關(guān)于開(kāi)展工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)管工作的思路

1、 文章編號(hào):100428774(2010 032442 03第一作者:葛升群(1963- , 教授級(jí)高工, 現(xiàn)任陜西省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所所長(zhǎng), 中國(guó)特種設(shè)備檢驗(yàn)協(xié)會(huì)常務(wù)理事。關(guān)于開(kāi)展工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)管工作的思路收稿日期:2010203208葛升群, 張曉明(陜西省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所, 西安710048D iscussi on on Supervisi on and Regul ati on of Energy Conservati on of I ndustr l GE 2(I I an 710048, China 摘:, 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布了高耗能特種設(shè)備節(jié)。針對(duì)鍋爐節(jié)能監(jiān)管工作存在

2、的問(wèn)題, 提出了一些思路和看法。關(guān)鍵詞:鍋爐; 節(jié)能; 監(jiān)管中圖分類號(hào):TK01+8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B0概述工業(yè)鍋爐是一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備, 它將煤、油、氣等一次能源轉(zhuǎn)換成蒸汽、熱水等熱載體的二次能源。據(jù)統(tǒng)計(jì), 2008年底我國(guó)共有工業(yè)鍋爐57萬(wàn)余臺(tái), 平均單臺(tái)容量只有2. 5t/h, 設(shè)計(jì)效率為72%80%, 實(shí)際運(yùn)行效率65%左右, 鍋爐運(yùn)行效率比國(guó)際先進(jìn)水平低1520個(gè)百分點(diǎn)。如將其實(shí)際運(yùn)行效率從65%提高到80%, 按照總提供能量不變, 其年節(jié)能潛力約7500萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤, 所以工業(yè)鍋爐的節(jié)能潛力十分巨大。為加強(qiáng)工業(yè)鍋爐的節(jié)能監(jiān)管, 提高能源利用效率, 促進(jìn)節(jié)能降耗, 根據(jù)中華人民共和國(guó)節(jié)約能源

3、法、特種設(shè)備安全監(jiān)察條例等法律、法規(guī)的規(guī)定, 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2009年7月3日制定并頒布了高耗能特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)督管理辦法。該辦法明確規(guī)定對(duì)鍋爐等高耗能特種設(shè)備在制造、安裝、維修、改造和使用環(huán)節(jié)進(jìn)行節(jié)能監(jiān)管。但是高耗能特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)管中存在很多的困難:(1 節(jié)能監(jiān)管辦法雖然出臺(tái), 但沒(méi)有制定實(shí)施該辦法的具體措施。因此目前我國(guó)特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)管工作都在摸索中。(2 如何在各個(gè)監(jiān)管環(huán)節(jié), 針對(duì)不同環(huán)境條件、燃料條件及運(yùn)行要求的鍋爐能效情況作出定量判斷, 沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn); 如果不能對(duì)鍋爐能效情況作出判斷, 那么節(jié)能監(jiān)管工作也無(wú)法落到實(shí)處;(3 安全監(jiān)察與節(jié)能監(jiān)管如何整合沒(méi)有先例; (4 節(jié)能

4、技術(shù)法規(guī)尚處于空白, 工業(yè)鍋爐使用環(huán)節(jié)中的能效監(jiān)測(cè)也沒(méi)有合適的標(biāo)準(zhǔn)和方法。從現(xiàn)有情況分析, 由于鍋爐設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)的技術(shù)、管理法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)齊全, 因此鍋爐節(jié)能監(jiān)管工作應(yīng)以工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)為突破重點(diǎn), 而在安裝、修理、改造和使用環(huán)節(jié)應(yīng)先進(jìn)行試點(diǎn), 積累經(jīng)驗(yàn)。我們認(rèn)為, 要保證工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)管工作的順利進(jìn)行, 必須解決兩個(gè)問(wèn)題。第一是如何對(duì)不同情況工業(yè)鍋爐的能效進(jìn)行判斷; 第二是如何將節(jié)能監(jiān)管和安全監(jiān)察工作結(jié)合起來(lái)。其中對(duì)工業(yè)鍋爐的能效情況進(jìn)行判斷是開(kāi)展工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)管工作的前提和難點(diǎn), 而節(jié)能監(jiān)管和安全監(jiān)察的結(jié)合是節(jié)能工作開(kāi)展的保證。本文重點(diǎn)針對(duì)不同情況鍋爐能效判定的方法進(jìn)行一些探討, 以供

