談談鍋爐節(jié)煤的基本措施

1、談談鍋爐節(jié)煤的基本措施Discussion on the Basic Measures for Saving Coals from Boiler摘要主敘七項節(jié)煤措施，以確保鍋爐達到規(guī)定的熱效率。關鍵詞：鍋爐熱效率鍋爐節(jié)煤AbstractThis paper mainly describes the seven steps for saving coals to make sure the boiler would reach the specified heat efficiency.Keywords：heat efficiency of boiler, saving coals from b

2、oiler隨著我國國民經濟的發(fā)展，鍋爐在工農業(yè)生產和人民生活中已得到廣泛使用。由于鍋爐的不斷增加，煤炭的需求量也迅速增加。據不完全統(tǒng)計，我國現有各種類型的鍋爐達40萬臺以上，年耗煤量占全國煤炭總消耗量的三分之一左右。雖然目前有些設計不合理，且耗煤量大的鍋爐已淘汰更新，有的也進行了一系列技術改造，但是，由于管理和司爐人員操作等方面的原因，耗煤量仍據高不下。筆者根據多年實踐的經驗和教訓，認為鍋爐節(jié)煤應該重點采取如下基本措施：一、加強鍋爐房熱工設備及輸送管道保溫和維護保養(yǎng)對鍋爐房內熱工設備及管道保溫(含室外輸送管道)，其目的是減少向周圍空氣中散熱，達到節(jié)能，滿足生產和生活需要的壓力和溫度。鍋爐房內熱

3、工設備，一般有汽包，熱交換器、熱水箱、余熱回收設備等，輸送管道有蒸汽、熱水管道。由于這些熱工設備和輸送管道的溫度比空氣溫度高得多，于是熱量就會不斷地向四周空間傳遞散失，因而降低了介質的溫度和質量。在一般人看來，保溫措施對節(jié)能的影響好像不是很直接的，也就是說不很明顯，其實不然，只要通過保溫的對比計算，就不難看出其真正的實際效果，結論是保溫與不保溫大不一樣，一般敷設保溫層后，可使散熱損失減少90%。表1所列數據是根據傳熱學基本公式計算得來的，足以說明問題。表1無保溫平壁和管道的散熱損失介質溫度 （）平壁散熱（W/m）不同內徑管子（mm）散熱損失（W/m2）100150200250300350100

4、1120340480670740900100015022306909701270149017902080200365011201560208025452980342025053601670254032003870447051403007440230033504050536064007210350101203130447061007440855098304001303040906050791098901132013030實測數據表明，當外界空氣溫度為25時，1.2m的管子，蒸汽溫度為200時，若無保溫措施，一年損失的熱量相當于2噸多標準煤。全國有近40萬臺鍋爐，若只有少部分未保溫或者保溫不徹底，

5、其損失的燃料是相當驚人的。所謂保溫不徹底，是指有些單位認為鍋爐外的輸送管道及部分熱工設備系在露天，應當保溫，而鍋爐房內的就不須保溫；另外，有些單位雖然對所有的熱工設備和輸送管道進行了保溫，但忽視對法蘭、閥件的保溫，殊不知，未保溫的法蘭和閥件的熱損失分別相當于長度為0.5m和1m同樣直徑光管的熱損失。那么，如何加強鍋爐房熱工設備和輸送管道保溫呢?這就須做到：1、保溫前，須按照設計要求，因地制宜，選擇保溫材料。一般要求是：熱導率低，有較高的耐熱溫度，抗壓強度好；容重小，吸濕性小，對管壁無腐蝕，易成型，便于安裝等特點。目前采用較多的有巖棉和珍珠巖等。對于外保溫層的材料選擇，也有明確要求。2、要保證足

6、夠的保溫層厚度。厚度的確定，須根據介質溫度而定，不可盲目，否則達不到理想的節(jié)能效果。3、確保施工質量。一般保溫方式有涂抹式、預制式、填充式、捆扎式等多種，無論采取哪種方式，都必須嚴格按照施工程序辦理，少一道工序都不行。對于熱工設備，由于面積大，保溫層不易附著在設備表面，因而必須焊置一些鉤釘，并布置一層鍍鋅鐵絲網，使其與鉤釘扎牢。要求保溫后的設備及管道外保溫層溫度不超過50為合格。我們在多次鍋爐房檢查中，發(fā)現有不少單位雖然按照上述要求對熱工設備及輸送管道敷設了保溫層，但在維護保養(yǎng)上有所忽視，保溫層脫落損壞后，不及時修復，因而大量雨水從損壞處滲入，造成不必要的熱損失?？偠灾訌婂仩t房熱工設備和

