神华神东矿业服务公司 内蒙古鄂尔多斯 017209
摘要：近年来，随着我国城镇化建设步伐的推进，集中供热系统已经成为城市最重要的基础设施之一，由于我国的天然气分布很不均匀，因此，当前仍有很多城市在区域集中供热时，采用燃煤链条锅炉，为满足节能减排的需求，就需要对区域供热燃煤链条锅炉房进行优化配置，这样才能促进我国和谐社会的全面发展。链条锅炉房既是产能中心，也是能耗大户。通过对我公司区域供热链条锅炉房的调研，分析影响链条锅炉能耗的主要影响因素，探索链条锅炉节能降耗的有效措施。
关键词：区域供热链条 链条锅炉节能降耗措施 链条锅炉房优化设计
在区域供热系统中，要求实现热电联产，提高热能利用率，同时要求参数容量向着规模化方向发展，能够在自身发展的同时促进节能环保效益水平的提升，同时实现节能减排、环境保护的目标。冬季采暖是民生工程，又包含降低采暖能耗和减少污染排放的重要内涵。
一、使用煤种与设计煤种匹配
链条锅炉基本是按二类烟煤设计的，只有在燃用与设计煤炭特性相适应的燃料时，燃烧工况才能处于比较好的状态。使用煤种与设计煤种不匹配，质量不稳定，必将导致能耗不合理。煤炭采购货源地较多，煤的种类很多，煤质差别很大。当燃用煤种经常发生变化时，燃烧状况必然会变化，运行管理人员无法准确掌握煤质情况，摸不清运行规律，也难以采取有针对性的应对措施，导致燃料燃烧不完全、效率下降、污染严重。
针对链条锅炉用煤质量普遍偏低、煤质不稳定的现状，建设区域采暖链条锅炉煤炭加工配送中心，扩大集中选煤、配煤的范围，能够为工业链条锅炉提供燃料分类、分质的优质化分类供应服务。
链条锅炉适用于燃烧发热量不低于4500大卡/公斤的烟煤，在燃用无烟煤及水分大于20%、灰分大于30%或发热量低于17.7MJ/kg的其他燃料时，必须采用改善着火及燃尽的相应技术节能措施。
燃料颗粒应均匀，煤块一般不超过30mm，最大不超过40mm，小于6mm的颗粒不超过50%，小于3mm的细屑不超过30%；煤的灰份不宜低于6%，且灰熔点要在1250℃以上，以防炉排烧坏；煤中要保持适当的水分，一般水分应控制在8%～12%。
二、链条锅炉排烟热损失严重
排烟热损失是链条锅炉热损失中最大的一项，热损失占链条锅炉全部热损失的8%～15%。排烟热损失主要是排烟焓的大小，排烟焓是由温度和排烟量决定的。
目前，链条锅炉排烟温度过高的链条锅炉比例较高，不仅增加了排烟热损失，而且布袋除尘器烧毁，甚至引风机叶轮变形损坏。排烟量过大的原因一是炉膛出口过量空气系数过大，二是炉墙及烟道漏风严重。
1.合理布风，减小炉膛出口过量空气系数
炉膛出口的过量空气系数大小不仅与排烟热损失有关，还与气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失有关，应使三项热损失的总和最小。
链条锅炉的燃烧过程是分区段的，也就是预燃区、燃烧区、燃尽区。沿炉排长度方向燃烧所需空气量各不相同。燃烧准备阶段基本不需要空气，灰渣形成阶段需要空气也不多，空气需要量主要集中在挥发分和焦炭燃烧的中段。链条锅炉的配风优化，均采用两端少、中间多的分段配风方式。
2.减少炉墙及烟道的漏风系数
炉墙和烟道的漏风降低了烟温，减小了传热温差，使传热量下降，排烟温度升高。重视炉墙砌筑和炉门等施工的严密性，同时可采用先进的炉墙结构，如膜式水冷壁。加强空气预热器和排渣口处水封的运行状态。
3.降低排烟温度
链条锅炉积灰多出现在对流管束、省煤器等低温受热面，结渣多出现在水冷壁等高温受热面。灰渣的热阻大约是钢铁的400倍，一般受热面上结渣 1mm 厚时需多耗燃料 2%～3%左右，应及时吹灰、打渣、清理积灰，设法保持受热面的清洁。对于松散状积灰可用定期吹灰法来清除，吹灰介质可用过热蒸汽、压缩空气、惰性气体等。积灰较为结实的，要定期进行人工清理。
三、链条锅炉给水杂质含量较高，链条锅炉结垢、腐蚀问题普遍存在