5、從事特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)管工作的同行參考。1制造環(huán)節(jié)鍋爐能效情況判定方法的探討工業(yè)鍋爐熱工性能測(cè)試是對(duì)鍋爐能效情況進(jìn)行判定直接、權(quán)威的辦法。我國(guó)現(xiàn)行的熱工性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要有G B /T 108202002生活鍋爐熱工性能測(cè)試規(guī)范和G B /T 101802003工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)范。制造環(huán)節(jié)的熱工性能測(cè)試在上述標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)當(dāng)屬于定型或鑒定試驗(yàn), 要求使用正平衡和反平衡的方法對(duì)鍋爐的出力和熱效率進(jìn)行測(cè)定。工業(yè)鍋爐制造廠家眾多、各廠鍋爐產(chǎn)品型號(hào)繁雜, 加之大部分型號(hào)的鍋爐未進(jìn)行過(guò)鍋爐熱工性能測(cè)試。如果逐型號(hào)進(jìn)行熱工性能測(cè)試, 在技術(shù)上存44工業(yè)鍋爐2010年第3期(總第121期 在以下問(wèn)題。(1 絕大多

6、數(shù)型號(hào)鍋爐的熱工性能測(cè)試因條件限制, 只能在用戶處進(jìn)行, 但是用戶處負(fù)荷和鍋爐的額定出力并不一定匹配, 而熱工測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)明確要求定型或鑒定試驗(yàn)測(cè)試期間實(shí)測(cè)出力應(yīng)達(dá)到額定出力的97%105%, 同時(shí)也明確規(guī)定了鍋爐實(shí)際出水溫度、蒸汽壓力等參數(shù)和設(shè)計(jì)出水溫度、蒸汽壓力等參數(shù)之間的偏差范圍。在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中要完全滿足上述條件有一定困難, 例如蒸汽壓力, 一般工業(yè)鍋爐的正常運(yùn)行壓力均小于鍋爐的設(shè)計(jì)壓力, 有時(shí)相差很大。(2 , , 測(cè)試結(jié)束后送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化驗(yàn)分析。因此一般測(cè)試時(shí)無(wú)法判斷燃煤的種類是否與設(shè)計(jì)煤種一致或相近, 如果測(cè)試前先對(duì)煤種進(jìn)行分析又會(huì)使測(cè)試周期過(guò)長(zhǎng)。如果出現(xiàn)上述情況, 對(duì)工業(yè)鍋爐熱工性

7、能測(cè)試的準(zhǔn)確性和權(quán)威性有很大影響, 因此工業(yè)鍋爐的熱工性能測(cè)試是一件很復(fù)雜的事情。同時(shí)即使具備測(cè)試條件, 完成一臺(tái)工業(yè)鍋爐的測(cè)試也需要35天的時(shí)間。從陜西省的實(shí)際情況看, 每個(gè)廠每個(gè)型號(hào)的工業(yè)鍋爐均進(jìn)行熱工性能測(cè)試, 沒(méi)有35年的時(shí)間是無(wú)法完成的。那么在此期間未進(jìn)行熱工性能測(cè)試的鍋爐能效情況如何判斷? 能效情況不能判斷, 節(jié)能監(jiān)管也無(wú)法進(jìn)行。因此符合實(shí)際的做法是以工業(yè)鍋爐產(chǎn)品能效分析評(píng)價(jià)和工業(yè)鍋爐熱工性能測(cè)試相結(jié)合, 對(duì)各工業(yè)鍋爐制造廠制造環(huán)節(jié)的產(chǎn)品能效情況進(jìn)行判定。能效分析評(píng)價(jià)是通過(guò)對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)資料的審查, 對(duì)鍋爐的能效情況作出初步判斷。2005年出版的層狀燃燒及流化床燃燒工業(yè)鍋爐熱力計(jì)算辦法

