工業鍋爐能效測試及節能診斷研究

張洪潤

（河北省特種設備監督檢驗研究院唐山分院，河北 唐山 063000）

近年來，國家在節能減排工作中取得了顯著成效，但與發達國家相比，存在資源利用率低、能源消耗量過大、環境污染等嚴重問題，因此需要對工業鍋爐做全面細致的能效測試，在設備的結構、工藝方面、技術層面等進行不斷的創新和改革，攻克工業鍋爐現存的狀況，為節能損耗貢獻力量。

1 工業鍋爐能效測試的必要性

工業鍋爐能效測試是在工業鍋爐正常運行的狀態下，通過測試的熱工性能參數，確定工業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的解決辦法，提高工業鍋爐的熱效率。該測試對節能技術改造具有一定的推動作用，是企業節能降耗創收益提供有效途徑，通過各項熱損失大小的計算評估，給予工業鍋爐技術改造方案提供可靠數字依據，有效地提高工業鍋爐的能源利用率，為節能減排創造更好的生活環境更進一步。

2 工業鍋爐能效測試中存在的問題

2.1 熱效率低的問題

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

（1）負荷運行較低。很多企業單位在采購鍋爐時，為保障以后生產的長遠考慮經常選擇設備高于蒸發量的鍋爐，但在實際運行中鍋爐的熱效率達不到設計標準，鍋爐長期處于低負荷狀態下，燃料效率低下熱損失增加，爐膛溫度達不到設計要求，鍋爐熱效率下降相應的鍋爐運行效率比例下降，還有些企業由于生產規模加大或供暖面積增加，鍋爐出現負荷運行的現象，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，實則降低了經濟收益。

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

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

（4）排煙溫度高。鍋爐排煙溫度過高使燃料產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、鍋爐受熱面的布置、人員操作水平等，受熱面結構設計不合理造成積灰結垢嚴重，若操作員不及時進行清理，會使受熱面積加大，影響鍋爐的熱傳遞，熱能損失嚴重。

2.2 鍋爐設備設計缺陷

鍋爐設備制造單位在整個產品制造環節中把控不嚴格，設計不合理結構落后、加工質量粗糙、安裝程序不規范、調試不注重細節，鍋爐設備本身存在受熱面積灰影響傳熱，各風室密封性不好、漏風串風嚴重，鍋爐的本體保溫不好、散熱損失大，設備自動化水平低，在鍋爐運行過程中很多環節受限，操作人員在調試過程中不能直觀的觀測數據，不能及時準確地對鍋爐的運行情況進行調整，影響鍋爐的運行情況。

2.3 水質要求不達標，輔機配套偏大

若鍋爐用水的水質不達標。會造成鍋爐受熱面水結垢嚴重，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。鍋爐設備的輔助配套，如給水泵、循環水泵和鼓、引風機等大功率配置，目前鍋爐本身存在負荷運行較低的情況，輔助機不能長期處于高效狀態，功率大電耗高，整體增加鍋爐的能耗。

3 節能診斷過程

3.1 針對空氣過量系數過高的問題

通過對燃燒器風門的檔位、齒輪檢查的檢查，運用紙板遮擋進風口，觀察空氣過量系數的變化，判斷燃燒器風門檔位設置是否合理，對燃燒器油嘴拆開清晰組裝觀察空氣過量系數的變化，再檢查鼓、引風機的運行狀態對空氣過量系數的影響。

3.2 針對排煙溫度過高的問題

通過對鍋爐內結垢、積灰現象的檢查，鍋爐內部的結垢和積灰會影響換熱面的換熱效率，從而導致排煙溫度過高。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，導致排煙溫度偏高。

4 節能措施

4.1 熱效率的有效途徑

企業在選購工業鍋爐時根據企業的生產情況合理采購，保障工業鍋爐在使用中負載荷運行在合理范圍內；煤的選擇盡量符合鍋爐的設計要求，保證燃料特性和燃燒設備相匹配；減小排煙處過量空氣系數，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，對各風室漏風、串風等問題進行合理的改造，減少風室之間此現象的影響，確保過量空氣系數在合理范圍內。控制排煙處煙氣溫度，是提高鍋爐運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，首先基于鍋爐構造，不利于選用強黏結性煤。含屑量多的煤，既能夠減少飛灰積存量，又能夠使爐膛煤層松，有利于充分燃燒與通風。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；利用煤斗進行顆粒篩選，保持煤塊顆粒度，有助于燃燒過程穩定連續，提高燃燒效率。

解決配風問題，確保空氣供應充分且合理是提高鍋爐使用安全，提高經濟性的重要內容；依據爐膛空氣氣流規律，合理組織膛內氣流。使爐膛空氣均勻混合，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；燃燒調節與控制。工業鍋爐燃燒出力可以通過改變煤層厚度，合理控制送風量以及爐排速度來實現，尤其是合理控制送風量和爐排速度。對此，要進行調節，還要做到三者的合力配合。根據燃燒持續、燃燒時間以及燃燒出力等的綜合需求，合力組織調度。

4.3 完善設計缺陷

對鍋爐設備本身存在的設計缺陷進行改造創新，嚴格把控加工質量，引進先進技術提高鍋爐設備功能，加強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，增加監控設備，使操作人員對鍋爐的運行情況及時作出調整，為鍋爐安全以及經濟運行提供依據，提升鍋爐的運行情況達到最佳狀態。

4.4 嚴控用水標準

嚴格把控鍋爐用水，定期對鍋爐用水化驗，避免受熱面結垢，由于水垢導熱系數低、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，提高運行安全。此外，給水氯根高是影響鍋爐節能、出力、安全運行的重要原因，故需降低給水中的氯根含量，可進行水處理系統改造，增加除鹽設備，從源頭上解決問題。降低輔助機的功率，對工業鍋爐進行合理的節能改造，采用新的節能技術提高鍋爐效率達到節能降耗的目的。

5 結語

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關系，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，本文主要對工業鍋爐的能效測試中常見的問題進行分析并節能診斷后提出相應的措施，為我國的節能減排的工作貢獻力量，切實做好鍋爐生產的設計工藝優化任務，引進新進的節能創新技術，培養應型技術人才，為提高工業經濟和工業轉型升級努力奮斗。