工业锅炉节能技术及应用 路万里

工业锅炉节能技术及应用路万里
发表时间：2018-08-13T09:39:12.907Z 来源：《基层建设》2018年第17期作者：路万里刘金昆倪绍鑫
[导读] 摘要：现在的工业锅炉在燃烧技术、燃烧方法的使用方面还处于初级开发阶段，很多技术的发展不完善，因此消耗了大量的资源和能源，锅炉成为工业生产中耗能最大的设备之一。

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摘要：现在的工业锅炉在燃烧技术、燃烧方法的使用方面还处于初级开发阶段，很多技术的发展不完善，因此消耗了大量的资源和能源，锅炉成为工业生产中耗能最大的设备之一。

为了减少锅炉在使用过程中的能源消耗，对锅炉的使用现状进行分析，并作出及时的改进，是在锅炉工业中取得成果的关键。

关键词：工业锅炉；节能技术；应用
引言：
工业锅炉的主要作用是给整个工业生产提供工艺过程所需的蒸汽，为社会的广大群众供应热水，是工业和社会不可缺少的消耗品。

但是工业锅炉造成的能源消耗以及污染排放都在中国的工业行业中居于第二位，仅仅落后于电站锅炉行业，另外工业锅炉消耗的煤炭量也远远高于钢铁、石化等高耗能的工业行业，工业锅炉给全国的重点城市带来的污染排放已经远远高于电站锅炉造成的污染排放。

1工业锅炉节能技术
1.1优化炉膛拱型节能技术
炉拱在火床炉中主要起引燃和组织炉内空气动力工况的作用，通过前、后拱的合理配置优化，组织良好的炉内空气动力场，使燃料能够及时着火燃烧并充分燃尽，增强锅炉燃烧煤种的适应性，改善炉膛的充满度，达到充分利用锅炉受热面，减少机械不完全燃烧热损失和化学不完全燃烧热损失。

通过炉拱的优化，使得炉内空气动力场组织良好，提高炉膛的温度，进一步燃烧炉膛烟气携带的含碳颗粒，促进炉膛烟气中的可燃物燃烧完全，使炉内的燃烧水平达到良好的状态。

前、后拱优化配置后，能够提高锅炉的热效率、增加锅炉的实际出力能力、减少燃烧过程中NOX、SO2等污染物的排放、增强锅炉的煤种适应性、提高锅炉运行的稳定性和可靠性。

1.2蒸汽蓄热器节能技术
蒸汽蓄热器是利用水的蓄热能力把热能储存起来的一种装置，其主要组成部件包括蓄热器本体、控制蒸汽进出自动调节阀两部分。

当蒸汽的使用量减少时，将过剩的蒸汽通过蓄热器喷嘴喷入蓄热容器，提高蓄热器内的水温和压力，直至蓄热器额定压力下的饱和温度，完成热能的储存。

当蒸汽的使用量增大时，采用蓄热器进行供汽，通过蓄热器喷嘴释放出储存在蓄热容器内的热能，蓄热器内的压力随之降低。

在进行蒸汽热能储存时，蓄热器的工作压力受锅炉压力的限制，当锅炉的额定压力与蓄热器内的汽压存在较大压差时，蓄热器单位容积所产生的蒸汽量就多，此时蓄热器的蓄热经济性就好。

采用蓄热器储存蒸汽热能时，宜选用工作压力较大的锅炉，蓄热器按照压力大小不同进行分类，分别配置蒸汽管路，以提高蓄热器工作的经济性。

1.3富氧燃烧节能技术
传统燃煤工业锅炉普遍存在煤渣燃烧不充分，且伴随烟尘排入大气的问题，燃尽率只有约78%，其余22%的可燃物颗粒随烟尘直接排入大气，既造成能源浪费又污染大气环境。

空气中的氧气含量约为21%，实践证明，若锅炉助燃空气中的含氧量超过25%，则有利于燃烧反应完全，提高煤渣的燃尽率，从而可实现锅炉节能20%。

富氧燃烧技术是通过物理方法将空气中的氧气分离出来并进行收集，实际要求收集后的气体中含氧量为26%～31%即可。

目前富氧燃烧技术主要包括微富氧燃烧技术、氧气喷枪技术、纯氧燃烧技术和空－氧燃烧技术四种，其中微富氧燃烧技术适用于大多数的传统燃烧器，采用富氧空气助燃可以显著提高炉膛燃烧的热效率，降低炉膛燃料的消耗量，达到节能减排的目的。

