锅炉能效测试中的质量控制探讨

王试元(海南省锅炉压力容器与特种设备检验所， 海南 海口 570203)

锅炉能效测试中的质量控制探讨

王试元(海南省锅炉压力容器与特种设备检验所， 海南 海口 570203)

本文简单介绍了工业锅炉能效现状，对在用工业锅炉能效测试方法进行了概述，并就锅炉热效率有关问题及提高锅炉热效率措施展开探讨，以供同仁参考。

锅炉能效测试；测试质量；控制措施

1 工业锅炉能效的现状

锅炉是国民经济发展中重要的热能来源，为冶金、电力、食品、化工等行业和工业、民用供应了大量热能，可它所消耗的煤炭量已超过建材、钢铁、石化等行业，跃居国内能源消耗排放第二，带来了严重的污染和能源消耗问题。而目前大多数锅炉企业都专注于对锅炉本体进行设计，忽视了对燃烧设备的探究，使得减排、环保、调节及检测等均有很大程度的落后，因此在锅炉的燃烧、热传递、废气处理、水处理及回收预热等方面，和发达国家相对已大大滞后，在能源消耗方面却比其他发达国家高了很多。

2 工业锅炉能效测试方法

对于锅炉定型产品能效测试和运行工况详细能效测试：

(1)应用正平衡法对电加热锅炉、下饲式锅炉及手烧锅炉进行测试；(2)用反平衡法对额定蒸发量(额定热功率)不小于20t/h(14MW)的锅炉进行测试；(3)同时，测试中采用正反平衡法对其余锅炉进行测试。注：锅炉热效率可以通过计算各种热损失来间接确定，就是热效率的反平衡测量法，计算方法为：

式中：q2为排烟热损失；q3为气体未完全燃烧热损失；q4为固体未完全燃烧热损失；q5为散热损失；q6为灰渣物理热损失[1]。对于运行工况简单能效测试采用反平衡法进行测试。

3 锅炉热效率有关问题及提高锅炉热效率措施

通过分析工业锅炉的热效率可以知道，对锅炉热效率产生影响的主要是以下因素：灰渣物理热损失；固体未完全燃烧热损失；气体未完全燃烧热损失；排烟热损失；散热损失等。在实际运行中，可以对锅炉热效率损失的问题进一步完善和改进。

3.1 科学操作运用

大部分锅炉操作员在实际操作中都没有考虑设备的实际特性，依据个人的经验工作。而事实证明，锅炉效率会受到锅炉排烟温度高低的直接影响。要想排烟温度控制在经济合理的水平下运行，主要需要平衡好排烟温度和送风量之间的关系，就是要将过量空气系数控制好。如果炉内有着过小或过大的空气系数α，锅炉效率都会降低。通常情况下，空气系数α增加排烟热损失也会随之增大，然而空气系数α降低机械、气体不完全燃烧产生的热损失随之降低。只有空气系数α太大，炉内燃料停留时间减短，炉温大幅降低时例外。针对排烟热损失，最佳的过量空气系数是气体、固体不完全燃烧热损失之和为最小的值，这个数值使得锅炉的燃烧效率较高。加强锅炉吹灰和增大氧气浓度等措施，可以有效减低锅炉运行时受热面积灰、炉膛结焦带来的温度升高的问题，使得排烟温度显著降低。锅炉效率在排烟温度每降100℃时就会提升1%，当锅炉的某些受热面上积灰、结垢及结渣时，就会降低受热面和烟气部分的传热量，就会提升锅炉的排烟温度[2]。所以，必须要经常清洁受热面，才能使得锅炉的经济运行得以保证。

3.2 合理选用煤炭

工业锅炉有不同的燃煤来源，存在煤类太多、煤质较差的问题，所以煤的颗粒及燃用热值等指标也不一样，给锅炉固体未完全燃烧带来影响，与锅炉设计的煤种要求不相符，使得锅炉热效率降低。劣质煤有着低挥发份、高灰份及发热量低的缺点，在燃烧此类煤时，应把一次风量减小，将一次风温升高，尽量使得火焰中心降低，让排烟温度及炉膛出口温度降低，使锅炉效率进一步提高，所以要尽量选择适合锅炉设计的煤类品种，当改变了煤的品种后，锅炉的燃烧状况也会随之发生变化。锅炉设计煤种的要求无法被满足时，煤层的厚度和风煤配比应根据燃煤性质进行调整，煤炭的颗粒细度需控制好，才能使得着火燃烧的速度加快，使得炉内燃烧增强；当煤炭燃烧时间延长后，煤炭的完全燃烧才能得以保证。二次回风系统也可以加以采用，这样不仅能够充分燃烧燃料，还能使炉内的温度降低，让炉内受热的利用率提升，采用该系统可以让锅炉的热效率提升5%至10%，大大节省了能源[3]。

3.3 完善锅炉房管理

很多在用锅炉都处在低负荷的运行状态的主要原因是：第一，设计院和用户在选用锅炉时，考虑到今后的发展需要，或者过度强调满足最大负荷等因素，所选锅炉的容量和台数往往超过实际需求很多，造成系统能力配置冗余较大，实际运行中各单机设备又长期处于低负荷状态，运行效率偏低，对锅炉设备的设计选型不合理。第二，对输送管道(热水管道、蒸汽)及热交换器、热水箱等锅炉房内设备的保温工作不够完善，对锅炉房的管理不够规范，使得周围空气的散热增大，使得能源消耗进一步增加。第三，锅炉在运行一段时间后，烟道上、炉膛内和其他部位都会有烟灰粘附，与水垢类似，烟灰也有着较差的导热性，会使热效率降低，能耗增加，所以维护人员应定期对锅炉水垢及受热面上的烟灰进行清除。第四，管理人员和操作人员能力不足，应加强培训和教育锅炉节能知识，规范其锅炉的操作，维护及保养，对能源要节约使用，让锅炉的热效率最大化。

4 结语

总而言之，锅炉产业随着我国经济提升得到了快速发展，然而目前能源短缺消耗大的情况，使得工业锅炉的质量控制工作势在必行，研究怎样提高在用工业锅炉能效测试中的热效率问题，提出有效的措施，降低锅炉热损失，使得锅炉热效率进一步提升，从而让工业锅炉运行更为高效。

[1]浦一梅.锅炉能效测试中检测质量的控制[J].科技展望，2015，(03).

[2]陈晓梅.研究锅炉能效测试的必要性及检测质量控制[J]. 能源与节能，2014，(03).

[3]马骏.锅炉能效测试中检测质量的控制[J].中国新技术新产品，2016，(08).