锅炉节能范文1
【关键词】供暖节能；常压锅炉；研究
常压锅炉也被称为无压锅炉，具有造价低廉及使用安全等优势，目前在建筑工程中得到了广泛应用。建筑工程中的常压锅炉多采用水泵扬升式供暖系统，因此在工作时容易产生水泵扬程及耗电量大的问题，不利于实现建筑节能[1]。为了建设绿色节能建筑及改善建筑环境，则应重视供暖节能。本文分析了常压锅炉的供暖节能问题，旨在降低常压锅炉的能源消耗量及保护建筑环境。
1.建筑常压锅炉供暖的能耗分析
常压锅炉常被安装在建筑楼顶或楼底部位，为了确保常压锅炉能够顺利启动及运行，并确保供热系统处于满水位状态，则在设计供暖系统时必须在供水干管当中设置水泵。水泵可抽送热水，当水泵抽送的热水到达采暖系统当中的最高点时，供水余压及重力就会迫使回水重新回到锅筒。因常压锅炉中的水泵无法发挥循环热水的作用，只能起到扬升作用，所以在正常工作的过程中必须不断增大水泵扬程，以便补充无法循环的不足，且随着建筑高度的增加，所需的扬程也就越大。当扬程较大时就会引起电能消耗量不断增加，就一般情况而言，常压锅炉的耗电量比有压锅炉多2倍～7倍[2]。此外，由于常压锅炉的扬升式供暖方式为向上供暖，且需要在回水处设置两个阀门，因此不利于锅炉的保养维护，且会增加系统投资，如此一来，不但会对锅炉供暖系统运行的可靠性造成影响，同时也会因运行效率过低而导致能耗增加。此外，锅炉设备的供暖方式及燃烧效率也是影响能耗率的重要因素。
2.常压锅炉供暖节能分析
2.1采用向下供暖技术
常压锅炉中水泵扬程过大是建筑供暖节能中需要重点解决的问题，因此必须采取一定的措施减小水泵扬程，而向下供暖是减小扬程的重要措施，可以发现采用向下供暖模式是有效降低建筑常压锅炉能耗的有效途径。为了能够使向下供暖充分发挥节能作用，则应注意从以下两个方面入手。（1）可在常压锅炉的进水部位设置向下供暖的定压点，并将定压点的压力控制在0.045MPa左右，以免因压力过大或过小而对锅炉的正常运行造成影响。还应注意避免在供暖系统的回水部位设置自动式启闭阀及调节阀，无需设置启闭阀与调节阀的主要原因在于采用向下供暖技术时，无论水泵处于运行状态或停止状态，回水管当中的水均不会直接涌入到锅炉当中。实践证明，将常压锅炉中的启闭阀与调节阀卸除后不但可以使系统运行效率得以提高，同时还能方便维修、节省投资及减少能耗。（2）可在锅炉间设置膨胀水箱，当采用向下运行方式时水泵扬程无需随建筑高度增加而不断增大，因此可实现节能降耗。另外，安装膨胀水箱后以向下供暖的方式运行，能够将常压锅炉当中的扬升水泵转变为循环水泵，水泵在运行过程中无需提高静水压力，只需要克服回水管及供水管当中产生的阻力即可，这对于供暖过程节能的实现具有重要作用。
2.2调整供暖方式及降低炉灰的含碳量
对于建筑常压锅炉而言，要实现供暖节能，不但要减小扬程，同时还应改善锅炉供暖方式及降低炉灰的含碳量。（1）连续供暖、间歇调节是建筑常压锅炉供暖的主要方式，在进行连续供暖时所依据的供回水与室外温度曲线，在一般情况下，白天采用间歇的供暖形式，供暖时间为6h左右，夜间采用连续供暖形式，供暖时间约为12h；如气温较低，则昼夜连续24h供暖，当气温逐渐上升时，通常采用间歇调节的供暖形式。采用间歇供暖方式时，常压锅炉的供暖效率约为55%，而采用连续供暖方式时，锅炉效率相对较高，一般可达到70%左右，导致间歇供暖效率较低的原因为两次压火之间所燃烧的煤为无效供暖[3]。为了实现节能供暖，则必须对供暖方式进行调整，合理安排连续供暖与间歇供暖，尽量采用多台锅炉并联连续供暖方式，从而提高锅炉供暖效率。（2）降低锅炉炉灰的含碳量也可以实现供暖节能。在烧煤时，使水、渣、焦及煤的比例为3：1：4：8，从而使炉灰中的含碳量得以降低，实践证明采用以上配合比能够使常压锅炉燃烧效率提高10%以上。
2.3常压锅炉供暖节能实例分析
为了更深入的分析常压锅炉的供暖节能措施，本文将通过实例分析具体论述常压锅炉节能供暖技术。某建筑的总高度为18.4m，总层数为6层，建筑总面积为2640.4m2，锅炉房位于建筑地面。建筑工程中安装的常压锅炉为1台，水泵功率为15Kw，为常压燃煤锅炉，常压锅炉型号为CLSG0.35―95/70―W12，最大有效供热面积为3000m2，供热量均为0.2Mw，可作为建筑生活热水、通风及采暖供应的热源。供暖系统由2个环路组成，即上环路、下环路，每个环路均安装有2台循环泵，其中1台为大功率循环泵，另外1台为小循环泵，以便能够根据季节变化调整负荷。小功率循环泵的参数如下：N=8.0km，n=3000r/min，H=5.4m，Q=50m3/h；大功率循环泵参数为N=15.0km，n=3000r/min，H=10.2m，Q=102m3/h。锅炉房当中的膨胀水箱被设置于最高点处，膨胀水箱的底部直接连通锅筒，上部则是处于开口通气状态，因此可容纳膨胀水量及实现系统补水；散热器的正常工作压力为1MPa，为了使环路之间产生的阻力实现平衡，则在常压锅炉的出水管路上安装调节阀，以便有效调节阻力。此外，为了避免因透气管当中的水汽蒸发而造成热能损耗，本工程将热水供应的温度控制在90℃左右。采用向下供暖的运行方式时，发现常压锅炉动水压变化曲线比有压锅炉变化曲线低，有效实现了节能供暖。