7、輸送管道的保溫，并加強維護保養(yǎng)，是節(jié)約能源的一項重要措施，切不可忽視。二、要經常清除受熱面上的煙灰無論鍋爐使用固體還是液體燃料，只要鍋爐運轉一段時間，爐膛內和其它部位受熱面和煙道上都會粘附煙灰。煙灰與水垢一樣，導熱性能較差。煙灰的導熱系數是916W/m·K，其導熱系數平均值比水垢小，且僅為鋼板的1/463。由此可見，煙灰比水垢傳熱的影響還要大。一旦鍋爐受熱面上粘附煙灰后，同樣會降低熱效率，增加能耗。我們從圖1可以看出，煙灰厚度即使只有0.5mm，就要增加燃料消耗5%。煙灰厚度增加，燃料消耗也相應增加。圖1煙灰厚度與燃料消耗曲線由于煙灰阻礙傳熱，浪費能源，因此，必須定期清除。清除煙灰的

8、方法有幾種，以往多以停爐人工清刷為多，也有的采取蒸汽吹灰的方法。這些方法效率不高，勞動強度大，清灰不徹底，往往還影響生產和生活。現在推廣的是采用清灰劑抑制和清除煙灰。也就是不須停爐，可將清灰劑由觀察孔投進爐膛，也可用噴槍噴入。當清灰劑在爐膛高溫區(qū)燃燒時，會產生堿金屬陽離子附在管壁等受熱面上，由于同性相斥，這些帶電粒子間不易凝聚成較大顆粒，而粒子愈小，愈易于充分接觸氧而燃燒完全，因而在氧化劑的作用下，這些細小粒子會迅速被燒掉，故能使受熱面保持其清潔，這就是清灰劑在燃燒過程中抑制煙灰生成的機理。對于已附著在受熱面上的煙灰，同樣可在清灰劑在燃燒過程中產生的化學煙霧以及氣體沖擊波而使之疏松脫落。目前使

9、用較多的有催化型和氧化型化學清灰劑，使用效果較好。清灰劑在投用前，使用單位應根據鍋爐積灰情況對癥下藥，一般為燃料消耗量的萬分之一至一點五。每天投23次。初投時，應為正常投藥量的23倍，如果煙灰結得嚴重，可適當增加，對于結煙灰嚴重，清灰劑效果不佳時，應停爐采取人工除灰的方法。三、定期清除鍋爐中的水垢鍋爐運轉一段時間后，如果水處理工作不佳，水質不合格，鍋爐管內、鍋筒內就會結生水垢。水垢的導熱性能差，僅為鋼板的數十分之一到數百萬分之一（鋼板的導熱系數為58W/m·k）。鍋爐結垢，不僅對鍋爐安全運行造成極大危害，而且使燃料大量浪費。由熱量傳遞公式可以看出，傳熱量Q與導熱系數，溫差t，受熱面F

10、成正比，與受熱面厚度成反比。在一般情況下，溫差較小，因而t可視為定值。當一臺鍋爐結生水垢后，若水垢厚度不計時，取混合水垢導熱系數0.8W/m·k，鋼板導熱系數58W/m·k，代入上式可知：有水垢時：；無水垢時：則相差72.5倍，由此可見，水垢導熱系數越低，水垢厚度越厚，燃料浪費就越大。根據測定，水垢厚度與浪費燃料的關系見表2。表2水垢厚度與浪費燃料對應表水垢厚度（mm）0.51358浪費燃料（%）2355101534鍋爐結生水垢后，應該采取積極措施清除。目前清除水垢的方法有機械、人工、化學除垢三種方法。機械除垢比較簡單，但不徹底，固很少使用。人工除垢也是不徹底的，只有人能夠

11、進入的部位才能清除?；瘜W除垢以酸洗、堿煮方法使用較為廣泛，尤以酸洗方法被人們接受，其特點是清除水垢比較徹底，而且能使老垢溶解，可通過排污管排除。使用單位在選擇除垢方法時，應根據鍋爐結垢情況而定，不可盲目，否則達不到最佳除垢效果。清除水垢只是一種補救措施，而關鍵的是要預防水垢的生成，也就是說要搞好鍋爐不處理工作。調查數據表明，目前在用鍋爐使用單位的領導，對水處理工作不夠重視占有相當大的比例，有的水處理設備損壞了不修理；有的樹脂流失和失效而不及時補充更換；有的不安排專職水處理操作工和化驗人員，沒建立健全崗位責任制，對于爐內加藥處理的，加藥斗只是一種擺設，根本沒有定期加藥，因而，水垢的生成是不可避免

