摘要：能源是人类杜会发展的物质基础，如今全球范围能源紧缺，人类不断的探索节能减排的措施，为未来的人类生活早做准备。工业锅炉在工业生产中发挥着重要的作用。由于设备的特殊性，其能耗问题日渐突出，近年来建设低碳社会的理念日渐深入，工业生产作为能源消耗最大的环节，自然也应在节能技术和工艺上做出创新。本文将对锅炉的节能技术和工艺展开分析，探讨锅炉能耗高、效率低的原因和问题，提出一些技术和工艺上的应用，以为锅炉设备的节能应用提供依据。
关键词：锅炉；节能；能耗率；热效率
1.前言
中国是能耗大国，尤其是在2013年成为世界第一大工业国，工业生产使得中国的能源消耗量巨大。2010年中国年能耗超过8.7亿吨，超过美国成为世界上最大能源消耗国。工业锅炉是我国主要的生产设备之一，2016年8月，全国的工业锅炉产量达到四万蒸发量吨，相对同期的2015年增幅3.1%。而在2016年前八个月，累计产量达到301647.3蒸发量吨，相对去年实现5.5%的增幅。如今锅炉设备在人们的日常生活中扮演着重要的角色。工业锅炉泛指蒸汽锅炉和多种容量、压力、温度的热水锅炉，分为燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、电锅炉等，其中燃煤类的锅炉虽然国家有所限制，但是仍然有一部分以燃煤为主，热效率低的锅炉设备存在，容易受到燃煤品质不稳定的影响。而燃气锅炉、电锅炉等也存在相关的技术不完善的问题，工业锅炉设备的能源浪费问题比较突出。因此近年来对锅炉设备进行改造，实现节能减排也成为工业发展中的新课题。十一五规划中就纳入了锅炉节能项目，而十二五规划中将其列为重点工程，如今十三五开局实际，是锅炉节能工艺应用阶段，探讨这些新技术工艺的实用，为我国的节能减排战略的发展而言，具有深远的意义。
2.锅炉设备的能耗现状
我国工业锅炉的能耗较大，主要是本身技术上的落后，加上工艺上的不完善也使得锅炉能耗较大，最终的利用率较低。具体而言，锅炉的低效率表现在以下几个方面：
首先，量大面广，平均容量小，运行负荷低。当前国内的大部分锅炉设备中，99%的容量都在35t/h以下，而这其中，80%都是在20t/h，70%在10t/h以下，整体的锅炉平均容量不到3 t/h。而另一方面，大量的工业锅炉处在低负荷工作下，其散热损失较大，且漏风量也在提高，导致了温度降低，燃烧效率降低，热量损失和烟热损失增大。
其次，受到燃煤品质问题的影响，我国的工业锅炉中早期以燃煤锅炉为主，用煤适应性差，其中的灰分和硫分相对偏高，细末煤含量大，而且煤种经常变化，也使得煤质情况很难控制，无法及时采取措施，使得热效率低下，也加大了污染排放。
第三，锅炉运行控制水平低。尤其是一些检测仪表，如炉膛温度、排烟温度、煤的计量检测等。由于这些仪器表的却是，未能设置热电偶，及时的检测炉膛温度，因而具体的锅炉负荷状态下的控制物料配比也无法科学确定，导致了运行困难，操作不当，能耗增加。
最后，许多工业锅炉的辅机配套偏大，多为通用产品，没有实行负荷调节，大多数情况下是挡板、阀门的节流调节，无法实现自动化的工况变速，使得辅机设备处于高消耗，低负荷状态，造成较大的能源浪费。
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3.锅炉设备的节能技术工艺
3.1余热回收