8、等工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算方法, 對(duì)層狀燃燒及流化床燃燒燃煤鍋爐的熱力計(jì)算作出了詳細(xì)規(guī)定, 可以滿足絕大多數(shù)中小型燃煤工業(yè)鍋爐的設(shè)計(jì)要求。實(shí)踐表明, 嚴(yán)格按照該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱力計(jì)算的鍋爐, 其熱工性能指標(biāo)基本上可以滿足要求。中小型燃油燃?xì)忮仩t雖然沒(méi)有權(quán)威熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn), 但是陜西省鍋爐制造單位生產(chǎn)燃油燃?xì)忮仩t已經(jīng)有20年的歷史了, 實(shí)踐表明參考燃煤鍋爐的計(jì)算也是可以滿足要求的。而陜西省目前鍋爐制造企業(yè)均以生產(chǎn)中小型工業(yè)鍋爐為主, 因此以能效分析評(píng)價(jià)作為工業(yè)鍋爐熱工性能測(cè)試的補(bǔ)充, 為工業(yè)鍋爐能效情況的判斷提供依據(jù)是可行的, 也可大大降低企業(yè)的負(fù)擔(dān)。當(dāng)然, 由于設(shè)計(jì)計(jì)算與工程實(shí)際總是存在一定的誤差, 因此能效

9、分析評(píng)價(jià)不能代替工業(yè)鍋爐熱工性能測(cè)試。對(duì)能效分析評(píng)價(jià)合格的工業(yè)鍋爐只可以允許在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行試制。當(dāng)對(duì)能效分析評(píng)價(jià)結(jié)果有異議時(shí), 應(yīng)當(dāng)對(duì)工業(yè)鍋爐進(jìn)行熱工測(cè)試, 并以熱工測(cè)試結(jié)果為準(zhǔn)。2, 顯然是不現(xiàn)實(shí)的。因此在使用環(huán)節(jié)節(jié)能監(jiān)管中需要有一種快速、便捷并相對(duì)準(zhǔn)確的測(cè)試辦法代替完整的熱工性能測(cè)試。(1 對(duì)鍋爐進(jìn)行快速檢測(cè)的可行性分析考慮到在鍋爐的五種熱損失中排煙熱損失、固體不完全燃燒熱損失占到了鍋爐整個(gè)熱損失的95%以上, 因此我們對(duì)鍋爐進(jìn)行快速檢測(cè)時(shí)重點(diǎn)應(yīng)考慮這兩個(gè)損失。排煙熱損失和固體不完全燃燒熱損失的準(zhǔn)確測(cè)試是一件很復(fù)雜的事情, 需要測(cè)量的參數(shù)很多。但是通過(guò)工程實(shí)踐, 熱工性能檢測(cè)人員很早就發(fā)

10、現(xiàn)這兩個(gè)損失和某一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)之間存在密切的關(guān)系, 很多研究機(jī)構(gòu)也對(duì)這種關(guān)系做了大量的研究工作。其中排煙熱損失與排煙溫度和過(guò)量空氣系數(shù)有密切的關(guān)系。上海工業(yè)鍋爐研究所經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn), 給出了燃用類煙煤時(shí)不同過(guò)量空氣系數(shù)和排煙溫度下排煙熱損失的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1(胡恒久等編著的工業(yè)鍋爐節(jié)能環(huán)保培訓(xùn)教材。表1排煙熱損失經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表過(guò)量空氣系數(shù)排煙溫度對(duì)熱效率的影響1. 8排煙溫度每變化16影響鍋爐熱效率約1%2. 2排煙溫度每變化14影響鍋爐熱效率約1%2. 8排煙溫度每變化12影響鍋爐熱效率約1%3. 5排煙溫度每變化8影響鍋爐熱效率約1%注:其他不同的過(guò)量空氣系數(shù)和排煙溫度下的排煙熱損失可以通過(guò)差值法