西方一些发达国家要求国内新建的工业锅炉必须采用富氧空气助燃技术，以提高炉膛燃烧效率，实现高效、清洁燃烧。

2工业锅炉节能技术方面的问题
虽然在国内的工业锅炉行业发展已经持续了几十年，尤其是在最近十年以来的进步是令人惊喜的，也充分满足我国技术特色要求。

但是从行业的整体角度来看，不论是产品的性能水平还是技术水平，都跟不上国外同行业的发展技术，技术方面的问题具体表现在：
第一，相比电站锅炉，工业锅炉基础研究条件薄弱，力量过于分散，缺少传热与燃烧等共性，其基础理论研究与关键技术无法进行不突破，到现在为止，还停留在上世纪80年代中期的水平阶段。

第二，技术标准水平无法做到与时俱进，缺少完整的标准体系的支撑，现有的法规与标准还做不到相互的协调统一。

目前，对于锅炉强度计算的标准还沿用的2002年的版本，而对于水动力、热力以及烟风阻力的设计计算方法到目前为止还没有真正形成统一的标准。

第三，绝大部分拥有工业锅炉的企业都缺少创新能力，在研发方面的投入非常少，缺少研发的创新手段，只有10%左右的企业拥有研发能力。

另外，就算是研发，也重设计轻工艺、重单机轻系统、重主机轻辅机，且很多设计都还处于经验阶段，无论是理论能力，还是实验验证都缺乏经验。

3工业锅炉节能实践的具体措施
3.1对炉拱进行改造
炉拱是锅炉的主要组成部分，是保持锅炉正常使用的支架。

炉拱如果能够满足锅炉的使用，达到锅炉高效运行的标准，就可以在节能方面取得很好的效果。

传统的炉拱有两个部分构成，包括前拱和后拱。

前拱与后拱的形状和高度不同，结构上也有所差异，这样的设计可以使得不同方向的烟气可以各自分开进行上升，燃烧的时间较长，炉膛的内部温度就会升高。

而且主要集中在炉膛的前部，旧煤得到了燃烧，但是新添加进来的煤并没有得到完全燃烧的机会。

为了节约能源，就要对传统的炉拱进行改造，改造后的炉拱要能够满足在燃烧较长时间过后还可以保持新旧煤都能得到充分燃烧，从而提高利用率。

具体的改造方法可以是将前拱降低，将拱的长度延长，形成一个保护的闸门，保证新煤和旧煤的同时燃烧。

新煤不会因为炉膛内部的温度的升高而造成损伤，反而在炉膛内壁温度剧烈升高的时候能够让高温引燃新煤。

新、旧煤的同时燃烧既保护了资源、也提高了能源的利用率。

后拱也可以进行改造，形成双人字型的结构，高温蒸汽可以在这种结构之下仍然进行循环流动，烟气和热量都得到了循环利用，这样可以提高能源的利用率。

3.2加强水质管理
锅炉在使用较长时间后，内壁会产生污垢，同时锅炉水管道中也会产生很多水垢。

这些水垢的化学组成、形状大小和空隙以及导热性
不同，在清理时也比较复杂，并不能够通过简单、单一的方法进行清除。

由于这些水垢的存在，锅炉会浪费一些燃料，严重时还会使得锅炉表面产生变形、突出或者是凹陷，有时会产生坍塌，使得热气在通过时产生损耗。

因此，加强水质管理，控制好锅炉给水质量，对锅炉的节能运行有很大的意义。

3.3做好锅炉清灰工作
对锅炉中的烟灰，使用合适的清洁剂进行清理可以提高能源的利用率。

另外灰分在高温下会附着在锅炉的表面上，不断积累后清理的难度会加大。

如果不能及时的清灰，会造成锅炉内壁的形状的变化以及能源利用效率的降低。

在实际生产中，应该定时清理锅炉中的烟灰。

及时清灰不但可以降低清灰的难度，还可以延长锅炉的使用寿命。

在锅炉运行时，可以直接使用吹灰器进行清扫，条件不允许时也可以关闭锅炉，再进行清灰。

如果锅炉使用的煤的质量不够好，清灰的频率应该增加，因为这种煤产生的灰会更多、更难以清理。

结束语
在工业锅炉领域采用节能新技术，提高运行过程中的技术经济性和环保性，是一项非常重要的任务。

我国工业锅炉量大、面广，实际运行的锅炉中存在着许多先天性不足，节能减排潜力巨大。

未来我国工业锅炉必然会朝着洁净燃烧、能源高效利用的方向发展。

参考文献：
［1］钟金华．有机热载体锅炉节能改造［J］．化学工程与装备，2016，1:118－120．
［2］宋景慧，刘桂才，廖艳芬，等．燃煤机组锅炉低温烟气余热利用节能效益分析［J］．热力发电，2015，9:57－60，65．［3］王旋．煤粉工业锅炉节能增效技术改造研究［J］．洁净煤技术，2016，1:82－85．。