提高锅炉热效率采取措施节约能源

所属栏目：机械论文发布日期：2011-03-10 16:49 热度：

　　摘要：论述了锅炉及供热系统的能量消耗，提出了通过锅炉燃烧的方法及供热系统的维护，达到节能的目的。
　　关键词：锅炉；供热系统；燃烧；维护；节能
　　一、引言
　　煤炭是我国的主要能源，在我国能源结构中占有相当大的比重。在能源消耗系统中，锅炉及供热系统的年耗煤量约占我国煤炭产量的三分之一左右。随着人民生活水平的不断提高，采暖范围日益扩大，建筑能耗也将大大提高。所以，除了提高锅炉的热效率，降低锅炉及供热系统的热损耗，采取节能的措施之外，别无选择，这也是我国能源供需之间的不平衡得到缓解的一项重要的任务。
　　二、为使锅炉燃烧及热量传递过程中能量平衡，有必要了解一下锅炉的工作原理及工作过程。
　　锅炉是一种生产蒸汽的换热设备，它通过煤等燃料时放出化学能，通过传热过程将能量传递给水，使水转变成蒸汽，蒸汽直接供给工业生产中所需的各种形式的能源。锅炉的蒸汽参数包括容量、蒸汽压力、蒸汽温度和给水温度。锅炉的容量是额定蒸发量，即在规定的出口压力，温度和保证效率下最大连续生成的蒸汽量。
　　锅炉的主要工作过程：
　　1、燃料燃烧过程：层燃：煤→煤斗→炉排—（完成燃烧）→高温烟气
　　2、烟气向工质传热过程：高温烟气—（辐射）→水冷壁—（辐射对流）→凝渣管—（辐
　　射对流）→过热、再热管—（对流）→省煤器—（除尘脱硫）→低温烟气排向大气
　　3、工质的加热器化过程：给水（系统用水补给水）→给水箱→泵→省煤器→锅筒
　　（下降管）→下集箱→水冷壁管束—（辐射对流汽水混合物）→分离器→饱和蒸汽→过热器→过热蒸汽→用户
　　三、为了使燃料能充分燃烧，建议采取以下节能措施
　　燃料在锅炉炉膛内燃烧时对锅炉热效率影响很大。如果燃烧不好，则燃烧的化学能就不能充分转换为热能，这无疑会降低锅炉的热效率。要提高锅炉的热效率，首先就要使燃料在锅炉内完全燃烧。
　　1、采用合理的调节风量，实现燃料燃烧时的氧气供应。
　　燃料在锅炉内燃烧，燃烧过程不同，燃烧情况也不同。例如：燃料在链条炉排的锅炉中燃烧，随炉排的转动而依次着火，燃烧是沿炉排长度方向分区进行的。在炉排的前部和尾部需要空气量减少，而在炉排中部的燃烧区需要大量的空气。根据这一现象，合理的调节送风量，使燃料在燃烧区能够充分地燃烧，这对提高锅炉的热效率，达到节能的目的是很重要的。
　　2、采用二次回风系统，促进燃料完全燃烧。
　　二次回风能在锅炉内形成烟气漩涡，这一方面增加了悬浮煤粉在炉膛内停留的时间，而使燃料充分的燃烧，另一方面能使炉膛内的温度梯度降低，提高了炉膛内受热面的利用率，所以采用二次回风系统是改善燃烧条件的重要手段。据测算，利用二次回风系统的锅炉热效率可提高5-10%左右。
　　3、采用锅炉连续供热，间歇调节并辅之以质调节的运行方式。
　　因为锅炉的频繁起火、压火，炉膛温度骤冷骤热，不仅会降低运行效率和供暖质量而且也影响锅炉的使用寿命。经实测结果显示，锅炉运行两小时之内热效率很低，即起火半小时测得锅炉热效率仅为33%，一小时为55%，两小时之后才能稳定到70%以上。所以采用连续供暖、间歇调节并辅之以质调节的运行方式，调整炉排速度、风量等，使煤炭得到充分燃烧，避免了频繁起火、压火引起的热损失，使锅炉能较长时间保持高温状态并满负荷高效率运行，同时也延长了锅炉的使用寿命。
　　4、采用微机控制，实现锅炉燃烧过程控制的自动化。
　　为适应锅炉负荷变化，锅炉供热过程要不断变化，因而锅炉炉膛内燃烧过程也要变化。为减少因操作不当而对燃烧的影响，对锅炉燃烧过程采用微机控制。当负荷变化后，应自动改变煤的供给量和煤层的厚度，同时调节风量，以保证蒸汽压力稳定。微机控制燃烧自动化过程一般是以蒸汽压力为调节参数，根据蒸汽压力变化调节送风和引风量，从而能进一步提高锅炉的热效率。利用微机控制不但能提高锅炉的热效率，而且对锅炉安全运行及改善司炉工劳动条件及劳动强度也带来了好处。