余热回收分成两类，一类是直接接触换热器，水喷淋与烟气直接接触，实现余热回收，但这一类的问题在于回收的水质是酸性，对水资源的利用不足。另一类是间接换热器，主要依靠烟气冷凝来实现余热回收。锅炉的烟气中有大量的水蒸气，冷凝放热过程中可以依靠回收装置，吸收汽化潜热，提高锅炉热效率。并且回收装置也可以有效的吸收氧化氮，减少废气的牌坊，实现节能环保。
3.2利用变频调速技术节能
通过PLC等技术，来实现锅炉的自动化控制，根据锅炉的实际工况负荷条件来实现调节，从而降低能耗。变频调节技术，是根据用户的实际使用需求特点，自动对水泵电机调节，而判断的参数依据是根据系统内的压差、压力、供水温度，通过参数的设定，结合控制算法来实现水泵的变频运行，调节电机功率。水泵的转速和水量之间也具有正比关系，因此利用变频调速技术也可以降低水泵的循环水量，进一步的降低功耗。PLC变频的调节通过对锅炉阀门上的风口控制，改变鼓风机输出功率，调节转速，控制炉膛火焰，保持蒸汽压力在合理范围。据研究技术统计，PLC对鼓风设备的调节可以实现60%的节能效果，其引风量和炉排也可以减少50%以上。
3.3借助水力平衡技术节能
水力平衡是依靠装置来调节水力，提高管网水的利用效率，尽可能的避免水力失调引起的不必要能耗。水力失调主要分为静态和动态两类。静态水力失调是管道阻力系数和实际的设计中发生了偏差引起的，这还与官网的材质、施工过程有关。当实际的流量超过了设计流量时，室内的获取热量偏低，通过安装静态水力平衡阀可以缓解水力失调的问题，使得实际值和设计值之间平衡。动态的失调则是用户自己根据需要对支路阀门进行改造的结果，这就会引起整个供热系统的水力失调。一般采用自力式压差控制阀的控制来解决。
3.4降低排污热损失节能
燃气锅炉的给水含有大量的溶解物，蒸发后，税种溶解物析出，而实际的水蒸气减少，为了保障锅炉的运转，需要进行补水措施，这导致溶解物大量的堆积。国家现行的规范标准对水质有着严格的要求，当大量的沉积物存在，容易形成结垢。而结垢导热性能较差，导致局部温度过高，降低锅炉运行的经济性。据统计省煤器中结有1mm厚水垢，就对应需要多消耗2%的物料。而且为了避免结垢，需要定期的排污来控制水质环境，而排污过程则伴随着热损失的消耗。因此需要严格的控制锅炉给水水质，防止结垢带来的能耗，也降低排污的热损失。
3.5采取供暖能耗监测技术节能
当前很多城市已经对锅炉进行了节能控制，但是实际的效果却并不好，原因是在调节的过程中，忽略了供暖的能耗，因此需要对供暖进行检测，合理的控制节能技术，从而实现精准调节。可以使用燃气流量计来实时检测运行效率，或者借助烟气分析仪，测试燃烧数据，使用电功率表对循环水泵的电机功率进行监测，在此基础上，对燃气锅炉的节能潜力进行系统分析，从而有针对性地选择合理可行的节能技术，这样可以使能耗获得显著降低。
4.结语
随着锅炉的节能改造的呼声越来越高，越来越多的新技术和工艺被用在了锅炉节能中，实际的运行效果来看，起到了一定的作用，但是仍然需要不断的改进，能耗问题是锅炉设备发展的根本问题之一，在当前的节能要求下，需要精益求精，进一步提高锅炉的能源利用率，更好的促进工业生产和发展。
参考文献：
[1]刘伟.推进燃煤工业锅炉节能减排的建议及措施[J]科技与企业，2016（7）：116-116
[2]姬振伟.燃气锅炉房节能技术及工艺的应用实践探微[J]现代经济信息，2016（3）
论文作者:黄树凯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：锅炉论文; 节能论文; 水力论文; 设备论文; 工艺论文; 工业锅炉论文; 燃煤论文; 《电力设备》2017年第6期论文;