目前，区域供热链条锅炉的水处理的三低一高现象比较突出。链条锅炉给水软化设备配备率低、配备专业水处理人员的业务水平低、水处理水质达标率低、链条锅炉排污率高。另外有些单位单纯使用物理水处理设备（电场、磁场、电磁场），而盲目取消了锅外水处理设备，造成链条锅炉结垢速度很快。大部分链条锅炉没有采取给水除氧的措施，链条锅炉运行过程也未添加除氧的化学剂，链条锅炉运行氧腐蚀较为严重；而且大部分单位不重视停炉保护，停炉腐蚀也十分普遍。运行氧腐蚀和停炉腐蚀的产物都会沉积在受热面上，对受热面腐蚀很明显。
1.链条锅炉给水应软化处理
提高链条锅炉给水的品质，不仅是一项重要的节能措施，而且是一项重要的安全措施。链条锅炉受热面上的水垢极大地降低了传热能力，水垢的传热系数仅是钢的1/30～1/40，水垢的平均厚度达1.5mm，链条锅炉的效率下降5%。
链条锅炉给水应按链条锅炉运行管理规程要求严格进行给水处理，链条锅炉给水硬度小于等于0.03mmol/l。当原水硬度大于6.5mmol/l。由于原水水质原因，如果一级水处理达不到链条锅炉给水标准，可采取两级串联式钠离子交换系统。
另一方面应该加大凝结水的回收利用，把锅炉供出蒸汽做完工变成的凝结水进行集中回收，再用于锅炉的补水。既节约用水，又能提高锅炉的热效率。
2.重视链条锅炉给水的除氧和停炉保护
加强链条锅炉给水除氧一方面可以减缓链条锅炉面腐蚀速度，延长链条锅炉寿命；另一方面减少链条锅炉点状腐蚀几率，保证链条锅炉运行安全。区域供热链条锅炉停炉时间较长，一般在半年以上，停炉腐蚀问题尤为严重，所以应做停炉保养。
解析除氧装置简单，设备耗钢量低和成本低；钢屑除氧器设备简单，运行费用小。另外，采用良好的锅外除氧，辅以锅内加药水质调节，是防止链条锅炉腐蚀的最佳方式。供热链条锅炉非采暖季停炉应按链条锅炉保养规程认真保养，保养的方式有干保养法和湿保养法。
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四、控制系统自动化程度低
目前，区域供热链条锅炉自动化程度较低，现有的自动控制系统主要是保证链条锅炉运行安全，如安全阀、超温超压报警等。对于链条锅炉的运行工况基本没有自动化调节，“凭经验司炉”“看天烧火”是司炉工的法宝。司炉工人对链条锅炉最佳工况不了解，常常片面追求链条锅炉运行的安全性而忽略经济性，又缺乏链条锅炉监测的基本信息和自动控制的基本手段，往往链条锅炉的燃烧工况运行不良，热媒处于低参数下运行，链条锅炉出力为额定出力的30%～70%，以致链条锅炉运行的耗电和耗煤浪费严重。
提高链条锅炉自动化控制水平除了在微机监控系统监测链条锅炉运行的动态，还可以根据链条锅炉运行的目标指令自动跟踪调整运行参数，保证链条锅炉安全、高效运行。数据显示，相对手工调节，自动控制调节装置能够节能10%～20%左右。
五、链条锅炉房管理人员及司炉人员技术素养不高
目前，集中供热单位配备的链条锅炉房专业管理人员和专业司炉人员较欠缺，且司炉人员缺少必要的专业培训，司炉人员水平和使用与链条锅炉相适应的煤种是提高链条锅炉效率、减少链条锅炉能耗的两大瓶颈。司炉人员一方面司炉技术水平低，无法准确根据链条锅炉特点、煤特性高效进行链条锅炉调节，此外链条锅炉缺少必要的监测控制设备；另一方面重视安全运行，轻视链条锅炉节能降耗，以致链条锅炉运行能源浪费现象严重。在炉型、煤种等条件相同的情况下，由于运行操作水平的差异，链条锅炉运行效率可相差5～10个百分点，直接影响了链条锅炉的安全运行和节能降耗。
1.链条锅炉房实现专业化管理
引进和培养一批专业素养高的链条锅炉运行和管理队伍，在专业技术人员的操作下，链条锅炉的运行效率有较大的提高，链条锅炉的效率可达到75%，节能效益显著。
2.加强业务素质培训，引入竞争机制
专业队伍培养是一项重要任务，采用走出去和请进来的总体战略，加强专业队伍的培养。到运行管理先进的单位调研学习，以定期开设业务培训课程集体学习和“师带徒”的运行过程学习等多种形式，加强链条锅炉运行操作技能的掌握和全员安全节能意识的提高。建立节能运行的规章制度，定期开展链条锅炉运行事故处置、能耗分析、经济运行竞赛和各班组节能运行考核。另外，还可以采用对链条锅炉进行外委专业化运行管理，明确职责，加强运行监管，也是提高运行水平的有效措施。
