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摘要：我国在工业锅炉节能领域存在较大的发展潜力，因此，我们需要不管研究和总结目前工业锅炉节能过程中存在的问题，并有针对性地解决这些问题，以期提高工业锅炉的节能效率。
关键词：工业锅炉；节能措施；问题
中图分类号：TE08文献标识码： A
1前言
能源危机已经成为制约全球经济发展的主要因素，在各国的GDP快速增长的背后是生态环境的不断恶化。尤其是中国，能源效率和单位产值能耗都无法与发达国家相媲美，但是换言之，我国尽管经过五十多年的努力，在能源事业取得了巨大的发展，建成了居世界第二位的能源体系，但能耗之大也同样令人瞠目。因此，节约能源、提高能源利用率乃当务之急。在我国，为了与发电用大型锅炉相区别，一般把应用于生产、生活等方面的各种容量、压力、温度的蒸汽锅炉和热水锅炉归为工业锅炉。我国既是工业锅炉生产大国，也是使用大国。中国工业锅炉量大面广，平均容量小，且以燃煤为主。由于锅炉运行效率不高，能源浪费相当严重。另外由于工业锅炉排放大量烟尘以及SO2和NOX等污染物，成为我国大气主要煤烟型污染源之一。因此工业锅炉成为我国开展节能降耗、提高能效、减少污染的主要对象之一。
2我国在用工业锅炉节能状况和存在问题分析
我国工业锅炉中，燃煤锅炉占锅炉总数的80%左右，燃油燃气及电热锅炉所占比例不大，但呈逐年增长的趋势。煤的燃烧方式以层燃为主，蒸发量≥1t/h，主要采用链条炉排，分段不连续调风，蒸发量≤1t/h，基本上为固定炉排，自然通风。流化床及水煤浆等高效清洁燃烧方式正越来越受到人们的重视，流化床锅炉与层燃锅炉的容量比约为1/7，基于这种构成的我国在用工业锅炉具有下列基本特点:
2.1热效率低
一般估计，我国工业锅炉的热效率比发达国家低15%~20%，这是因为作为我国工业锅炉主体的层燃炉平均热效率只有60%左右，有的还不到50%，锅炉实际运行效率要比设计效率或鉴定效率低10%-15%。目前企业所使用的工业锅炉基本为中、小型锅炉，其排烟温度长期在180℃~200℃之间，热量流失非常严重。工业锅炉的燃煤由于来源不同，导致煤的种类多变、煤质较差，其颗粒度、成分等也有所差别，因而无法保证炉膛内煤的着火时间及其火焰高度。
2.2锅炉运行自控装置水平低
锅炉要想平稳运行，就必须加强监测仪表等相关配置，不管提高节能燃烧方面的自动化水平，但是与发达国家相比，我国这方面仍然有所欠缺。有些锅炉在节能燃烧方面自动化水平不高，仅有一些为保证锅炉安全运行的基本功能，如高低水位报警及联锁保护、超压报警装置等，个别中小型工业锅炉甚至没有这些功能。对于燃煤锅炉燃烧工况基本没有自动调节，主要依靠司炉人员凭经验观察调节，片面侧重安全燃烧忽视了节能经济燃烧，以致锅炉运行效率普遍偏低，缺乏基本的自动控制，控制仪表不合适，运行调整不佳，在这些因素相互作用下导致过高的机械不完全燃烧损失和排烟热损失。
3 提高工业锅炉节能效率的措施
3.1有效提高锅炉热效率，降低热损失
热损失是导致热效率低下的主要原因，而在众多的热损失中，排烟和机械不完全燃烧热损失所占比重最大，是锅炉效率的决定因素。因此，有效地控制排烟热损失和机械不完全燃烧热损失是提高锅炉热效率的重要途径。
3.1.1有效地控制排烟温度
根据测定，在相同的燃烧强度和空气过量系数的条件下，当排烟温度每升高10℃时，热效率就将降低0.42%(α为1.1时)～0.73%(α为2时)。一般来说，排烟温度低，热效率相应高，经济效果好，但排烟温度过低，会造成锅炉尾部受热面的烟气结露，产生低温腐蚀及堵灰。因此，在锅炉的使用过程中，应对排烟温度进行监测，一旦出现锅炉排烟温度不正常上升或下降，应分析原因，调整燃烧。
