物質成型顆粒，未對工業鍋爐爐膛進行改造優化，導致生物質成型顆粒在爐膛中的燃燒惡化和熱效率降低，造成企業的經濟浪費。

2? 工業鍋爐測試分布及要求

2.1 測試分布情況

2017-2019年目前江西省吉安、撫州、贛州、九江、上饒、景德鎮、鷹潭等地區286臺工業鍋爐煤改生物質成型顆粒情況如表1、表2所示。

2.2 測試說明

①測試用燃料：成型生物質顆粒;

②實際測試的運行狀況：正常;

③試驗時在給水管道上安裝超聲波流量計，以計量的給水流量代替蒸發量。

2.3 測試項目

①鍋爐實際出力（熱功率）;

②反平衡效率測試項目如表3所示。

3? 測試數據淺析

3.1 排煙溫度

鍋爐的排煙溫度分布如圖1所示，286臺測試數據中，其中有101臺超出規定值，占測試鍋爐總量的35.3%。目前存在一些企業在鍋爐安裝過程中未在鍋爐尾部安裝余熱回收節能裝置或鍋爐在運行時未保持尾部受熱面的換熱能力，存在水垢和大量積灰未及時清理，導致排煙溫度過高，最高溫度達到312.7℃。同時有部分企業更換以前的省煤器，換成節能更優的余熱水箱節能裝置。

3.2 煙氣成分

3.2.1 鍋爐的排放的煙氣成分分析包括：O2、CO、CO2等，通過測試煙氣成分O2來計算過量空氣系數指標。測試的286臺鍋爐的過量空氣系數測試結果如表4所示，超過規定值占78.7%。主要原因是由于鍋爐運行處于“大馬拉小車”的現象;鼓引風機手動調整裝置失效、鼓引風機配風不合理;鍋爐的觀察孔、煤斗、省煤器等漏風嚴重;燃煤鍋爐直接變更為燒生物質成型顆粒，爐拱未經改造優化;生物質成型顆粒排渣量低，出渣口無水封;手燒鍋爐的過量空氣系數超標更嚴重。安裝工業鍋爐遠程監測系統，監視爐膛煙氣出口處的煙氣成分，將過量空氣系數控制在最佳數值，優化燃燒[3]，同時安裝鼓引風機變頻裝置，合理調整配風比，工業鍋爐的過量空氣系數可進一步降低到合理水平。

3.2.2 測試286臺鍋爐中有10臺超過1000ppm，特別是手燒鍋爐，加料燃燒時極不穩定。合理調整生物質燃燒厚度，爐排轉速，鼓引風機配風比，可優化CO含量。

3.3 爐體表面溫度

鍋爐爐體老化，破損導致爐體表面溫度偏高，導致鍋爐散熱損失變大。測試結果顯示有14臺鍋爐的爐體表面溫度超過規定值。

4? 節能措施淺析

①建立維護保養機制，加強鍋爐操作人員的培訓與管理，提高節能意識和專業技能，定期清理水垢、煙灰[4]。

②燃煤鍋爐的燃料不能直接變更為燒生物質成型顆粒，有些鍋爐設計不合理，使得實際運行效率較不理想，要將鍋爐的爐膛后拱改造優化，增加生物質燃燒后與水冷壁的輻射換熱面積和換熱強度，改造后的燃生物質成型顆粒鍋爐熱效率要滿足TSG G0002-2013第三章第三十條要求。

③無鍋爐尾部節能裝置的，按要求布置加裝空氣過熱器、省煤器、余熱水箱等熱量回收裝置;加裝回收利用冷凝水，提高給水溫度。同時定期清理尾部節能裝置。

④鍋爐操作人員根據企業生產情況，調整鍋爐運行負荷時，要調整生物質層厚度、爐排轉速、鼓引風機的配風比，使爐膛為微負壓。同時檢查鍋爐的鼓引風機的手動開關是否正常，配置更優的變頻鼓引風機，借助工業鍋爐遠程監測系統及時合理調節。保證成型生物質顆粒充分燃燒，降低灰渣物理熱損失。

5? 結語

本文基于江西省各地縣286臺工業鍋爐能效測試結果，闡述了排煙溫度、煙氣成分、爐體表面溫度等影響工業鍋爐熱效率的問題及原因，并對其問題淺析工業鍋爐的節能措施，為后期工業鍋爐煤改生物質節能減排提供了參考。

參考文獻：

[1]戚勝，高旭，李想.燃煤鍋爐改生物質鍋爐的能效測試[J].吉林化工學院學報，2016，33（7）：21-25.

[2]李棟.關于工業鍋爐能效測試中的問題及節能探索[J].工業技術，2017，06：89-91.

[3]邱征宇，趙輝，熊偉東，宋悅.杭州在用工業鍋爐改造運行能效狀況分析[J].中國特種設備安全，2017，7（33）：58-61.

[4]孫健.在用工業鍋爐能效測試典型問題總結分析[J].節能，2013，11：40-42.