克雷登蒸汽发生器与传统卧式火管锅炉系统节能效果浅析

李忠义

（微电子工业区总公司 天津 300385）

克雷登蒸汽发生器与传统卧式火管锅炉系统节能效果浅析

李忠义

（微电子工业区总公司 天津 300385）

新一代的克雷登蒸汽发生器用其独特的系统结构设计型式、专业的节能理念，在锅炉房实践运行当中能为用户取得了巨大的经济效益和社会效益，给企业的生产任务的完成和成本的减少带来了有效的控制方式。

克雷登蒸汽发生器；传统卧式火管锅炉；节能效果浅析

克雷登强制循环直流蒸汽发生器是美国国家荣誉产品，具有以下特点：安全、环保、节能、体积小、高质量蒸汽、快速产汽、PLC逻辑控制程序编程系统、无需大修，维修量小、使用寿命无限制的高科技产品。

1 产品安全、节能等特点

1.1 克雷登蒸汽发生器安全性高，无爆炸隐患

蒸汽发生器本身包含的水容量很少，一般约为其蒸发量的16%，加之其结构型式为立式盘管型式，一根直通管通到底，因而即便出现裂缝也只是盘管裂管；

而卧式火管锅炉本体包含的水容量很大，一般略大于其蒸发量。加之其结构为三或四回程，每个回程都有许多管子，如果出现裂缝就相当于产生一定当量TNT炸药的爆炸效果。

安全这一点可能和设备运行成本无关，但却是我们不得不考虑的最重要因素。其带来的社会效益可折算成隐形的经济效率。尤其是对于设备安全性要求更高的企业。

1.2 克雷登蒸汽（热水）发生器结构紧凑

其面积只有火管锅炉的1/4～1/3。这样不但节省了大量空间，同时又节约了基建投资费用。

1.3 克雷登蒸汽发生器蒸汽品质高

一般火管锅炉输出蒸汽含湿量为2～4%，如果要提高蒸汽干度需要增加二次分离设备。而克雷登蒸汽发生器输出蒸汽的干度可达99.5%。高品质的蒸汽不仅仅是克雷登技术和品质的体现，由于蒸汽湿度减少，能有效遏止冷凝水的积聚，提高热效率，减少资源的损耗，从而减少运行费用。尤其是对工艺要求蒸汽的干度越高越好的企业如：烟草、研发中心(我公司就是使用克雷登蒸汽发生器为日本的罗姆公司研发中心提供高品质蒸汽)等。

1.4 克雷登蒸汽发生器操作简单、维护保养费用低、使用寿命长

克雷登蒸汽发生器自动化程度高、操作简单方便；维护保养费用低、无需大修，可为厂区减少很多运行费用；使用年限长，克雷登蒸汽发生器所有的部件都是可替换的，不像传统的火管锅炉在使用一定年限后其火管只能报废不能替换从而影响使用寿命；且克雷登蒸汽发生器的主要部件如燃烧器、汽水分离器、水泵等都可使用30年以上，这是任何火管锅炉厂家都无法做到的。

1.5 克雷登蒸汽发生器排烟温度低、散热损失少，高效节能

克雷登蒸汽（热水）发生器的排烟温度随着负荷变化而改变。当负荷从100%降至20%时，其排烟温度也从170℃降至96℃。而传统火管锅炉的排烟温度始终会高于锅筒内的饱和蒸汽温度，即200℃以上。

如果蒸汽发生器配套余热回收装置，可以进一步的利用排放掉的烟气废热，使得系统热效率高达98%，排烟温度降低至55℃。冷凝式余热回收装置可利用烟气冷凝释放出来的潜热和显热，可以将20℃的软化水加热到55℃，提高系统的进水温度，间接的减少加热蒸汽量，从而达到燃料降耗的目的。

1.6 克雷登蒸汽发生器具有排污量小

只有传统火管锅炉的1/11；表面积比传统火管锅炉小2/3(意味着散热损失少2/3)；烟垢水垢的控制能有效的判断和清除等技术优势，从而有效地减少能耗、降低运行成本。

1.7 克雷登蒸汽发生器具备真正的无级变速

克雷登节能型高效低污染蒸汽发生器，集多年的经验，打破中国传统概念采用模块式集成运行。能够高效、快速的产蒸汽，是节能、降低运行成本之关键。在冷炉状态下启动锅炉出蒸汽只需3－5分钟，自动平衡、自动停炉，并且蒸汽量根据用汽量自动调节，以取得最佳运行状况及最小运行成本，可完全避免大马拉小车的能源浪费情况,优化了传统的取暖及供汽概念。对于我区电子行业在实际生产过程当中，锅炉的运行也是处在不断的负荷调节变化之中，针对较大的负荷波动，真正的无级调速就显得非常重要。