3.1.2控制合适的过量空气系数
过量空气系数应该努力维持在既定运行负荷条件下的最佳值，过量空气系数过低，燃料燃烧缺乏空气，使化学不完全燃烧损失和机械不完全燃烧损失加大。一方面使烟气量增加，使排烟热损失加大;另一方面使炉内温度降低、燃烧恶化，使机械不完全燃烧损失和化学不完全燃烧增大。因此要尽量控制锅炉及烟道的漏风量、合理控制鼓、引风量。控制合适的过量空气系数，可以在锅炉尾部加装氧量表，通过测量烟气中氧含量来实现，如能实现燃烧自动化，是获得最佳过量空气系数的最好办法。另外还要采取合理的措施根治漏风，如对除渣机要进行水封，对炉墙漏风可以将轻型炉墙改为重型炉墙等。
3.1.3控制机械不完全燃烧热损失
机械不完全燃烧热损失是锅炉最主要的热损失，它是指包含在灰渣、飞灰及漏煤中未燃烧的碳造成的损失，它与燃料性质、燃烧设备及炉内燃烧工况有关。在实际运行中，机械不完全燃烧热损失的增长速度与炉渣含碳量的增长速度基本一致。通常每当增加质量分数为2.5%～3%的炉渣含碳量，就要多消耗约1%的燃料。因此，炉渣含碳量是锅炉燃烧的重要技术经济指标之一。控制炉渣含碳量，一要尽量选用符合锅炉设计要求的煤种，燃料颗粒尽量均匀;二要强化锅炉的燃烧，改善锅炉燃烧状况。
3.1.4提高水质有效促进热能转换
工业锅炉长期运行后，会发生结垢现象，严重影响热能转换，据有关试验测定，水垢的热阻是钢板的40倍，灰垢的热阻是钢板的400倍，因此要建立及建全锅炉水质管理和定期的除灰制度，保证锅炉用水的水质和锅炉受热面的清洁，以提高锅炉效率和设备使用寿命。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，采取先进的水处理技术是十分必要的。积灰对提高锅炉热效率十分有害，灰垢的热系数为0.1w/ m2.k，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。
3.2实现锅炉自动化控制
近年来，计算机技术的飞速发展为工业锅炉自动化技术发展提供了有力的支持，而且锅炉自动化是技术发展的必然趋势，计算机技术对锅炉运行可实现自动控制，安全，可靠性高，便于维护，改善员工的劳动条件，节能降耗，且目前趋向于与模糊控制技术经典HD控制相结合，对锅炉这一复杂的变量，非线性系统控制可同时具有控制灵，适应性强，控制精度高的特点，因此微机制技术在锅炉上应用前景十分广阔，值得应用推广。工业锅炉控制系统的节能改造有两类，一是按照锅炉的负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量，使锅炉经常处在良好的运行狀态。将原来的手工控制或半自动控制改造成全自动控制。这类改造，对于负荷变化幅度较大，而且变化频繁的锅炉，节能效果很好，一般可达10%左右。二是对于供暖锅炉，在保持足够室温的前提下，根据户外温度的变化，适时调节锅炉的输出热量，达到舒适、节能和环保的目的。实现这类自动控制，可使锅炉节约20%左右的燃煤。对于燃油、燃气锅炉，节能效果是相同的，其经济效益更高。
参考文献：
[1] 何心良.我国工业锅炉使用现状与节能减排对策探讨[J]. 工业锅炉. 2010(03)
[2] 王勇义.浅谈工业锅炉的节能减排技术[J]. 山西电力. 2007(06)
