锅炉及供热系统的节能降耗的有效措施分析

摘　要：锅炉及供热系统的节能降耗与燃料、锅炉燃烧和锅炉本身有关，本文从燃料燃烧、热量传递及锅炉日常维护、保养几方面，总结出了一系列供热系统节能的措施和方法。

关键词： 锅炉, 供热系统, 节能 , 措施
锅炉及供热系统在能源消耗系统中占有很大的比例，锅炉燃烧消耗的煤炭是我国的主要能源，据不完全统计一年耗煤量约占我国煤炭产量的三分之一左右，我国住宅建筑面积采暖能耗约为发达国家的3 倍，居住区供热系统热效率低,进行集中供热的节能研究,对降低供热能耗、提高供热企业的经济效益有着重要意义，提高锅炉的热效率，降低锅炉及供热系统的热损耗，是节约能源、缓解能源供需之间的不平衡的一项十分重要任务。　　 
一、燃料的质量与燃烧管理的重要性
　　1、做好燃料的储备和配放
　　国家规定燃煤的装、运、堆放损失应小于或等于2%。煤应按差别堆放，做好防风雨措施，减少自然损耗。燃煤存放在露天场地,未经压实,雨、雪、风侵蚀后,煤的可燃成分会流失风化。因此,建造大型储煤场,把不同品种的煤分类堆放在煤场,必要时可以实行煤种搭配入炉燃烧。并且应控制好燃煤的存放时间，不应超过六个月,减少燃料损失,保持燃烧时煤质和煤粒细度相对稳定。
　　2、确保燃料质量把好质量关
　　燃料管理十分重要，特别是原煤的质量关。①对原煤的要求是:a.低位发热量不得小于25000kJ/kg;b.含灰量必须小于等于30%,含硫量必须小于等于15%;②原煤粒度、水分应达到一定的要求。购买含挥发分高而灰分、硫分少且黏性较强的煤,这种煤产生的烟尘和SO2少。如果煤中含灰分多,则煤易细化,细小的炭粒子就容易被气流吹起而形成烟尘。在干燥的煤中搀入5%~10%的水,可以增加煤的粘性减少炉膛未完全燃烧损失。
二、锅炉及供热系统的节能措施
　　众所周知，燃料的燃烧有三要素：a、炉堂内具有充分的氧气；b燃烧时达到燃点温度；c燃料与氧气进行高温化学反应的时间。为了提高燃料的燃烧率促进燃料的充分燃烧，建议采取以下几点措施：　　　　　　　　　　　　　　　　　　1、采用合理的调节风量，以此来为燃料燃烧时供应充足的氧气
　　燃料在锅炉内燃烧时，若燃烧过程不同，燃烧情况也不同。例如：燃料在链条炉排的锅炉中燃烧，锅炉的内部是管式走火方式，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的空气量减少，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，使燃料在燃烧区充分的燃烧，对提高锅炉的热效率，达到节能的目的是很重要的。
　　2、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，即结垢现象主要物质为CaCO3等沉淀物质。这是无法避的。根据统计，锅炉结垢1mm厚度，就要增加燃料消耗的3%，而且锅炉结垢后对锅炉安全运行也极为不利，结垢严重的话容易造成锅炉爆炸，造成设备和人身财产的损失。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。当前是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。如果有必要的话，大中型锅炉水处理中还可以采用真空除氧，真空除氧比大气式热力除氧可省大量燃料，提高锅炉效率，所以是大中型锅炉有效的水处理方式，安装后不但可以大大提高联合站锅炉燃烧的热效率，而且可以提高联合站锅炉安全生产，降低安全隐患。
　　3、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。利用二次回风系统效果十分显著。据测算，利用二次回风系统的锅炉热效率可提高5%-10%左右。
　　4、对锅炉燃烧采用微机控制，实现燃烧过程控制自动化
　　为适应锅炉的负荷变化。锅炉工热过程要不断变化，为了减少因操作不当对燃烧的影响，对锅炉燃烧采用微机控制。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、采用科学的方法使锅炉热效率最高而各项热损失最小。
　　锅炉热效率是指单位时间内锅炉总有效利用热量占送入锅炉总热量的百分比。计算公式:=[100(q2+q3+q4+q5+q6)]%(1)。式中：q2为排烟热损失;q3为气体(化学)不完全燃烧热损失;q4为固体(物理)不完全燃烧热损失;q5为散热损失;q6为灰渣物理热损失，我国工业锅炉热效率设计值不低,有的能达到80%以上。鉴定热效率是按照国家标准规定进行的热工测试值,它反映该锅炉在某一稳定工况下的性能。而锅炉运行热效率是指锅炉在正常运行状态时的效率,这个值一般低于设计效率和鉴定效率。运行效率的高低反映锅炉的经济效益和节能效果。从热效率公式可以看到,提高热效率的途径在于减少各项热损失。合适的空气系数是保证燃料充分燃烧、提高锅炉热效率的重要条件之一。空气量不足或过多会导致炉膛温度太低、空气与可燃气体混合不良、可燃气体来不及燃尽就被排走,从而增大q3。空气量过大还增强锅炉内部的空气流动,并将一部分未燃尽炭粒带走,不但影响了燃烧效果,增大q4,同时提高了排烟温度,加大了q2。此外,空气过剩还将影响消烟除尘效果。在燃烧过程中,由于空气量控制不当,燃料与空气混合不好,导致挥发分析出炭黑而形成黑烟,同时使排尘浓度升高。因此,空气量是锅炉燃烧过程和除尘过程中十分重要的参数,必须有效地解决锅炉配风、锅炉漏风和烟(风)道的漏风问题。
三、锅炉自身保养与维护
　　锅炉运行时，由于不当，对热效率影响也很大。为了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，而以化学方式应用较广。化学清灰剂是用硝酸钾、硫酸混合粉末组成，使用时用高压空气喷入炉膛与烟灰起化学反应，使灰垢变的松散而脱落。
　　2、由于锅炉及供热系统温度比环境强度高得多，使锅炉本体及供热系统向周围放热而产生的损失在所难免。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，所以热力管路的绝热保护必须妥善处理。对使用热水管道集气罐排气时，尽量使用自动排气阀或密闭关锁阀门，避免用户乱开阀门放热水。另外经常检查供热体统中阀门，接头及散热器，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和成本管理两方面，在技术管理方面应根据具体情况尽可能的设置完善的管理系统。如燃烧中应有取样装置，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。蒸汽和水是锅炉房的产品，产量要有计划，分析要有计量。锅炉设备维护管理也是十分重要的，停炉时要有检查制度，并派专人维修，对操作人员要加强节能意识的教育，形成一个人人讲节能，人人关系节能的局面。总之，在采暖系统正常运行之后，要加强整个供热系统的维护管理，及时发现问题、及时妥善解决，以保证采暖整体系统工程正常运行
　　通过以上分析得出结论，节能是一个综合系统工程，供热系统的运行，锅炉燃烧的节能保证措施涉及多个方面，要避免人为的随意性和盲目性，应根据各不同情况进行选择节能措施，但在保证系统完整的条件下，做好燃料燃烧，日常维护很重要，从而达到和实现区域锅炉房集中供热节能降耗的目标。
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