11、估算。由此可見(jiàn), 通過(guò)測(cè)量過(guò)量空氣系數(shù)和排煙溫度估算排煙熱損失的方法是可行的。當(dāng)鍋爐的燃料一定時(shí), 固體不完全燃燒損失與爐渣含碳量有密切的關(guān)系。圖1是根據(jù)上海工業(yè)鍋爐研究所研究數(shù)據(jù)繪制的一種類煙煤固體不完全燃燒損失與爐渣含碳量之間的關(guān)系。54探討園地關(guān)于開(kāi)展工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)管工作的思路 圖1很小, , 測(cè)量。50以內(nèi)時(shí)散熱。從以上分析可以看出, 通過(guò)控制排煙溫度、過(guò)量空氣系數(shù)、爐渣含碳量及爐體壁溫, 就可以將鍋爐的熱效率控制在一定范圍內(nèi)。因此通過(guò)測(cè)量排煙溫度、過(guò)量空氣系數(shù)、爐渣含碳量及爐體壁溫, 就可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)鍋爐的熱效率有一個(gè)相對(duì)準(zhǔn)確的判斷, 所以快速檢測(cè)的概念在理論上是成立的。實(shí)際上早在上

12、世紀(jì)九十年代, 我國(guó)就頒布了G B /T153171994工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測(cè)方法, 該標(biāo)準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)之一就是通過(guò)測(cè)量排煙溫度、過(guò)量空氣系數(shù)、爐渣含碳量及爐體壁溫的數(shù)值, 并規(guī)定各參數(shù)的合格值, 然后將兩者的比較情況作為鍋爐節(jié)能情況評(píng)價(jià)的一部分內(nèi)容。而G B /T179542007工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行也將排煙溫度、過(guò)量空氣系數(shù)、灰渣可燃物含量作為鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評(píng)價(jià)的一部分內(nèi)容。但是G B /T 153171994工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測(cè)方法中排煙溫度、過(guò)量空氣系數(shù)、爐渣含碳量及爐體壁溫的合格指標(biāo)偏低。例如對(duì)燃煤鍋爐, 0. 7t/h的鍋爐排煙溫度最高可以允許達(dá)到250, 過(guò)量空氣系數(shù)可以達(dá)到2. 4, 而從表1給

13、出的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系我們可以很容易的計(jì)算出過(guò)量空氣系數(shù)為2. 4時(shí), 排煙溫度每降低13. 3影響鍋爐熱效率約1%, 那么排煙熱損失就約為18. 8%, 顯然過(guò)高。還有爐渣含碳量的規(guī)定, 未區(qū)分鍋爐的大小, 對(duì)煤種的劃分也過(guò)于簡(jiǎn)單。相比較而言, G B /T179542007工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中對(duì)于排煙溫度、過(guò)量空氣系數(shù)、爐渣含碳量控制值的規(guī)定就合理得多。實(shí)際上, G B /T 179542007工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中將工業(yè)鍋爐的運(yùn)行水平分為一、二、三級(jí)考核的理念對(duì)節(jié)能監(jiān)管工作的開(kāi)展及節(jié)能產(chǎn)品的推廣意義重大。但G B /T 179542007工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中考核指標(biāo)評(píng)判的最重要依據(jù)還是鍋爐熱效率。從前面的

14、分析我們可以得知, 因此實(shí)行179542007。綜上所述, 我們是否可以將G B /T 179542007工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的考核理念及單項(xiàng)參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)與G B /T 101802003工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)范中相關(guān)參數(shù)的測(cè)量方法結(jié)合在一起, 在快速、便捷、相對(duì)準(zhǔn)確的原則下, 制定一部鍋爐快速檢測(cè)及能效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn), 作為使用環(huán)節(jié)鍋爐能效情況判定的方法和依據(jù)。(2 進(jìn)行鍋爐快速檢測(cè)需要解決的問(wèn)題鍋爐快速檢測(cè)應(yīng)在鍋爐運(yùn)行期間進(jìn)行, 那么鍋爐的運(yùn)行工況(負(fù)荷情況、蒸汽壓力等 對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響很大。G B /T 153171994工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測(cè)方法中規(guī)定“鍋爐監(jiān)測(cè)測(cè)試應(yīng)在正常生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行工況下進(jìn)行”, 這一規(guī)定可以參考。但是實(shí)際運(yùn)行工況如何判定、如何掌握還是需要在實(shí)際工作中積累經(jīng)驗(yàn)。因此建議可以選擇一個(gè)地區(qū)對(duì)在用工業(yè)鍋爐使用快速能效檢測(cè)方法進(jìn)行試點(diǎn)。應(yīng)