3.结束语
综上所述，常压锅炉是建筑工程供暖体系当中的重要组成部分，只有采用有效的措施降低常压锅炉能耗，才能有利于加快绿色节能建筑的建设进程及有效保护建筑环境。由于常压锅炉的供暖节能问题涉及到多方面因素，所以为了能够实现节能供暖，不但应从常压锅炉设计方面入手采用多种节能工艺，同时还要优化供暖方式，如采用向下供暖技术及连续供暖方式等。此外，还应考虑到常压锅炉的种类，对于燃煤、燃气型常压锅炉，则应注意提高燃烧效率，对于电锅炉，则应降低电能损耗。
参考文献
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锅炉节能范文2
关键词：注汽锅炉；稠油热采；节能降耗；烟气余热回收；配风调节
注汽系统是油田稠油开采中最重要的组成部分，但它也是企业生产耗能最大的因素。近年来为了追求节能降耗生产、降低稠油开采成本目标，许多企业纷纷开始在注汽系统上采用并优化高新配套技术，提高注汽锅炉运行的经济效益，实现高效率能量转换，减少注汽成本在稠油热采过程中损耗总成本比重。这也是我国未来重质油高效勘探开发的主力发展方向。
一、注汽锅炉燃料及其热损失现状分析
如今注汽锅炉多采用原油作为燃料，它的损耗大，如果是以稠油热采集为例，它的操作成本构成中燃料费用就要占到整体的30%~50%。在日常生产角度来看，稠油热采的主要缺陷就在于炉管流段会积灰严重且容易遭到腐蚀，这些都严重阻碍了烟气冲刷翅片管，进而导致炉管传热效果降低，大幅制约了注汽锅炉的热效率。同时，锅炉的维修成本与安全性也因为炉管更换频率的提高而无法得到保障。从注汽锅炉的热损内容来看，它主要就包括了排烟热损、机械不完全燃烧热损、锅炉向外环境散热热损以及化学不完全燃烧热损，这些热损就占到了锅炉总损失的80%以上。注汽锅炉在设计燃气温度时一般都小于200℃，燃油温度小于250℃，所以在现阶段的实际生产过程中，锅炉的排烟热损已经超过设计要求太多，无法达到温度标准，而燃料排放到大气中的多余热量，不但造成了极大的能源浪费，也使大气造成严重污染。
二、基于热管技术的烟气余热回收与锅炉加热给水
1.问题提出。在稠油热采燃油过程中注汽锅炉的平均排烟温度会达到300~340℃左右，而燃气平均排烟温度也会达到220~260℃。注汽锅炉所产生的烟气余热在工业原理上是通过余热伴热燃料油、助燃空气与给水的形式而形成的，所以燃油工艺流程在流动性上表现较差，对伴热介质的温度与品质要求也相当高，很可能造成油路凝堵或油压不足等等不良现象。如果利用烟气余热伴热助燃空气原理就能够有效提高送风热焓值，这非常有利于提高锅炉炉膛温度进而促进燃料的充分燃烧。对注汽锅炉而言，由于燃油时对瓦口温度要求不可过高，所以要采用热管技术回收烟气余热来控制温度，以免仪表设备、鼓风胶囊及线路遭到热损坏。热管烟气余热伴热锅炉给水是目前解决上述问题的最好方法，因为烟气余热预热给水方式工艺相对传统工艺更加简单，投资成本少且见效快，对锅炉排烟热损失的降低，热效率的提升都有明显作用。当锅炉给水加热后温度达到50~60℃时，也是水腐蚀金属最为严重的温度段，因此在这里对热管材质的选择就变得十分重要。通过该技术进行加热以后，其管内给水绝对不能超过柱塞泵所允许的温度上限，以避免损坏泵配件。因此需要采用更耐高温的水封阀片和柱塞泵阀片等等来解决这一问题。2.优化方案。考虑到注汽锅炉在运行过程中会消耗大量的天然气及原油，所以需要改善它的燃料高消耗、高成本现状，优化方案中选择水煤浆来代替上述燃料。在决定采用新燃料后，它所主要面临的技术优化问题包含以下3个方面。第一，以水煤浆作为燃料的生产与运输过程要把握好，因为煤本身是一种价格低廉但污染严重的非可再生原料，所以在运用煤作为燃料时要把握好对它的设备清洁工艺，在完善工艺流程同时降低设备的基础改造成本。第二，在点火与控制系统完善方面，燃烧水煤浆需要保留它的引燃系统，在操作中要以燃料气作为水煤浆与火源引燃的基础。考虑到水煤浆相比于燃油不容易被点燃，所以要相应增大引燃气压力及流量来控制和完成点火过程。为了确保水煤浆燃烧能达到最佳效果，也要考虑提高炉膛压力与烟气含氧量，并实现供浆系统的自动化控制。另外，要保持新的点火控制系统与原锅炉控制系统运行状态一致，确保整个注汽锅炉都能在最佳状态下持续运行。最后，要做到对吹灰排灰系统的改良。因为如果采用水煤浆作为基础燃料，它的积灰量必然会偏大，所以应该采用成本更低廉、更省时省力的除灰方式来将注汽锅炉内的灰渣排除，如果锅炉内积灰过多也会影响注汽传热效果。
三、注汽锅炉配风调节
