锅炉节能改造技术研究及实践

何龙起　赵宏远　铁起

【摘 要】本文从锅炉结构改造、燃烧系统改造及运行管理完善和配套系统优化三个方面简要概述了现有的工业锅炉改造技术，提出了实现中小型锅炉系统节能改造的对策及改造过程中应注意的事项，对中小型锅炉节能改造具有一定的指导意义。

【关键词】锅炉；节能改造；技术

0 引言

锅炉作为工业和社会的必需品，在国民经济和社会发展中占有重要的地位。目前，我国锅炉仍然是以燃煤为主，每年消耗的煤炭约占我国煤炭消耗总量的三分之一。其中，中小型燃煤锅炉占工业锅炉总台数的80%以上[1]，而锅炉实际运行效率比设计效率低约20%，能源浪费严重，节能潜力很大。本文对工业锅炉的节能减排技术和实践方面的问题加以分析。

1 锅炉节能改造现状

为提高锅炉的经济性与安全性，锅炉节能改造已经越来越受到企业的重视。然而锅炉系统节能改造并非单一的设备改进，而是锅炉本体结构、配套设备、管网等整个热力系统的节能改造。我国工业锅炉逐步向增大容量、热电联产、烟气脱硫脱硝、提高自动调节和控制的程度等方向发展。目前，对工业锅炉的节能改造技术主要从以下三个方面着手。

1.1 锅炉系统改造

①烟气余热回收：通过在烟道内安装省煤器、空气预热器回收烟气余热，以提高锅炉给水温度和燃用空气温度，并降低排烟温度，达到锅炉节能减排、提高热效率的作用。②冷凝水与废蒸汽回收：充分利用冷凝水和废蒸汽，可以节省锅炉燃料，减少排污量，减少锅炉软化水补充量，减少软化水处理量。③设置蒸汽蓄热器：利用蓄热器使锅炉蒸汽保持正常负荷下运行，消除负荷波动对锅炉燃烧和热效率的影响。④采用真空除氧：真空度维持在7998Pa时，给水温度只需加热到60℃就能达到除氧目的，既能节约蒸汽，又可以减少排烟损失。

1.2 燃烧系统改造

采用分层给煤技术；改造炉拱；采用分段送风并安装调节风门；采用二次风强化气流燃烧；将链条炉改造为煤种适应性强、负荷调节比宽、烟气污染物少的循环流化床锅炉；改造炉墙减少热散失；实现燃烧自动化等。

1.3 运行管理完善和配套系统优化

包括锅炉房设备运行操作、维修及保养管理，水质管理，锅炉和辅机配套实现给料、着火、燃烧、燃尽和物料流动畅通；配备锅炉仪表控制系统等。现有的工业锅炉节能改造技术虽然丰富多样，但并不能适应于所有锅炉的改造。不同型号、不同工况下运行的锅炉适宜采用的改造方式不同。例如，同样是链条炉的改造，额定蒸发量10t/h及以下链条炉改造应采用鼓泡流化床燃烧方式，而额定蒸发量35t/h及以上链条炉改造宜采用循环流化床锅炉[2]。尤其对于中小型工业锅炉，因其炉型、使用工况各有不同，运行管理水平参差不齐，涉及的设计和选型差别也很大，能源综合利用要求各种热力参数互相耦合，单独采用某项通用节能措施只能是顾此失彼，远远不能达到能源的高效综合利用。

2 节能改造的流程

2.1 前期诊断

前期诊断是进行锅炉系统节能改造的基础，整个改造方案必须根据项目前期诊断的结果及相关原因来确定。前期诊断包括对企业蒸汽需求量、管道布置及输送效率、余热回收情况、原锅炉系统存在的问题及运行工况、燃料的质量及消耗量、锅炉房运行管理水平等方面进行具体分析，确定锅炉热效率低、能源浪费及不安全状况出现在哪些环节，并得出相应诊断报告。

2.2 改造方案和技术及可行性分析

根据诊断报告及相关改造技术确定改造具体环节；对不同改造技术的局限性、适应性及经济性进行对比分析，选择出最适合的改造方法。锅炉系统综合改造要求所有热工参数能有效匹配，同时要考虑动态变化，做到时间上能同步，空间上物理性能允许。另外还需对整个改造方案和技术进行可行性分析，包括技术上的可行性、时间上的可行性（对于在用锅炉需考虑改造时间带来的损失）、经济上的可行性（包括经济投入及改造后的经济效益）等，得出相应的改造方案报告、改造图纸及可行性分析报告。改造方案和技术及可行性分析是整个改造过程的核心。

2.3 改造实施

改造方案的具体实施过程是完成整个节能改造项目的保障。设备及材料的选择，规范化施工过程的保证等都关系到最终的节能效果，关系到整个项目的成败，必须按照已确定的方案，快速、规范、有效的实施，并保证整个实施过程安全进行。

2.4 调试及运行管理

改造完成之后应先调试一定的时间，并进行监控、记录相应数据，通过分析计算，检验改造是否合格、节能效果能否达到预期值。节能改造的落脚点是改造效果，只有经过调试和未来运行过程中的监控、计算，才能确定改造是否成功。根据对比分析，良好的运行管理可节能5%以上。对于改造成功后的工业锅炉，要针对其设置尽可能完善的管理系统。操作工必须进行岗前培训和日常定期培训，管理人员需掌握新系统的特点及相关原理，对整个锅炉系统科学管理与维护（包括锅炉结构、燃烧调节、水质处理、煤质管理、炉墙及管网保温等）。