12、的。如果每一個鍋爐使用單位都能重視水處理工作，不僅能保證安全，而且還能節(jié)約大量燃料，可以說是“一本萬利”的。四、消滅滲漏現象，保證設備完好鍋爐房內滲漏現象，是比較常見的。滲漏不僅會對鍋爐周圍鋼板造成腐蝕，使之減薄，危及安全運行，而且滲漏出的熱水以及蒸汽會滲透到保溫層中后凝結成水使保溫材料失去保溫效果，浪費大量能源。對于蒸汽鍋爐，漏汽在平時不引人注意，好像不多，但算起帳來可就不少了。例如，當一臺鍋爐汽壓為1MPa時，若人孔漏汽處有相當于1mm的孔眼，則每小時就會漏掉蒸汽2.50kg多。漏氣量可按下式計算：式中：G漏汽量；kg/h D小孔直徑；mm P蒸汽壓力；MPa U蒸汽比容。m3/kg隨著鍋

13、爐使用壓力的不斷升高，如果小小的孔眼不及時消除，久之會使得孔眼增大滲漏加劇，因而，浪費的蒸汽就越多，燃料消耗也會增多。對于用汽量較大的單位，若漏汽嚴重，氣壓就很難保證，司爐人員就不得不拼命地添加燃料，增大鼓風和引風，這樣無形中增加了燃料消耗，同時也增加了電耗。我們可以從上述公式看出，孔眼越大，壓力越高，漏汽損失就越大，見表3。表3不同直徑孔眼的漏汽損失（kg/h）表壓力 （MPa）孔眼直徑（mm）1234560.10.612.445.499.7615.2521.960.20.943.768.4515.0423.4933.820.31.214.8310.8719.3230.2043.480.41

14、.445.7612.9623.0335.9951.830.51.656.6114.8826.4541.3359.510.61.857.4216.6929.6746.3666.760.72.048.1518.3432.6050.9473.350.82.218.8619.9335.4355.3679.710.92.389.5221.4138.0659.4885.6412.5110.1722.8940.7063.5991.57當兩臺鍋爐效率不同（60%或70%），煤炭低位發(fā)熱量為5000kcal/kg的條件下，若鍋爐每周運行6天，每天3班連續(xù)生產，則每年因漏汽造成的燃煤損失量見表4。表4因漏汽而造成

15、的燃煤損失（噸/年）孔眼直徑（mm）鍋爐效率60%鍋爐效率70%蒸汽表壓（MPa）蒸汽表壓（MPa）0.30.50.70.30.50.711.922.633.251.612.192.7127.7010.5512.856.418.8010.82317.4023.7029.2014.4219.8024.35430.7542.2052.0025.6535.1043.40548.1065.9081.1040.1054.9067.70669.2094.90117.2057.8079.1097.50表3和表4可以看出，在輸送和使用蒸汽過程中，如有10個不大的滲漏點，每小時要浪費幾百公斤蒸汽，一年就要浪費幾

16、百噸煤炭，必須引起重視。鍋爐房內滲漏，一般發(fā)生在鍋爐安全閥、水位表、各種閥門、人孔、手孔填料處，以及法蘭連接處。明顯滲漏從外觀可以看到，有一些則是閥門關不嚴以及閥芯損壞而內漏，不易查覺。滲漏是完全可以杜絕的，因為大部滲漏多是填料損壞所至，只要更換填料即可。有些閥門內漏，只要細心觀察，也不難發(fā)現。一旦發(fā)現，應及時關緊，閥芯損壞的應更換新閥門。五、充分利用鍋爐煙道余熱，提高給水溫度鍋爐在運轉時，排煙溫度都是較高的，一般快裝和散裝鍋爐的排煙溫度在250左右，而小型立式鍋爐由于煙氣在爐膛內停留時間短，排煙溫度可達500左右。目前使用的快裝和散熱鍋爐均安裝有鑄鐵省煤器，而立式鍋爐沒有安裝。安裝省煤器，主

17、要是利用煙道氣余熱，以達到提高鍋爐給水溫度，節(jié)約燃料的目的。但是，筆者在多年的實際工作中，發(fā)現鑄鐵省煤器的節(jié)煤率并不高。按照設計，省煤器的節(jié)煤率在810%左右，但在使用過程中，節(jié)煤率不到4%。其原因有：1、省煤器的進水方式是間斷性的，當鍋爐給水停止后，省煤器的作用隨之降低，如果長時間不進水，還易發(fā)生水擊事故；2、省煤器內部設計有許多鰭片，由于進水方式不合理，在溫差較大的情況下，最易堵灰，使傳熱效果變差，節(jié)煤率下降。堵灰嚴重時，必須停爐清灰，而且清灰相當困難，影響生產和生活的正常進行；3、省煤器管內部粗糙，當水質不好時，最易結垢，使得管內流通面積減少，傳熱效果差。當管路完全被水垢堵死后，省煤器則