1.问题提出。当注汽锅炉的空气系数α增大时，排烟量就会随之增多，排烟损失比例也会增加，而运行热效率会不断下降。换言之，空气系数每增加0.1，注汽锅炉的热效率就会降低1%，以下给出注汽锅炉运行热效率与排烟温度、空气系数之间的关系曲线，如图1。如图1所示，当空气系数偏小时，注汽锅炉中的燃料不能实现充分燃烧，锅炉整体的运行效率也会大幅度下降，引起严重的环境污染。所以本文希望提出控制方案，将空气系数控制在合理范围内。2.优化方案。本文针对注汽锅炉节能降耗所采用的优化方案是锅炉配风调节系统，它主要由3部分组成：以氧量检测与传输为主的检测部分、以检测信号向执行机构下达控制命令为主的控制部分以及以配风调节工作为主的调节部分，它的基本工作原理如图2。2.1试验部分。为注汽锅炉安装这套配风调节系统，并辅助采用氧量检测探头和壁挂式氧化氧量分析仪，设计其测氧量范围为0~20.5%，输出为4~20mA，并将其安装在微机控制室内。当注汽锅炉开始运转且运行参数基本稳定以后，检测其锅炉内部的烟气燃稠油氧含量，在改造前它的氧含量应该在7%左右，空气系数α应该大于1.5。在改造后烟气中的燃稠油氧含量应该在3.5~4%之间，而空气系数α应该保持在1.15~1.25范围内。2.2试验结果。经过试验表明，如果对注汽锅炉采用配风调节系统并将传统燃料原油改为水煤浆，它的系统燃料适应性也会被改良。而且在选定燃料以后，在任意负荷情况下空气系数都应该小于1.5。另外从降低注汽锅炉排烟温度与减少空气氧气含量两方面来看，改造后的注汽锅炉在运行热效率方面能提高5.44%左右，运行热效率也可以达到初始设计值标准。在经济效益方面，安装了配风调节系统的注汽锅炉在同时采取余热回收措施以后每年可节省原有330t左右，年经济收益提高30万元。
四、结语
本文介绍了烟气余热回收加热锅炉给水和注汽锅炉配风调节两种设备节能降耗方法，它们都实现了利用高性价比能源及设备实现简捷工艺操作的效果，降低了排烟温度和热损失，提高了注汽锅炉的运行效率，是当今严峻能源形势发展背景下的最优生产选择。
参考文献：
[1]黄松磊.油田注汽锅炉系统节能降耗改造前景分析[J].中小企业管理与科技,2014(5):312-312.
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[3]方云.稠油热采注汽锅炉节能降耗技术[J].油气田地面工程,2008,27(3):68-69.
锅炉节能范文3
从燃烧学角度而言，提高锅炉热效率的基本原则就是采取措施改善燃烧效果，如强化燃油雾化、合理配风，使燃料与空气充分混合，避免或减少燃料在高温条件下生成碳黑和重质碳氢化合物。
1.1优化燃料结构改燃油为燃气
1997年陕甘宁天然气历经860多公里进京工程，标志着我国开始大力发展天然气事业。限于当前我国能源结构和生产能力，工业生产用能源多是煤，石油石化企业用能源也以煤、石油为主。经济性上，使用煤的成本比石油低，石油的成本比天然气低，但是就节约性和低碳性而言，石油和天然气远比用煤节省。采用天然气替代煤、石油作为工业能源具有美好前景。对原有注汽锅炉进行系统结构改造，改燃煤、燃油为燃气。注汽锅炉使用不同燃料的能源消耗情况。采用燃气装置后，可大大提高锅炉炉膛燃烧温度，而且安全性能和自动化技术程度高、运行成本低、维修方便、易操作。最大优点是采用燃气方式后，燃料不完全燃烧几乎可以忽略，无污水排放，烟气排放量相对燃油降低幅度可达25%。
1.2优化燃烧方式采用富氧燃烧
提高煤、石油燃料的燃烧效率通常需要考虑两个方面因素，要有适当过量的空气及燃料与空气要充分混合，富氧燃烧技术（简称OEC）即是利用高氧含量空气做助燃剂提高燃烧效率的。富氧燃烧技术主要特点如下：
（1）燃烧速率加快，火焰温度、强度提高，优化了传热效果。富氧助燃火焰强度增加，燃烧剧烈，不仅增强传热，而且使燃烧更为完全，消除黑烟产生，同时减少了污染物排放；
（2）降低燃点的温度：燃料的燃点不是一个常数，例如一氧化碳在空气中燃点为609℃，氧浓度为100%时则为388℃；
（3）低空气系数，减少燃烧后的烟气量：普通空气作为助燃剂，使得占79%的N2不仅不能助燃，而且还带走了燃烧产生的大部分热量，降低了热效率，而氧浓度为27%与普通空气比较，烟气体积减少了20%，促进了热效率的提高；
（4）提高氧浓度、空气消耗减少：氧分布更加广泛，因此缺氧“盲区”很少存在，促进了燃料的充分燃烧、合理燃烧。目前国内油田行业富氧制取方法最常用的是膜法富氧技术。不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，氧气和氮气的透过速度不同，氧气透过膜的速度要比氮气快2~5倍，这样就可在单位时间内得到更多的氧，而氮的含量降低。随着膜法富氧技术的发展，富氧技术日趋成熟，效益的提高及在生产中的广泛应用，成本逐渐降低，推广也更加广泛可行。
1.3采用新型燃烧器
国内注汽锅炉主要引进国外燃烧器，基本上使用北美燃烧器，其结构紧凑，成本低，便于管理与使用。采用压力式蒸汽雾化燃烧。但随着开采油质性质的改变，北美燃烧器已不能适应超稠油的性质，燃烧不完全，污染环境，热效率大幅降低。由此，采用转杯式雾化的扎克燃烧器被广泛引进应用在稠油热采的注汽锅炉上。其雾化效果好，燃烧充分，热效率高，对环境污染小等。
1.4强化燃油雾化
