实施锅炉节能改造提升经济发展质量

方德明 王鹏 程志红

“节能、环保”、“煤炭的清洁高效利用，降低环境污染”被列为“重点领域”及“优先主题”。能源的浪费、环境的污染，严重阻碍国民经济的健康发展。目前我国一次能源消费仍然以煤炭消耗为主，能源利用率低，环境污染严重。为进一步落实科学发展观，适应建设资源节约型、环境友好型社会的新形势，提升发展质量、提高生活品质的要求，开源节流，节能降耗，实现杭州市政府提出的节能减排目标，燃煤锅炉实施节能改造事在必行，也是杭州市节能减排工作的重点措施之一。

一、在用电站锅炉和工业锅炉的基本情况

近十年来，市政府及各相关职能部门对燃煤锅炉环保治理十分重视，随着“产业集聚、用户集中、集中供热”政策的实施，全市燃煤工业锅炉的总量已经大幅减少，现存的燃煤锅炉主要集中在萧山、富阳、建德等区、县(市)，虽然现存的燃煤锅炉台数总量呈下降趋势，但装机总容量大，能源消耗的绝对量仍居首位。，因此工业锅炉虽然有经济运行管理标准，但是缺乏管理的制约手段，锅炉房的整体管理水平较低，平均运行效率比设计热效率低10％左右，存在锅炉燃煤与设计不匹配，低负荷运行“大马拉小车”等问题。为此，落实工业锅炉节能工程首先是抓好锅炉经济运行普查，针对低效率锅炉开展热工测试，摸清情况，然后有针对性的提供节能方案，帮助企业实施节能技术改造。

二、在用工业锅炉和电站锅炉存在的主要问题及原因

锅炉是最大的耗能设备之一，经过多年努力，我市在用锅炉的安全、经济运行状况有了一定的改善，但总体上仍存在能耗高、污染严重的问题。

从我市在用锅炉运行热效率普查情况不难看出，除了大型电站锅炉和少数先进工业锅炉热效率能达到80％以上外，大部分工业锅炉包括一部分热电锅炉其平均热效率偏低，尤其是相当数量的工业及生活锅炉设备陈旧、单台容量小、技术落后，其热效率低至60％左右，不仅低效高耗，燃料适应性差、污染严重，而且机械化、自动化程度低，工人劳动强度大、安全性能差，不仅影响锅炉本身的安全性、经济性，而且影响整个经济发展、环境保护和社会稳定。

造成我市在用锅炉能耗高、污染严重的主要原因：一是由于工农业快速发展，部分企业为追求速度，只讲经济指标，忽视能耗成本；二是锅炉制造厂家片面追求利润，降低成本，锅炉实际热效率比设计效率低5～8％，造成低成本的低效高耗锅炉占有相当市场。三是由于能源紧张、燃料种类的选择与锅炉设计技术要求的燃料不相匹配，导致热效率下降。四是企业运行操作水平低、维护保养不当等，造成锅炉在使用过程中运行效率再次减损。五是企业法人、锅炉操作人员(司炉工)节能意识普遍较低。

三、工业锅炉节能降耗的对策措施

节能降耗，是当前发展循环经济，建设节约型社会的重要内容，也是缓解能源供需矛盾的客观要求，更是企业降低生产成本，提高投入与产出比的现实需要，可采取以下五项措施：

1.加快锅炉改造。利用原有锅炉进行技术改造，提高对煤种的适应性扩大对煤种的使用范围，提高蒸汽出率和锅炉热效率，减少SOX的排放、控制NOX的排放、提高锅炉调峰能力是企业节约能源、降低消耗、减少排放最经济最有效的方法。

2.余热回收。有相当数量的链条锅炉排烟温度高达180°～220℃，正确判断温度高的原因，适当增加尾部受热面如省煤器、空预器等。杭州崇贤热电有限公司50t／h链条锅炉利用原省煤器上部空间增加两组省煤器约180m2，排烟温度从原来185℃降至150℃，经实际测算锅炉热效率提高2.3％，年节约资金120万元。

3.链条锅炉应用分层燃烧技术。我市绝大多数层燃锅炉都是燃用原煤，其中占多数的是正转链条炉排锅炉，原有的斗式给煤装置，不仅阻碍通风，而且影响燃烧。分层分行燃烧装置。按经济合理性划分(主要体现在筛分器型式)，可分成钢筋条式、渐扩渐缩式(又称梳齿式)、波峰波谷式(又称垄沟垄台式)、可变型组合式几种。使用单位可以根据具体工况选择采用分层燃烧设备以后，由于燃煤得以疏松，不仅改善了燃烧条件，更使得使用户获得了一定的经济效益。当用户选择了适合本单位具体情况的分层分行给煤装置后，在其它条件不变的情况下，将给煤装置改造成分层给煤，将煤按块的大小、细末的程度排列在炉排上，利于通风，改善了燃烧状况，提高煤的燃烧率，减少排渣含碳量，平均节煤5％以上。炉渣含碳量、鼓引风电耗、排烟浓度均有不同程度明显的下降。