18、失去作用。另外，還因使用不當，會發(fā)生事故，所以有不少單位將其棄之不用，有的干脆取掉了省煤器，這樣使得鍋爐煙道余熱未充分利用，白白浪費。為了解決這一問題，我們與有關設計專家一道，根據各類鍋爐不同的特點，設計安裝了多種類型的鋼管余熱回收水箱，以取代鑄鐵省煤器。如圖2所示是設計采用比較多的一種。鋼管余熱回收水箱的特點是：傳熱面積大，效果好，不易積灰，清灰方便，節(jié)煤效果明顯，可將水溫加熱到95100，也就是說提高了鍋爐給水溫度，保證了汽壓的穩(wěn)定，相應減少了向爐膛的投煤量。室溫高時，還有少量蒸汽從放空管排出，節(jié)約均在11.6%以上，用戶反映好，并得到推廣。圖2鋼管余熱回收水箱示意圖六、提高司爐人員操作水

19、平，確保鍋爐低耗正常運行司爐人員是鍋爐的主要操作者，鍋爐是否能保證低耗正常運行，與司爐人員操作水平高低有相當密切的關系。實踐證明，提高司爐人員操作水平而取得的效果占節(jié)能量的1/3左右。筆者認為，司爐人員在操作過程中，要充分認識到操作與節(jié)能的關系，抓好節(jié)煤、節(jié)電和節(jié)熱三個環(huán)節(jié)。要抓好以上三個環(huán)節(jié)，首先必須保證鍋爐運行中操作的正確性，司爐人員在鍋爐操作過程中，必須根據鍋爐型式而合理正確操作。對于小型立式、臥式手燒爐排鍋爐，應該在向爐膛投煤前，保證煤的混合均勻，即將大塊煤敲碎，使其在爐膛內能很快著火燃燒。在干燥的煤中還須摻入510%的水，其目地是增加煤的粘性，改善通風，使煤燃燒完全，并減少爐膛未完全

20、燃燒的炭黑粒子的損失。加水過多，不僅達不到預期的目的，反而會延長著火時間，增加熱損失。每次投煤時，不能太多，必須做到“少、勤、勻、快”，減少冷風進入爐膛。投煤時應先看爐膛的火侯，當火焰呈黃色時，證明火床燃燒良好，此時投煤并撥火，只有少量的炭黑粒子隨煙氣帶出，其它的能迅速燃燒，減少了浪費。投煤量一般每平方米爐排面積為1.54kg，火層厚度控制在100200mm，火層過薄易產生風洞，增加過剩空氣量，火層過厚妨礙通風，易造成不完全燃燒損失。對于機械爐排鍋爐，其操作要求除了與固定爐排鍋爐有部分相同的要求外，還有更高要求。一般控制鏈條鍋爐爐排的火層厚度為100150mm，往復爐排鍋爐火層厚70120mm

21、為佳。這樣能保證煤的充分燃盡，若火層過厚燃燒不好，還須增大鼓風，增加鼓風電耗。煤是否能燃燒完全，風量調節(jié)十分重要。風量調節(jié)或調節(jié)不及時，會使風煤配合不好造成鍋爐正壓燃燒，也就是說鼓風大于引風。一般要求爐膛負壓為19.6129.41Pa。但由于鼓風量大于引風量，無形中增加了給煤量和厚度，同時還增大了爐排的行走速度，使大量的煤還未完全燃燒就被排出爐外。鼓風機調大以后，會使煤中的揮發(fā)物和可燃氣體來不及燃燒就排出煙囪，使得化學不完全燃燒損失上升。與此同時煙氣溫度大大升高，導致了排煙損失上升。在一般人看來，正壓燃燒只是調大了鼓風機，增大了鼓風機電耗。其實不然，由于煙氣量增多，在煙道流通載面積不變的情況下，煙速也相應增大，而煙氣流通阻力隨煙速增加而成平方增加，因而會引起引風機的電耗上升。由于給煤速度的加快，上煤機也要加緊工作，相應增加了電耗。同時，出渣機也要不停地出渣，也增加了電耗。在此，避免鍋爐正壓燃燒，對節(jié)煤節(jié)電有很大好處。司爐人員在操作過程中，還須做到送汽先增負荷，關汽先減負荷。在向鍋爐進水時要充分利用省煤器、鋼管余熱回收水箱中帶有一定溫度的水，進水要勤，保持水位