　　5、加强水处理，促进热能的有效转换。
　　锅炉经过一定时期的运行，锅炉内部将出现水中沉淀物，即结垢现象，这是无法避免的。据统计，锅炉结垢1mm厚度，就要增加燃料消耗3%，而且锅炉结垢后对锅炉安全运行也极为不利。从保证锅炉安全运行及节能方面考虑，加强锅炉水处理工艺的推广即采取先进的水处理技术是十分必要的。
　　当前采用比较普遍的水处理设备是钠离子逆流再生交换器。这种水处理方式对原水的适应性广，出水数量及质量、单位盐耗、自耗水量等指标都比较先进，效果也比较理想。
　　大中型锅炉水处理中还常常采用真空除氧，真空除氧比大气式热力除氧可省大量燃料，而且又能减少排烟损失，提高锅炉效率，所以是大中型锅炉有效的水处理方式。
　　6、加强锅炉及供热系统的维护，防止和减少热损失。
　　锅炉运行时，由于维护不当，对热效率影响也很大。为提高锅炉系统热效率，减少热损失，在运行时应着重注意以下几个问题：
　　（1）随时清除锅炉内的积灰，减少热损失。积灰对提高锅炉热效率十分有害，灰垢的热系数为0.1大卡/米.时.度，当锅炉有效散热面积灰1mm厚时，热效率就要下降4-5%。因此及时清除锅炉受热面的积灰是提高锅炉热效率的有效措施。目前清除锅炉积灰主要有机械及化学方法，而以化学方法应用较广。化学清灰剂是用硝酸钾、硫磺混合粉末组成，使用时用高压空气喷入炉膛与烟灰起化学反应，使灰垢变得松散而脱落。
　　（2）加强维护保养，防止和减少热量损失。由于锅炉及供热系统温度比环境温度高的多，使锅炉本体及供热系统向周围放热而产生损失在所难免。为了减少热损失必须加强维护，对锅炉本体及管道要做好保温层，减少热损失尤为重要。热力管网及阀门等漏水也是热损失一个不可忽视的环节，热力管路的绝热保护必须妥善处理。对使用热水管道集汽罐排气时，尽量使用自动排汽阀或密闭关锁阀门，避免用胡乱开阀门放热水。另外经常检查供热系统中阀门、接头及散热气，随时消除漏水现象。
　　（3）加强管理，提高节能意识。加强管理包括技术管理及成本管理两方面。在技术管理方面，应根据具体情况尽可能设置完善的管理系统。如燃烧中应该有取样装置，各种计量装置及仪表，设置水质化验室，以适应煤的工业分析、烟气分析和灰渣含碳量分析等需要。在成本管理方面，燃料管理是十分重要的工作。煤场的煤应按差别分别堆放。做好防风雨措施，减少自然损耗。蒸汽和热水是锅炉房的产品，产量要有计划，分析要有计量。锅炉设备维修管理也是十分重要的，停炉时要有检查制度，并派专人维修。
　　经过采取以上措施，大大提高了锅炉的热效率，就以经我们改造的高校锅炉房供暖系统为例。实地测定结果显示供暖状况明显改善，原距锅炉房最远1000m处，室内温度仅为9℃，现在达到16℃；原距锅炉房最近处，室内温度为25℃，现为19℃，室内平均温度提高3℃。耗煤量节约21%，耗电量节约25%，设备维修费节约30%。炉拱、炉墙原每年砌筑维修，现三年完好无损。出渣机链条原每年更换一次，现两年维修更换一次。大小炉门、预热区、燃烬区炉排原一个采暖期后基本全部更换，现三年未变形。主燃区炉排原一个采暖期更换二次，现一个采暖期后只有1/2需更换。
　　四、结语
　　总之，随着科技手段的广泛应用，锅炉供暖也进入了发展时期，采用科学合理的节能措施，实行量化管理，必将推动能源消耗改革的深入，创建节约型社会。
　　参考文献
　　[1]马有江，段正利，鲁慧文.一个供暖工程改造的范例［J］.节能效率，降低运行费用，减少能源浪费，以达到节能的目的。
　　[2]谈供暖系统存在的问题及其解决途径［J］（2005）2
　　

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