为减少油田注汽锅炉燃料消耗，现引进莫尔节能技术。莫尔节能技术是采用莫尔液为催化剂，经过高度雾化与燃料气体混合，在其金属化合物有效催化下，燃料小颗粒间隙增大、变得松散，而且能增大燃料与助燃剂的接触面积、提高燃料活性、促进燃料完全燃烧。在促进燃料完全燃烧同时可有效减少积碳和结焦化物的生成、增加锅炉排管传热系数，实现锅炉热效率提高和燃料单耗的降低。从实验结果分析可知，在达到最佳工况下工作，锅炉注汽的单耗值随使用时间呈逐渐下降趋势，最大降幅6%。根据实际勘测结果分析发现，NOx排放指标下降幅度较大，均为20%以上，其他如SO2含量亦有不同程度降低。在实际测试中，平均节能热效率可提高4%~5%。燃油锅炉单耗上，由实验数据测得锅炉单耗可由61.40kg/m3降低为59.69kg/m3，达到了2.78%的节能率，按照3372.92t/（台•a），计算可有93.77t/a，按照石油价格3000元/t，则每台年节约成本28万元以上。当前我国正在大力发展高效能源利用模式，莫尔技术能够达到节能环保要求，并能提高经济效益，具有广阔的应用前景。
2从传热学角度
提高注汽锅炉热效率的基本原则是延长烟气在锅炉内停留的时间，强化烟气与工质之间的传热，减少炉墙外壁与环境之间的传热，降低散热损失。
2.1采用新保温材料、新砌筑技术
采用新保温材料和新砌筑技术对炉体进行改造，增强传热效果，减少热损失，可有效提高锅炉热效率。
（1）采用高温红外辐射涂料技术：众多油田企业在锅炉炉墙内壁采用高温红外辐射涂料技术用于提高炉墙辐射能力，强化炉内换热。高温红外辐射涂料技术是将涂料涂在高温侧壁面，通过改善炉内的热交换形式及高温条件下涂层自身的红外辐射，使炉膛内温度场场强增大，提高燃料燃烧的充分性、均匀性，以达到提高锅炉热效率的技术。涂料涂层在高温辐射下，自身释放出极强穿透力的红外线，激发燃烧室的分子发生能级跃迁，客观上减少燃烧时间，提高热效率。根据材料特点，产品具有耐高温、耐腐蚀、高置换率、良好的辐射和强热辐射性能等特点，同时安全环保、节能高效，符合节能性要求。试验表明，该技术具有明显的节能效果，锅炉烟气温度排放由230℃降到219℃，锅炉外壁面平均温度由80℃降至55℃，排烟热损失约10.1%，锅炉散热损失是1.6%，锅炉运转效率提升2.7%，节油可达4%。
（2）气凝胶炉体降温技术：气凝胶又名干凝胶，当凝胶失去大部分溶剂时，此时凝胶的形状体积内部充满气体，仅外表呈现为固体状，称之为气凝胶。失去溶剂后的气凝胶形成了其特有的纳米多孔、空间网络结构，具有良好的膨胀作用、触变作用、离浆作用，在声、光、热、电各方面性质优异，可在这几方面充分发挥其良好性能。气凝胶纳米多孔的固体状性质，作为热学性质应用在限制固态传热和气态传热具有重要意义。当热流体流过时，流体要穿过数以万计的纳米孔隙，在路线无规则变化的空隙中流动，类似于流体穿过无限长的路径，大大提高了导热热阻，增强了绝缘效果。气凝胶运用在注汽锅炉炉墙绝热时，锅炉热效率平均提高2.2％，假设锅炉注汽量为50000m3/（台•a），消耗天然气按75m3/(m3石油)计算，采用该技术后可节省天然气50000×75×2.2％=82500m3。天然气以工业价格2.50元/m3计算，年节约天然气支出30多万元，相比于安装气凝胶设施成本，节约效果仍然可观。
（3）高铝纤维定型绝热砖砌筑技术：它是把高铝纤维经过一定处理，加工成高铝纤维小块，然后利用耐高温胶等材料技术将高铝纤维小块附在炉膛内壁，形成一个牢固的绝热层。其特点具有坚固、抗冲刷、密度大、保温层薄，为炉膛内燃料燃烧的热交换和热辐射过程提供足够的空间。实践证明，高铝纤维保温层保温效果好，耐用，能够使锅炉热效率提高2%~3%。
2.2优化对流段结构，定期清灰
注汽锅炉产能大，损耗比较严重，经过一定使用年限后，锅炉必然会出现各方面的老化问题：锅炉内表面物质性状发生改变、对流段存在积灰，导致锅炉注汽参数不稳定、可控性下降，而且不能达到保温要求，不能保证内部辐射传热、对流传热的高效运行，最终降低了锅炉热效率。对锅炉内部结构适当修复，提高内部对流换热和热辐射能力，减少透过锅炉导热引起的热损失，可大大提高锅炉热效率。采用对流翅片管清洗除灰即是改变锅炉对流段受热面的结构，从而提高热效率的。类似的还有针形管、光管的清洗除灰。以翅片管为例，为了提高换热效率，在锅炉的高温烟气工况下，利用套装翅片的换热元件，增大管道与烟气高温环境的接触，以提高工质的吸热效率。但是经过长久的使用，翅片表面积灰严重，有可能导致翅片管本身功能失效，且影响内部工质吸热效果，反而成为降低热效率的原因之一。因此及时有效的清洗翅片积灰，对于增强烟气与工质的热传递效果，保证热量的有效利用起着重要作用。
3从热力学角度
提高注汽锅炉热效率的基本原则就是尽量减少锅炉的热损失。
3.1对锅炉尾部烟气实现自动控制
燃料燃烧中，可能因为空气系数较大，锅炉燃烧状况不佳，甚至出现黑烟情况，排烟热损失严重影响到锅炉热效率，此时就需要将空气系数控制在一定范围内，采用烟气自动控制技术，可以有效控制排烟损失问题。注汽锅炉的工况调整主要靠工作人员肉眼观察火焰形态、颜色，实际生产中，为避免出现冒黑烟的情况，人们常采用加大通风量的办法以弥补，但是造成了空气系数过大的情况，影响了锅炉热效率，实际测得烟气含氧量约为5%，空气系数约为1.31。在不同工作状况下，锅炉空气系数需要控制在一定范围内，将排烟损失降到该状况下最小值，以达到环保节能的目的。烟气含氧量自动控制技术需要在锅炉中安装烟气氧含量控制分析仪，分析空气系数，通过调节空气量提高锅炉热效率。根据实验测试数据报告表明，运用烟气含氧量自动控制技术锅炉热效率平均可提高0.95%。