一般火管锅炉虽也号称是无级调速，但其实并非是真正意义上的无级调速。它们都必须满足一个最低水位线，否则设备无法启动。因此它们调速的范围也只能是在最低水位线与满负荷之间作调整（范围极其有限）。同时，传统火管锅炉水容量大，不能快速产蒸汽，冷态启动到产蒸汽需要20～40min，并且传统火管锅炉对负荷变化的敏感性、追踪性及压力的稳定性均有所欠缺。

克雷登蒸汽发生器由于无大的存水，因此对负荷变化的敏感性高，它所配的给水泵采用变频电机按蒸汽负荷而自动变速来改进进水量。其蒸汽负荷可以在20%～100%之间的任意点实现无级调节。当蒸汽需求量发生变化时，它能在最短时间立即快速作出反应、对负荷进行跟踪。它配置的电脑能根据负荷变化迅速地自动调节水、燃料和空气量，使蒸汽发生器保持在最高效率下运行。电脑控制使克雷登蒸汽发生器的蒸汽压力比传统的火管锅炉要稳定的多。克雷登蒸汽发生器的负荷由50%追踪到100%只需38秒。电子行业实际负荷变化大又需经常性停炉，因此克雷登的机动灵活及节能的特点相比与传统火管锅炉的反应速度慢、调节精准度欠缺，其优势是无可比拟的。

2 经济节能效果分析

2.1 热效率

锅炉热效率直接影响燃料运行费用，是降低长期运行成本的关键。

传统火管锅炉的运行特点，决定了其热效率，要根据运行全过程分析其排烟散热、运行散热、停炉散热、排污散热等各项热损失，来判断其全运行过程热效率的高低；而锅炉100%负荷测试点热效率反映不出负荷波动、锅炉启停、排污对锅炉热效率的影响。

克雷登蒸汽发生器采用逆流换热原理，锅炉出口烟气被来自除氧水箱的约95℃给水冷却。排烟温度随负荷率由100%降至20%而从170℃降至96℃。而传统火管锅炉出口烟气被锅筒内的饱和水冷却（温度由锅炉工作压力而定），排烟温度总会高于锅筒内的饱和水温度，即200℃以上。随着锅炉负荷率的变化，克雷登蒸汽发生器排烟温度比传统火管锅炉低10～120℃；锅炉排烟温度每降低23℃，热效率会提高1%，可见，克雷登蒸汽发生器在实际运行过程当中可提高热效率约0.4～5.2%。

2.2 锅炉内外部对流及辐射热损失

克雷登蒸汽发生器的表面积只有同容量传统火管锅炉的1/3，克雷登蒸汽发生器的水容积只有同容量传统火管锅炉的1/15～1/20。因而，满负荷运行时，克雷登蒸汽发生器运行散热损失约为0.5%，而传统火管锅炉约为1.5%，两者相差1%。这种差别随负荷率降低至20%运行时增加至5%。

2.3 年启动热损失

锅炉间歇停炉，炉内的高温饱和水必然要散失热量。

克雷登蒸汽发生器水容积比传统火管锅炉小很多，只有同容量传统火管锅炉的1/15～1/20，停炉散热损失比传统火管锅炉自然要小很多。节约的燃料与锅炉间断供汽的间隔及次数有关，一般可节省2～20%的燃料。

克雷登蒸汽发生器启、停迅速，无需热备用；火管锅炉热备用的热损失会造成较大的燃料浪费。

2.4 排污热损失及水垢、烟垢的控制

克雷登蒸汽发生器盘管进口炉水允许溶解固形物含量为8500ppm，浓缩倍率为5，排污水中总溶解固形物浓度达42500ppm。因而排污量小、节省能源。而火管锅炉炉水允许的总溶解固形物含量为3500ppm，此即为排污水总溶解固形物最高浓度。因而排污量大、浪费能源。

传统火管锅炉的经济排污率约为蒸发量的5%，克雷登蒸汽发生器的高浓度排污方式使其排污率仅为蒸发量的0.5%。可见，克雷登蒸汽发生器的排污率约为传统火管锅炉排污率的10%，性能极为优越。

克雷登蒸汽发生器采用强制循环方式供水，一根盘管通到底，盘管内水流速度较高，不易结水垢。可根据给水压力是否升高，即可判断出是否结水垢。而火管锅炉采用自然循环，水流速度较低，炉内管子较多，易结水垢。

克雷登蒸汽发生器可根据排烟温度升高及给水压力是否升高，可以判断出是否有烟垢。蒸汽发生器设备配有蒸汽吹灰及淋洗装置用以清除烟垢。操作简单。同时可以不停炉吹灰。

而火管锅炉仅仅看排烟温度升高，是无法准确地判断出是水垢还是烟垢的影响。同时火管锅炉复杂的结构使得烟垢难以清除。清除烟垢劳动强度大，费工费时，并且必须停炉。

3 结语

上述分析内容都表明，我公司使用的美国克雷登蒸汽发生器技术可节约优质的能源，实现能源的有效、最大化利用率，具有可观的经济效益以及社会效益，是一个值得信赖的节能品牌。

李忠义，男，天津，学历本科，研究方向热能利用。