4.加强节能管理。加强节能管理是节能降耗的基础性工作，应引起全社会的重视。在认真贯彻执行《杭州市人民政府关于加强节能工作的实施意见》的基础上，当前，锅炉节能管理应重点做好两项工作。一要重点做好能源计量工作。政府有关部门应根据《杭州市企業能源计量工作实施意见》，重点落实好强化宣传、搞好人员培训、建立技术平台、加强跟踪服务和监督检查五项措施二要加强锅炉操作人员技术培训。同样的锅炉，锅炉工的技术优劣可以造成不同的燃烧情况，直接导致能耗的高低。

5.重视源头节能。企业生产制造出什么样的锅炉，就决定了该锅炉的能耗情况，是锅炉节能的第一道关口。目前，我省有70余家锅炉生产制造企业，相当一部分企业为降低生产成本，以低价格提高市场竞争优势，降低了锅炉热效率，普遍存在实际运行热效率比设计低5－8％个百分点，造成锅炉高能耗。目前，我国对锅炉生产的规范性法规还不完善，仅限于安全测试和环保测试，对最能判定锅炉能耗状况的热效率测试项目却严重缺失。

6.加强锅炉水质监督。正确使用水处理设备锅炉给水水质必须符合相关标准要求。

四、电站链条锅炉节能降耗实践(实例)

下面以浙江宝润毛纺有限公司改造实例以点带面说明链条炉改造基本思路和方法。

1.现状和技改的目的意义：

浙江宝润毛纺有限公司SH L20-25／400-A，系杭州锅炉厂82年制造，从投产以来锅炉出力一直达不到额定蒸发量，且排烟温度高达220℃，锅炉效率在70％左右，随着供热需求量的不断扩大，燃用一台锅炉蒸汽量不够，燃用两台更不经济，由于受到场地的限制，通过对锅炉的扩容节能改造，是一种比较实用的途经，因此决定对其进行扩容技术改造，通过改造，要求达到如下参数：压力2.45Mpa；额定蒸发量25t／h；锅炉热效率达到80％，如能达到上述目的，对热电厂的供热节能、减排具有很大意义。

2.设计改造参数：

Ⅰ、额定蒸发量：25t／h

Ⅱ、额定工作压力：2.45Mpa

Ⅲ、蒸汽温度：400℃；

Ⅳ、给水温度：105℃

Ⅴ、空气预热温度：140℃

Ⅵ、排烟温度：150℃

设计煤种：二类烟煤；低位热值Q^H＝21382KJ／Kg；(5107Kcal／Kg)；

3.技改内容：

根据原有锅炉结构基础上，不改变原外观尺寸，通过对前后拱的改造，增加水冷壁受热面积，配置适当鼓、引风机容量和增加尾部受热面以达到扩容节能的目的。

(1)前、后拱的改造：

链条锅炉着火条件较差，燃煤着火主要依靠炉拱的辐射热量，以及由火焰气流卷带到新煤区的炽热碳粒。因为燃料层的导热性差，向下燃烧传播速度慢，只有炉排速度的十分之一。另一方面由于煤种变化，达不到设计煤种给燃烧带来困难，主要体现在前拱不易着火，火床短，后面燃尽段烧不起来，灰渣含碳量高。热效率低于设计效率5～10％左右。合理布置前后拱是改善火床烟气成分浓度不均匀和着火条件的唯一途径。前拱的换热主要靠辐射，提高前拱的温度，通过快速辐射传热给新煤。因为辐射换热量与温度的四次方成正比。改造必须以提高前拱温度为原则。前拱的布置根据煤种考虑适应更差的Ⅱ类烟煤。

(2)受热面和水冷壁管系统的改造：

因运行年数已久，本次改造结合大修，除钢架、基础过热器，上、下锅筒及对流管束全部更新，考虑到胀管工艺上、下锅筒采用20g(原16Mng)材质，经计算壁厚分别从原来的20mm、16mm加厚至28mm和24mm，导汽管和下降管开孔从φ77改用φ90一并考虑在内，见《上、下锅筒强度计算书》。

结论：

根据SHL20－2.45／400－A结构特点表明：在多台改造的经验和实际运行效果，把原有辐射受热面积89m2现为100m2：：结合前后拱的改造和适当增加尾部受热面60m2，有效的重新分配锅炉辐射和对流比例，改善燃烧条件可提高出力5t／h左右，降低排烟温度50℃，提高效率8％左右，对节能减排具有十分重要的意义，经测算炉膛烟气出口温度仍能维持原有水平。

五、效益分析

按提高锅炉效率6％计算，每小时节原煤300Kg，年运行7000小时，年节标煤1500吨，按每吨700元计节约资金105万元。