3.2充分利用空气预热器等附属装置
注汽锅炉的排烟温度一般在200℃左右。以往油田主要利用烟气余热预热注汽锅炉给水，取得了较好的节能效果。但近年来某些油田企业为有效利用油田污水，将污水回注锅炉，受柱塞泵给水温度（≤65℃）要求的限制，这种余热利用方式无法得到更好的节能效果。在此情况下将排烟预热助燃空气，既降低了排烟热损失，又提高了锅炉热效率。目前注汽锅炉尾部增设的空气预热器一般采用热管传热技术，即利用由管壳、端盘和吸液芯组成的热管在烟气中吸热，内部工质蒸发吸热，到热管冷侧凝结散热。由于传热性能好，且热管中相变传热的特殊性，可高效回收热量，提高热量回收率，进而提高锅炉热效率。工业应用中，考虑到成本问题，常常采用重力热管，即在热端工质吸热蒸发到冷端，在冷端蒸汽凝结沿多孔材料靠毛细力的作用回到热端，如此往复，在实际生产中，这一过程可瞬时完成，效率极高。热管空气预热器在应用试验中达到预定效果，按照排烟热损失对锅炉热效率影响，烟气温度每升高20~25℃，锅炉热效率即降低1%，应用烟气余热回收装置后，一台23t/h的油田注汽锅炉年减少消耗19.2万m3天然气，两年可节约资金将近40万元，减少废气排放量500多万m3。
4结语
锅炉节能范文4
关键词：注汽；锅炉；节能
一、前言
曙工处目前拥有注汽锅炉设备13台，其中燃煤加热炉1台、燃煤注汽炉1台、石油焦注汽炉4台、燃油注汽炉7台，年均燃料成本6800万元以上。由于技术上的欠缺，石油焦浆锅炉存在热效率低，燃料消耗量大，热能损失多等缺点。几年来，围绕节能降耗，减少污染，采取了一系列技术改进手段，大幅提高了石油焦注汽锅炉热效率，减少能量损失。
二、注汽锅炉绝热保温技术
（一）技术原理
注汽锅炉自身散热达到总热量损失的20%左右[1]。通过对注汽锅炉炉体表面喷涂GR-200绝热保温涂料，进行隔热保温处理，以此减少注汽锅炉自身的热量损失。
GR-200绝热保温涂料具有绝热、保温、抗辐射、防腐、防水等优点。该涂料以多孔微珠为功能填料，采用复合配方研制而成。绝热性能出众，同时具有防辐射性能，质量轻，延伸率良好，可涂覆于不同环境下各种基材表面。
（二）技术特点
1.绝热性能
经过航天科技集团测试分析中心检测，其50℃热导率为0.10W/（m・K），经过与聚苯乙烯泡沫样品的隔热比较试验，喷涂GR-200绝热保温涂料的箱子要比用聚苯乙烯泡沫填充的箱子的温度平均低8.1℃。0.5mm的绝热保温涂层用量能够取得与110mm聚苯乙烯泡沫板相同的绝热保温效果。绝热性能测试如下：
表1 GR-200绝热保温涂料绝热性能
注：表中”背面平均温度”为试片靠近热源那面的平均温度。
2.辐射性能
GR-200绝热保温涂料采用了储箱保温技术，而且融入了卫星天线表面采用的太阳能热反射技术成果，具有优异防辐射性能，其辐射系数为0.87，反射比为0.96。
3.隔音性能
该绝热保温涂料的树脂乳液与多晶功能填料能起到隔音作用，可用于工业降噪。
4.阻燃性
GR-200绝热保温涂层的火焰蔓延率为4%，其闪点不燃。通过使用无溴、无卤环保助燃剂进行燃烧试验，涂层在燃烧过程中迅速产生膨胀碳保护层，隔绝空气达到阻燃的作用，防止表面火焰进一步扩散。整个燃烧过程低烟、无毒。
5.防腐性能
该绝热保温涂料主要靠涂层直接附着在被隔热体的表面，中间不含空气，可有效阻隔水汽的冷凝和侵入。其次自身有很好的耐老化性能，长期暴晒不会开裂，耐水性优良，弹性好，耐高低温交变性好，能有效保护被隔物体的表面不被氧化，进而达到防腐蚀目的。
（三）技术参数
a.50℃热导率：0.10W/（m・K）
b.辐射系数：0.87
c.辐射反射比：0.96
d.密度：0.47g/cm3
e.火焰蔓延率：4%
（四）应用效果
2010年末，在4台锅炉上进行了炉体表面绝热保温涂覆试验，总投入经费47.5万元。经现场测量对比，平均节能2%左右。使用绝热保温涂料前，炉体表面温度75℃以上，使用后，降低至53℃。不仅降低炉体表面温度，有效减少了锅炉热量损失，更改善了锅炉周边工作环境。
三、石油焦注汽锅炉稳燃室改进
（一）改进背景及原理
由于石油焦锅炉工艺性的要求，锅炉本体中存在一段稳燃室，其作用是产生一个高达1200℃的高温区，使得石油焦碳化燃烧。
稳燃室内部与火焰直接接触的为耐火层，材料为含锆特级砖。处于耐火砖与锅炉外壳之间的为保温层，包括保温砖、二级砖、一级砖（从外到内）。当炉体受热之后，保温层膨胀系数大于内火层的受热膨胀系数。保温层受热膨胀将耐火层涨裂。每次维修费用都高达十几万元。维修之后也只能注汽3―5井次。
（二）改进内容及效果
2010年，对耐火砖及保温砖的热膨胀性能进行了试验，对稳燃室的力学特性和受热条件做了初步研究；改进耐火层及保温层的结构，对稳燃室火焰气体流体进行了力学计算，重新设计了稳燃室的结构。