[3] 夏洁.工业锅炉节能的几种措施[J]. 甘肃科技纵横. 2009(02)
[4] 范旭.燃烧工业锅炉节能减排技术的分析[J]. 今日科苑. 2009(23)
关键词：工业锅炉；节能措施；问题
中图分类号：TE08文献标识码： A
1前言
能源危机已经成为制约全球经济发展的主要因素，在各国的GDP快速增长的背后是生态环境的不断恶化。尤其是中国，能源效率和单位产值能耗都无法与发达国家相媲美，但是换言之，我国尽管经过五十多年的努力，在能源事业取得了巨大的发展，建成了居世界第二位的能源体系，但能耗之大也同样令人瞠目。因此，节约能源、提高能源利用率乃当务之急。在我国，为了与发电用大型锅炉相区别，一般把应用于生产、生活等方面的各种容量、压力、温度的蒸汽锅炉和热水锅炉归为工业锅炉。我国既是工业锅炉生产大国，也是使用大国。中国工业锅炉量大面广，平均容量小，且以燃煤为主。由于锅炉运行效率不高，能源浪费相当严重。另外由于工业锅炉排放大量烟尘以及SO2和NOX等污染物，成为我国大气主要煤烟型污染源之一。因此工业锅炉成为我国开展节能降耗、提高能效、减少污染的主要对象之一。
2我国在用工业锅炉节能状况和存在问题分析
我国工业锅炉中，燃煤锅炉占锅炉总数的80%左右，燃油燃气及电热锅炉所占比例不大，但呈逐年增长的趋势。煤的燃烧方式以层燃为主，蒸发量≥1t/h，主要采用链条炉排，分段不连续调风，蒸发量≤1t/h，基本上为固定炉排，自然通风。流化床及水煤浆等高效清洁燃烧方式正越来越受到人们的重视，流化床锅炉与层燃锅炉的容量比约为1/7，基于这种构成的我国在用工业锅炉具有下列基本特点:
2.1热效率低
一般估计，我国工业锅炉的热效率比发达国家低15%~20%，这是因为作为我国工业锅炉主体的层燃炉平均热效率只有60%左右，有的还不到50%，锅炉实际运行效率要比设计效率或鉴定效率低10%-15%。目前企业所使用的工业锅炉基本为中、小型锅炉，其排烟温度长期在180℃~200℃之间，热量流失非常严重。工业锅炉的燃煤由于来源不同，导致煤的种类多变、煤质较差，其颗粒度、成分等也有所差别，因而无法保证炉膛内煤的着火时间及其火焰高度。
2.2锅炉运行自控装置水平低
锅炉要想平稳运行，就必须加强监测仪表等相关配置，不管提高节能燃烧方面的自动化水平，但是与发达国家相比，我国这方面仍然有所欠缺。有些锅炉在节能燃烧方面自动化水平不高，仅有一些为保证锅炉安全运行的基本功能，如高低水位报警及联锁保护、超压报警装置等，个别中小型工业锅炉甚至没有这些功能。对于燃煤锅炉燃烧工况基本没有自动调节，主要依靠司炉人员凭经验观察调节，片面侧重安全燃烧忽视了节能经济燃烧，以致锅炉运行效率普遍偏低，缺乏基本的自动控制，控制仪表不合适，运行调整不佳，在这些因素相互作用下导致过高的机械不完全燃烧损失和排烟热损失。
3 提高工业锅炉节能效率的措施
3.1有效提高锅炉热效率，降低热损失
热损失是导致热效率低下的主要原因，而在众多的热损失中，排烟和机械不完全燃烧热损失所占比重最大，是锅炉效率的决定因素。因此，有效地控制排烟热损失和机械不完全燃烧热损失是提高锅炉热效率的重要途径。
3.1.1有效地控制排烟温度
根据测定，在相同的燃烧强度和空气过量系数的条件下，当排烟温度每升高10℃时，热效率就将降低0.42%(α为1.1时)～0.73%(α为2时)。一般来说，排烟温度低，热效率相应高，经济效果好，但排烟温度过低，会造成锅炉尾部受热面的烟气结露，产生低温腐蚀及堵灰。因此，在锅炉的使用过程中，应对排烟温度进行监测，一旦出现锅炉排烟温度不正常上升或下降，应分析原因，调整燃烧。