六、区域供热燃煤链条锅炉房优化方案
区域集中供热是指在一定区域内，利用统一的供热管网为建筑物群体中的用户进行供热，从而满足用户的取热需求。区域集中供热系统主要有用户端设备、输送管道、热源等几部分组成，其中，热源是区域集中供热最重要的部分，因此，在进行区域集中供热设计时，合理的优化配置热源有十分重要的意义。
1.燃煤链条锅炉设计
在进行燃煤链条锅炉房设计时，首先要保证燃煤链条锅炉的数量符合热负荷变化，并确保燃煤链条锅炉房不管是在低热负荷运行状态下，还是在高热负荷运行状态下，都能安全经济稳定的运行，一般情况下，单台燃煤链条锅炉的工作负荷不能小于额定符合的60%。其次，在确定燃煤链条锅炉的容量时，要对热负荷大小进行详细的分析，如果热负荷比较大，则要适当的增加燃煤链条锅炉的容量，同时考虑到长期热负荷增长需求，需要在燃煤链条锅炉房发展端预留出扩建、安装链条锅炉的位置，从而满足长期供热需求。最后，对于同一个链条锅炉房中的燃煤链条锅炉，要尽量保证燃煤链条锅炉的容量、型号相同，并整齐的布置各个燃煤链条锅炉，这样不仅能确保链条锅炉房的整洁，还能为燃煤链条锅炉房的运行管理维护提供方便。
2.集中供热系统形式
对于城市集中供热系统，采暖热负荷是十分重要的一个部分，在进行区域供热燃煤链条锅炉房优化时，要注重对供热系统进行调整，这样才能为获得良好的供热效果。在调节供热系统时，要根据室外温度变化对供热热负荷的影响进行，同时根据热源与热用户的连接情况，可以将供热系统分成两种情况，一种是直接连接供热系统，另一种是间接连接供热系统。
对于直接连接供热系统，是用户直接在热水网络中进行取热，对于小型供热系统来说，其热网系统比较简单，供热半径比较小，供热负荷也比较低，在这种情况下，供热系统的热力工况、水力工况都能实现统一调节管理，这时采用直接连接供热形式能获得良好的供热效果，同时直接连接供热系统具有投资成本小、建设周期短等特点。
间接连接供热系统是将热网供水管中的热水引入热力站的换热器中，用户从热换器中取热，用户系统和热水网络是两个单独的系统，因此，这种供热形式称为间接连接供热。对于间接连接供热系统，需要在建筑热网中设置热用户循环水泵、换热器等设备，这就会增大间接连接供热系统的造价，但采用间接连接供热系统进行供热时，用户取热与一级网络处于分离状态，一级网络能设置成大的供水温度和供回水温差，这就能有效地降低一级网络的供热循环水量，减少了一级网络的初期投运费用。从管网水力平衡上面看，利用间接连接的供热形式进行系统供热时，当用户的用热量发生变化后，只需要调节用户的二次侧即可，这就能有效地防止发生一极供热系统出现水力失调的情况。
3.热源位置设计
对于区域集中供热燃煤链条锅炉房的位置，可以设置在区域中心，也可以设计在区域的下风口位置，即区域集中热源可以分为中心热源和周边热源两种情况。对于中心热源，在改造工程中有比较广泛的应用，可以从热源引出管道，为热用户提供热量，从而满足用户的用热需求；对于周边热源，在新建中也有比较广泛的应用，由于燃煤链条锅炉在产热过程中，需要燃煤，从而产生烟气对环境造成污染，因此，从环境保护的角度看，要尽量将燃煤链条锅炉房设置在下风口，同时要考虑对燃煤链条锅炉进行烟气环保设施的投入，达到国家的环保要求。
七、结束语
随着现代化城市建设速度的不断发展与步伐的加快，区域供热系统已经发展成为城市能源建设中的一项基础设施。从节能环保要求的角度上来说，低碳化的发展理念对区域供热系统提出了非常系统的目标。根据区域供热的实际情况，选择经济上理想，效益上最优，环保技术上先进的供热热源配置方式，对于保障区域供热系统的稳定运行、环保经济意义显著，值得重视。
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论文作者:井雁红
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/10
标签：链条论文; 锅炉论文; 区域论文; 系统论文; 燃煤论文; 热源论文; 集中供热论文; 《建筑学研究前沿》2017年第7期论文;