改造后，稳燃室的维修次数由平均每年4―5次降低到1次，大大降低了维修费用。新结构稳燃室的投入使用，不仅降低了锅炉的维修成本，而且使燃料燃烧更完全，减少了污染气体的排放，对于保护环境具有重要的意义。同时使炉膛保温更好，提高了锅炉的热效率，节省了燃料。
四、燃煤锅炉对流段改造
在使用中发现，燃煤注汽炉对流段原有人孔狭窄，致使吹灰无法彻底进行，常有大量遗留死角，容易堵塞通风道，使引风加大，耗电量增加，并且烟温无法充分吸收，直接影响对流段热效率，增加单耗[2]。经过认真分析对流段积灰原因及组分，寻找解决办法[3]。在充分论证以后，决定在对流段护板侧面重开人孔，人孔直径1.2米，人孔门板厚度0.2米，极大方便了吹灰的进行。
改造前单耗165kg/m3，改造后单耗降低到162kg/m3，全年节约煤300吨以上。
五、减少锅炉配套设备磨损
与13台注汽锅炉配套使用的各型电机、泵、风机、压缩机及工程机械共计140余台，每年共耗电766万度，消耗柴油120.5吨，消耗各种油5吨。由于传统，油变质快，机械摩擦损失较大，占到消耗能量的35-40%。为了提高能源利用率，采用超强抗磨护理纳米技术，降低磨损，减少维修成本。
统计数据显示，该技术使用后，年节电率达到12%；延长换油周期，节约油60%；5台工程机械节约燃油10%；13台注汽炉年节约维修费用28万元。达到节能降耗、延长设备使用周期、减少维修次数，进而降低成本的目的。
六、结论
几年来，曙工处不断探索注汽锅炉节能降耗技术，提高注汽效率，降低生产成本。在实践中针对不同的锅炉类型，陆续采取了注汽锅炉绝热保温技术、稳燃室技术改进等技术手段，起到了明显的节能效果，显著降低了生产成本。与此同时，不断加强管理，挖潜增效，在产值效益有所提升的同时，年消耗能源总量以每年2%的速度递减。
参考文献：
[1] 刘超等.提高注汽锅炉系统效率技术研究[J].技术与市场，2011，18（1）：29-29.
锅炉节能范文5
关键词：锅炉；全生命周期；安全高效运行；节能减排
锅炉设备的危险性较大且能耗较高，同时也是确保国民经济健康发展的关键基础设施。近些年来，锅炉设备的设计与制造已经取得了极大的技术发展与突破，实现了更大容量、更高蒸汽参数的持续发展，然而此过程当中也面临着诸多的难题，例如高温耐热钢的炼制及设计等相关技术依然还未能够取得实质性的突破，使得锅炉安全事故频发，因此就锅炉全生命周期的安全高效运行，以及节能减排工作展开相关的分析与探讨，具有十分重要的作用与价值，据此下文之中将主要就这一问题展开具体的阐述。
一、概述
锅炉具备有高危险性，因此导致的安全事故时有发生，而造成锅炉在日常的运行过程当中存在有安全隐患的因素主要有：第一，高温耐热钢的炼制及生产技术还不能取得新的突破；第二，以前的设计选型技术达不到高温耐热钢的实际要求；第三，锅炉耐热材料在实际生产与制造时所选用的焊接、弯制以及热处理等技术依然无法达到新材料应用的需求；第四，不具备有高效的离线检测、在线监测、安全评估方法等；第五，缺少安全有效的锅炉与燃烧器整体结构优化设计方式。由于锅炉的安全高效运行牵涉到了动力工程、工程物理、材料科学、测量控制等多学科内容，因此其具体的运行设计机制十分复杂，且难度极高；并且锅炉的安全高效运行所牵涉的诸多方面因素在过程控制当中，大多会出现互相耦合。因而，传统以往单一性的学科研究与运行设计技术已经难以应对在复杂环境下运行的锅炉运行，以及由于材料耦合从而造成的锅炉失效技术难题。
二、安全高效运行设计
（一）电站锅炉
在电站锅炉的设计过程当中，安全高效的设计其核心即为对所选材料以及结构设计的高效应用，在本次研究当中运用高温耐热钢非均匀成核蠕变寿命预测法，给予锅炉厂家与发电厂家的高温耐热钢型号选取作出了明确的依据判定，由锅炉的选型设计过程中保障了对耐热钢材的准确选取，进而再通过对锅炉选型的合理设计来确保实现安全高效的运行。通过对削弱炉膛出口残余旋转的新结构设计，指出了在炉膛出口的烟气偏差值判定准则数为XJ，并由此便可促进对炉膛以及燃烧器构造的合理优化，能够显著的缓解炉膛出口的热偏差值，同时也可促使炉膛之中水冷壁结渣与腐蚀情况得以改善，进而避免了过热器与再热器发生爆裂事故。通过对高效煤粉燃烧器的应用，能够借助于燃烧器的着火稳定性与安全性，实现燃料更为广泛的适应以及提升燃烧效率。以上技术发明现已得到了大规模的普及应用，且常以600MW与1000MW的超（超）临界锅炉设计当中应用较多。这也就由材料的选型以及锅炉设计的优化方面为电站锅炉的全生命周期安全高效运行，打下了坚实的基础，创造出了极大的社会经济价值。
（二）燃煤工业锅炉
在长时间的火力发电过程中，由于供应来源的煤质材料较为多变，且负荷改变幅度较大，由于导致燃煤工业锅炉长期处于热效率不足、水循环稳定性较差等运行困境，这同时也是限制锅炉容量扩大化的重要原因之一。针对工业锅炉采取新的结构设计，明确配风装置以及具体的设计方法，可由本质上改善燃煤锅炉长期所存在的问题。当前较为常用的燃煤工业锅炉产品当中，以29MW~140MW国产系列较为先进，并且此系列的产品性能已经在某些方面实现了对国外垄断技术的超越，现已应用于我国的多家企业之中，满足了燃煤工业安全高效运行的目的。
（三）燃油燃气锅炉