3.1.2控制合适的过量空气系数
过量空气系数应该努力维持在既定运行负荷条件下的最佳值，过量空气系数过低，燃料燃烧缺乏空气，使化学不完全燃烧损失和机械不完全燃烧损失加大。一方面使烟气量增加，使排烟热损失加大;另一方面使炉内温度降低、燃烧恶化，使机械不完全燃烧损失和化学不完全燃烧增大。因此要尽量控制锅炉及烟道的漏风量、合理控制鼓、引风量。控制合适的过量空气系数，可以在锅炉尾部加装氧量表，通过测量烟气中氧含量来实现，如能实现燃烧自动化，是获得最佳过量空气系数的最好办法。另外还要采取合理的措施根治漏风，如对除渣机要进行水封，对炉墙漏风可以将轻型炉墙改为重型炉墙等。
3.1.3控制机械不完全燃烧热损失
机械不完全燃烧热损失是锅炉最主要的热损失，它是指包含在灰渣、飞灰及漏煤中未燃烧的碳造成的损失，它与燃料性质、燃烧设备及炉内燃烧工况有关。在实际运行中，机械不完全燃烧热损失的增长速度与炉渣含碳量的增长速度基本一致。通常每当增加质量分数为2.5%～3%的炉渣含碳量，就要多消耗约1%的燃料。因此，炉渣含碳量是锅炉燃烧的重要技术经济指标之一。控制炉渣含碳量，一要尽量选用符合锅炉设计要求的煤种，燃料颗粒尽量均匀;二要强化锅炉的燃烧，改善锅炉燃烧状况。
3.1.4提高水质有效促进热能转换
工业锅炉长期运行后，会发生结垢现象，严重影响热能转换，据有关试验测定，水垢的热阻是钢板的40倍，灰垢的热阻是钢板的400倍，因此要建立及建全锅炉水质管理和定期的除灰制度，保证锅炉用水的水质和锅炉受热面的清洁，以提高锅炉效率和设备使用寿命。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，采取先进的水处理技术是十分必要的。积灰对提高锅炉热效率十分有害，灰垢的热系数为0.1w/ m2.k，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。
3.2实现锅炉自动化控制
近年来，计算机技术的飞速发展为工业锅炉自动化技术发展提供了有力的支持，而且锅炉自动化是技术发展的必然趋势，计算机技术对锅炉运行可实现自动控制，安全，可靠性高，便于维护，改善员工的劳动条件，节能降耗，且目前趋向于与模糊控制技术经典HD控制相结合，对锅炉这一复杂的变量，非线性系统控制可同时具有控制灵，适应性强，控制精度高的特点，因此微机制技术在锅炉上应用前景十分广阔，值得应用推广。工业锅炉控制系统的节能改造有两类，一是按照锅炉的负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量，使锅炉经常处在良好的运行狀态。将原来的手工控制或半自动控制改造成全自动控制。这类改造，对于负荷变化幅度较大，而且变化频繁的锅炉，节能效果很好，一般可达10%左右。二是对于供暖锅炉，在保持足够室温的前提下，根据户外温度的变化，适时调节锅炉的输出热量，达到舒适、节能和环保的目的。实现这类自动控制，可使锅炉节约20%左右的燃煤。对于燃油、燃气锅炉，节能效果是相同的，其经济效益更高。
参考文献：
[1] 何心良.我国工业锅炉使用现状与节能减排对策探讨[J]. 工业锅炉. 2010(03)
[2] 王勇义.浅谈工业锅炉的节能减排技术[J]. 山西电力. 2007(06)
[3] 夏洁.工业锅炉节能的几种措施[J]. 甘肃科技纵横. 2009(02)
[4] 范旭.燃烧工业锅炉节能减排技术的分析[J]. 今日科苑. 2009(23)