3 实现节能改造的对策

3.1 加强企业节能减排的意识，提高企业对锅炉节能改造积极性

很多中小型工业锅炉用户，只注重当前锅炉运行所创造的利益，并没有从长远角度考虑锅炉节能所带来的巨大经济效益，更不愿承担节能减排的社会责任。应该加大工业锅炉节能减排的宣传力度，创新宣传的方法，用一些改造比较成功的案例来吸引、指导用户参与到节能改造中来。对于一些锅炉使用比较集中的区域，鼓励企业联合起来发展集中供热或热电联供，减少中小型锅炉数量，提高热效率。

3.2 提高工业锅炉运行管理水平和操作人员技能

中小型锅炉用户也应配备合适的管理人员和操作人员，并对其进行相关知识和技能的强制教育和有针对性、系统性的培训；建章立制，加强检查、考核，此外，行业内还可以推广行之有效的管理及操作人员上岗培训机制、能力强化提升机制、技术交流平台等，提高工业锅炉运行管理水平和操作人员技能，提高此类人员的节能减排意识，杜绝工作中锅炉系统的“跑、冒、滴、漏”，加强排污、吹灰、防止结焦或结渣、加强水质管理等，并积极为企业的节能改造提出建议。

3.3 广纳人才，重视人才

进行锅炉改造过程中应按需配备相关人才，让更多具有专业技能的人士融入到锅炉系统改造中来，为改造提出新思想、新思路，提高节能改造技术水平，促进中小型工业锅炉节能改造的全面发展。

3.4 依靠节能公司进行改造，推行合同能源管理模式

随着科技的进步，节能公司发展迅速。改造技术单一化的节能公司，也在慢慢的增加节能技术的种类，提高综合能力。节能公司只有为企业提供适宜的专业性技术，真正为企业提高经济效益，实现锅炉经济、安全运行，才能达到双方共赢的目的。合同能源管理（EPS）是新型的市场化节能机制，这种方式的主要特点和优势是：不需要客户投资，设备及技术投资全部由节能公司负责，客户用节约的费用，支付给节能公司做投资收益，合同期满后，所有的节能设备及节能效果归客户所有。这种合作方式现在已经比较成熟，在建筑节能等领域得到了广泛应用，目前也逐步应用于工业锅炉节能领域[4-5]。对于中小型工业锅炉系统节能改造企业，倡导合同能源管理模式可以大大降低投资风险。

3.5 改善锅炉用煤措施

目前，工业锅炉以燃用散煤为主，清洁燃料比重小。煤炭工业能够提供的经过洗选和筛分的燃煤比例不到原煤供应的20%，而且主要用于炼焦行业，用于工业锅炉的动力配煤的比例极低。目前，不同类型的工业锅炉基本上都适合于燃烧特定尺寸的粒煤。但链条炉排锅炉燃用的散煤是由不同粒度的煤混合而成的，许多粘结性、结焦性很强的煤也被用于链条锅炉。这些煤在入炉过程中受热膨胀，随即粘结在链条上，阻碍了空气畅通。基于此，应该从国家能源战略管理和技术管理的角度规范各行业的燃料消费政策，具体来讲可从以下几方面入手[3]：对于城市生活锅炉以燃用清洁燃料为主，新能源为辅，如燃用油品和天然气、煤气、液化气等清洁燃料；对于城镇生活锅炉以燃用生物质可再生燃料为主，如燃用生物质颗粒燃料；对于城市工业锅炉以燃用动力配煤（按粒度分级供应）为主；对于大容量的集中供热热水锅炉允许使用炉前筛分和成型的混煤配煤；另外可根据本地区资源条件推广型煤、水煤浆、煤炭液化、煤炭气化等洁净煤技术。

4 结语

要贯彻落实工业锅炉的节能减排政策，中小型工业锅炉是重中之重。中小型工业锅炉系统节能改造的实现具有其特有的难度，应该引起整个行业的重视。企业应该多从长远利益着想，提高节能环保意识，对于不经济、不安全的锅炉应及时选择改造；节能公司应该加强多方合作，注重提高自身的创新能力和管理能力，拥有全面、有效、实用的节能技术，为有需要的企业提供切实、可行、可靠的锅炉系统节能改造方案；有志于工业锅炉节能减排工作的工程技术人员也应为工业锅炉的节能环保献计献策。我国工业锅炉节能改造任务长远而又刻不容缓，既要推进用现有技术加快改造，也要不断研究更科学、更有效的技术，实现在发展中不断改造，在改造中促进发展的快速前进模式。

【参考文献】

[1]张海英.中小型工业锅炉节能改造技术浅谈[J].应用科学技术，2009（5）：106- 109.

[2]胡玉龙，孟庆，芮江，等.在用工业锅炉节能运行与改造[J].应用能源技术，2009（3）：15-17.

[3]许金花，梁伟，杨元璋，等.工业锅炉合同能源管理模式探索[J].能源与节能，2011，68（5）：7-8.

[责任编辑：王楠]