燃油燃烧器是此类锅炉的绝对核心部件，同时也是限制这一类型锅炉发展的主要制约因素。我有由于在燃烧器的检测技术方面存在空白，因此长期以来需要国外进口，其成本十分高昂。而经过我国相关科研单位与相关高校所开展的技术攻关合作，目前在这一领域当中已经取得了极大的突破，我国自主研发的油气燃烧器测试设备，已经具备了对于烟气与燃烧器功率曲线的测绘功能，能够针对燃烧器的输出功率、燃烧效率以及相应的安全性予以同时检测，弥补了我国在这一方面的不足。所设计研发出的0.35MW~7MW系列产品已经得到了国内多家企业的购置，给予油气燃烧器及锅炉安全高效设计作出了重要的技术贡献。
（四）余热锅炉
余热锅炉是对工业发电的余热进行回收的一项锅炉设备，在这一方面我国的发展时间较短，由于没有足够的基础理论研究工作，在对于设备的积灰、磨损、腐蚀、烟气泄露等设计方面依然具有较大的盲目性。而伴随着近些年来尤其是“十一五”与“十二五”等相关科研项目的不断深入，在此方面的设计工作已经取得了较大的突破，其中一项较为可行的设计方案支出，采用烟尘特性数据规范设计思路，打破了传统的思路概念，在这一设计过程当中设计团队人员创造性的提出了突扩形烟风通道导流装置设计，并对钢珠撒播与入口多级防磨装置进行了改进，有效的解决了余热锅炉的积灰、磨损、腐蚀等相关问题，并提出了余热锅炉的热力计算标准，并且设计出了2500t/d~6000t/d系列水泥窑，对有毒烟气余热锅炉进行了高效的处理，这一技术已经得到了十分广泛的应用，有效的促成了余热锅炉的安全高效运行。
三、节能减排技术
（一）烟气深度冷却技术
此项技术通常是运用在采取静电除尘前后，亦或是应用在脱硫塔前后进而来提升烟气深度冷却器的置换系统，并对于排烟温度及其余热采取处理，同时促成发电功率的热能能够得到极大的提升，且使得整体机组的热循环效率得到明显的增强。烟气深度冷却器常常也被人们制作低温省煤器、烟气余热应用装置等。在低烟温度环境下，为了有效地降低烟气深度冷却器的实际重量，通常选用外翅片来对传热管进行加强处理，进而达到换热元件的功能性。由于翅片管中往往会附着有一定的残存水分，因此烟气在经过之时翅片管便会吸收到相应的热量，从而促使水温升高。烟气深度冷却器能够借助于加热工质水来实现对于烟气余热的回收，并且此部分余热还可应用在以下几个方面：第一，加热凝结水，降低由汽轮机之中的抽气量，促使汽轮机的发电性能得以显著提升；第二，加热网水可应用在集中供热，同时也可用在冷暖空调的热源中；第三，应用在加热脱硫之后的低温烟气，来降低烟囱的腐蚀状况，并且能够显著的去除烟囱当中的“烟羽”情形；第四，可充当暖风器的一部分热力来源，共同参与至锅炉燃烧的冷空气当中；第五，在开展静电除尘前应当加装烟气深度冷却设备，促使电除尘器当中的温度值能够得以显著的下降，并且也可减小烟气体的流量，使得烟气流速下降，并且是飞灰比电阻下降，也能够使的电除尘器的工作效率得到显著的提升。
（二）除尘增效技术
目前我国所实行的《火电厂大气污染物排放标准》当中明确规定了对氮氧化物的排放控制程度，并且严格了二氧化硫、盐城等物质的排放限定数值；对于一些环境承载性较差，且较易出现重大环境问题的地区实行了更为苛刻的地方排放标准，旨在增强对燃煤锅炉汞，以及相关化合物的排放控制。当前我国大量的燃煤机组均运用静电除尘技术进行烟尘的排放，要想促使目前的电除尘器出口烟尘，能够符合以最新的排放标准规范，首先需强化监管措施，提高维护与运行工作的不断优化处理。第一，利用烟气深度冷却除尘增强技术，针对现役的发电机组予以全面性的技术改造升级，以达到30mg/m3，并通过与WFGD协同配合，尽力实现20mg/m3；第二，运用移动电极式除尘技术，能够满足于20mg/m3的处理标准；第三，选用电袋复合技术能够达到20mg/m3的处理标准；第四，针对某类特定的煤种选取烟气调质技术，能够实现30mg/m3的排放标准；第五，应用颗粒聚合技术可达到燮20mg/m3的排放标准；第六，湿式电除尘技术的排放效果最佳可达到燮10mg/m3的排放标准。
四、结语
总而言之，在目前的众多电力生产方式当中，火力发电依旧具备有高校、清洁、使用以及稳定等特点。为了促进对火力发电的不断完善，就应针对发电所用锅炉的材料、设计、制造以及运行等多项核心技术予以深入研究。目前我国在此方面的研究与应用依然处于对世界先进国家的模仿与引进阶段，相关的产业自主发展依然还有相当漫长的一段过程，还需要广大的设计参与人员为之做出不懈的努力。
作者:林康华 单位:湛江电力有限公司
参考文献：
[1]智育平,窦智航,马宁等.基于全生命周期的生产商回收锅炉设备研究[J].装备制造技术,2014,(11).
[2]刘韵,师华定,曾贤刚等.基于全生命周期评价的电力企业碳足迹评估———以山西省吕梁市某燃煤电厂为例[J].资源科学,2013,(4).
[3]胡文平,李兵,张方炜等.煤燃烧全生命周期在线监测系统开发与应用[C].2014年中国电机工程学会年会论文集,2014.
[4]胡文平,李兵,张方炜等.煤燃烧全生命周期在线监测系统开发与应用[C].全国电站辅机及汽轮机热力系统节能降耗技术论坛论文集,2013.
锅炉节能范文6
【关键词】锅炉排污率；蒸汽锅炉
1.问题的提出
锅炉热效率的高低，直接影响锅炉的燃料消耗量。长期以来，人们对锅炉的热效率较为关心，而对锅炉排污热损失没有引起足够的重视。尽管在《锅炉房设计规范》中规定了低压蒸汽锅炉的排污率不宜大于10%，但该规定是侧重于对燃煤锅炉，对于燃气锅炉，由于其燃料价格较高（以哈尔滨地区为例，目前，折合到相同热值，天然气的价格约为燃煤价格的5倍左右），若排污量较大会造成燃气锅炉运行费用的增高，规范中的控制值就不一定合适。
本文将通过对锅炉排污率对蒸汽锅炉运行燃料利用率的影响，以及影响蒸汽锅炉排污率因素等分析，提出了减少蒸汽锅炉排污率、提高锅炉运行燃料利用率的措施。
2.锅炉排污率对锅炉运行燃料利用率的影响
2.1锅炉运行燃料利用率的提出。锅炉热效率的高低，直接影响锅炉的燃料消耗量，为简化分析，本文以饱和蒸汽锅炉作为分析对象，并假定无其它用热。蒸汽锅炉热效率可以用下式表示：
η=................（1）
式中：η-锅炉热效率，%；Qr-燃料的低位发热值量，kJ/Nm3；
B一锅炉实际燃料消耗量，Nm3/h；
Dbq―过热蒸汽、饱和蒸汽量，kg/h；
Dps―锅炉机组排污量，kg/h；
ibq―过热蒸汽、饱和蒸汽焓，tJ/kg；
igs―锅炉机组入口给水焓，kJ/kg；
ips―锅炉机组排污水焓，kJ/kg；
从（1）式中可以看出，锅炉的排污热损失被计入了锅炉机组的有效利用热量中，尽管在锅炉房中有时也采取一些利用排污热损失的措施，但均属于二次利用。为真正反映锅炉运行时燃料的利用情况，可用下式表示：
η'=...........................（2）
定义η为锅炉运行燃料利用率。
2.2锅炉排污率对锅炉运行燃料利用率的影响分析。从（1）和（2）式可以得出锅炉热效率和锅炉运行燃料利用率的关系，
η'=η=nη...............（3）
式中 为排污率
定义n为排污系数，从式（3）中可以看出n是一个不大于1的数，它与蒸汽、锅炉给水、以及炉水的焓值和排污率有关，而焓值是与锅炉运行压力有关，n值的大小决定了锅炉运行燃料利用率的高低，n值越大，锅炉运行燃料利用率越高。排污系数n对锅炉运行燃料利用率的影响程度如何，就可以通过分析不同压力下排污率对n值的影响大小来决定。在同一运行压力下，排污系数n值随排污率的增大而减小，在排污率相同时，运行压力越高，排污系数n越小。由于运行压力是受用户用汽性质决定的，所以应通过降低锅炉的排污率，来提高锅炉运行燃料利用率，节约能源消耗。
3.影响锅炉排污率的因素分析
由于低压锅炉给水中含有多种溶解固形物，当给水进入锅内被蒸发时，除了因蒸汽带出少量溶解固形物之外，绝大部分锅水不断地被蒸发，而给水又不断地补充，锅水中的溶解固形物的含量会越来越大。根据《低压锅炉水质标准》的要求，对锅水的溶解固形物含量和碱度均有严格要求，而运行中是靠排污来满足要求的，假设在运行中锅水中溶解固形物的总量不变，那么排出锅外的溶解固形物的总量必然等于输入锅内溶解固形物的总量。可用下式表示：
QpSg+QzSz=QsSs...................（4）
式中：Qp为锅炉排污量t/h；Sg为每吨锅水中溶解固形物的含量g/t；
Qz为锅炉蒸发量t/h；Sz为每吨蒸汽中溶解固形物的含量g/t；
Qs为锅炉给水量t/h；Ss为每吨给水中溶解固形物的含量g/t。
因蒸汽中携带的溶解固形物很少，与锅水、给水中的溶解固形物的含量相比可以忽略不计，这样式（4）可简化为：
QzSz=QsSs........................（5）
==Kr.........................（6）
Kr为用溶解固形物确定的锅水的浓缩倍率，是锅水中溶解固形物的含量与给水中溶解固形物的含量的比值。
可以得出排污率和用溶解固形物确定的锅水浓缩倍率的关系如下：
同理可以得出，排污率和用碱度确定的锅水浓缩倍率的关系如下：
l=.....................................（10）
Kj为用碱度确定的锅水的浓缩倍率。
式中：Ag为锅水中碱度含量me/L；
At为给水总碱度me/L；
Hf为给水负硬度me/L；
Ht为给水总硬度me/L；
从式（9）和（10）可以看出，Kr（或Kj）越大，锅炉的排污率越小，Kr（或Kj）越小，锅炉的排污率就越大。所以只有给水中溶解固形物的含量和给水负硬度才是影响排污率的主要因素。
根据《低压锅炉水质标准》中规定的锅水中溶解固形物的最大含量（Sgm）和锅水碱度最大含量（Agm）的规定值同时计算锅水的最大允许浓缩倍率，并取其较小值做为锅水的最大允许浓缩倍率，以此确定排污率的大小。锅水的最大允许浓缩倍率可以用下式计算：
式中：Sgm、Agm分别为水质标准中锅水溶解固形物、锅水碱度的最大允许含量。经过对哈尔滨地区几处供水水质的计算发现，Krmax，成倍地大于Kjmax，也就是说，此时锅炉给水的负硬度对锅炉的排污率起了决定性的作用。以哈尔滨某供热厂的水质为例，若采用单钠离子交换器软化原水，那么用溶解固形物确定的锅水最大允许浓缩倍率Kmax=22.1（Sgs，取4000mmol/L）用碱度确定的锅水最大允许浓缩倍率Kjmax=7.1（Ags取22me/L），据此得出锅炉的排污率将达到16.4%。所以，必须对锅炉给水中的溶解固形物和碱度进行合理的控制，以降低锅炉的排污率。
4.控制锅炉排污率的措施分析
通过对锅炉排污率的影响因素分析，必须根据锅炉给水中的溶解固形物和碱度的含量，分析其影响大小，并采取合理的水处理方式，一些常用的水处理方式均可有针对性地降低水中的碱度和硬度或溶解固形物等，如不足量酸再生氢钠串联离子交换系统、石灰钠离子交换系统、铵―钠离子交换系统等。
