中小型鍋爐的研究現(xiàn)狀及某鍋爐的節(jié)能改造

中小型鍋爐的研究現(xiàn)狀及某鍋爐的節(jié)能改造廣西大學2024屆本科畢業(yè)生論文PAGE廣西大學2024屆本科畢業(yè)生論文中文摘要目前，節(jié)能環(huán)保成為世界性的問題，成為影響人類生活質(zhì)量及后代開展的一個非常重要的課題。我國作為一個開展中的人口大國，能源消費量與日劇增。雖然經(jīng)濟建設(shè)取得了很大的成就，但同時也因此付出了沉重的環(huán)境和資源的代價。本文主要針對國內(nèi)運行中的中小型工業(yè)鍋爐效率低、耗能大、污染嚴重的特點，通過以中小型鍋爐為研究對象，在總結(jié)歸納眾多的專家學者研究成果的根底上，分析各類常見中小型鍋爐的優(yōu)缺點并對一些工業(yè)鍋爐的常見的問題提出改造方向，以設(shè)計出效率高、低耗能的鍋爐。本文將介紹一些科技含量比擬高、環(huán)保節(jié)能型的鍋爐，并且從國家政策、現(xiàn)行的管理制度和監(jiān)管體制、鍋爐的原料以及對提高鍋爐效率、鍋爐節(jié)能的主要影響因素進行分析，最后針對組環(huán)式熱水鍋爐進行計算分析，闡述它的一些先進的技術(shù)措施及思路，并歸納總結(jié)其如何提高效率，以求能為我國工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排環(huán)保做出一點奉獻。關(guān)鍵詞：中小型鍋爐節(jié)能環(huán)保效率改造ResearchStatusofSmallandMedium-SizedBoilerandImprovementonEnergySavingforaBoilerABSTRACTAtpresent,energysavingandenvironmentalprotectionhasbecomeaworldwideproblem,affectingthequalityofhumanlifeandnextgenerations.Asadevelopingcountrywithalargepopulation,Chinabecomesmoreandmoredepengdonenergy,theconsumptionofenergyincreasedaybyday.Thoughtwehavemadeagreatprogressintheeconomicdevelopmentachievements,butatthesametimewealsopaidaheavypricefortheenvironmentandnaturalresources.Thispapermainlyresearchthedomesticoperationsofsmallandmedium-sizedindustrialboilers,lowefficiency,energyconsumption,andthecharacteristicsofseriouspollution.Byresearchsmallandmedium-sizedboilerandsummarytheresultofhugenumberofexpertsandscholars’researchonthissubject,afterthebasisananlysofvarioustypesofadvantagesanddisadvantagesofsmallandmedium-sizedboilersandindustrialboilers,thispaperwilldiscusssomeissuesaboutsmallandmedium-sizedboilerandgivesuggestionsandimprovementschemesonhowtodesignaefficientandenergysavingboilers.Inthispassage,I’llintroducesomehigh-tech,energysavingboilersandanalysethefactorsofnationalpolicy,existingmanagementsystemandmonitoringsystemaswellasrawmaterialofboilers.meanwhile,I’llalsoinvestigatehowtomakeboilermoreefficientandenergysaving.Describingsomeofitsadvancedtechnologyinitiativesandideasandsummarizedhowtoimprovetheirefficiencyandreducethetemperatureofexhaustgas.Makingsomecontributetothenation’splanforreduceemissionsandenvironmentalprotection.Keywords:Smallandmedium-sizedboilersenergyenvironmentalprotectionefficiencytransformation

目錄引言………………………1第一章工業(yè)鍋爐的開展、結(jié)構(gòu)、分類及工作………21.1鍋爐的開展…………21.2鍋爐的分類………41.3鍋爐的結(jié)構(gòu)………51.4鍋爐的工作………6第二章我國中小型鍋爐及局部鍋爐整改措施………82.1我國現(xiàn)有中小型鍋爐……………82.2局部鍋爐的整改措施………………12第三章國家政策的影響………………173.1一些興旺國家工業(yè)鍋爐政策法規(guī)…………………173.2我國政府的政策法規(guī)及做法……18第四章鍋爐的原料……………………224.1我國工業(yè)鍋爐原料的現(xiàn)狀…………224.2動力配煤及原煤洗選……………22第五章鍋爐操作人員素質(zhì)及鍋爐輔助設(shè)備的影響…275.1司爐人員的素質(zhì)對工業(yè)鍋爐的影響及解決方法…275.2我國工業(yè)鍋爐的附屬設(shè)備的現(xiàn)狀及解決方法……28第六章某種鍋爐的節(jié)能減排…………306.1組環(huán)式熱水鍋爐換熱機理及技術(shù)特性……………306.2組環(huán)式熱水鍋爐煙道內(nèi)的換熱……316.3輻射換熱空間及爐體體積比………356.4小結(jié)…………………36第七章總結(jié)……………38參考文獻…………………40致謝………………………41廣西大學2024屆本科畢業(yè)生論文PAGE1引言我國工業(yè)鍋爐的擁有數(shù)量多，鍋爐的型式各異，但熱效率普遍偏低，而且污染嚴重。在中小型鍋爐的節(jié)能減排方面，存在很大的潛力。近幾年，鍋爐產(chǎn)品中循環(huán)流化床鍋爐、新型水火管鍋爐得到較快的開展和市場商用化；垃圾燃燒鍋爐、生物燃料鍋爐等新產(chǎn)品也有不同程度的開展。另外，鍋殼式鍋爐根本上采用了螺紋煙管技術(shù)，該技術(shù)同樣應(yīng)用在其他換熱設(shè)備中。在鍋爐設(shè)備中的其他輔機產(chǎn)品方面，目前有燃煤分層裝置、鍋爐復(fù)合相變尾部換熱器、鍋爐計算機控制系統(tǒng)等。這些產(chǎn)品在現(xiàn)有鍋爐改造中有不同程度的應(yīng)用，其中燃煤分層裝置應(yīng)用相對廣一些。由于我國工業(yè)鍋爐產(chǎn)品的設(shè)計和制造大多側(cè)重于鍋爐本體而非燃燒設(shè)備，加上燃料供給品種及其質(zhì)量多變，使實際燃料與設(shè)計產(chǎn)生偏離，導致大多數(shù)鍋爐經(jīng)常處于低負荷運行。另外，鍋爐運行檢測儀表不全、司爐工操作技術(shù)和運行管理水平不高等致使我國工業(yè)鍋爐產(chǎn)品的實際運行效率往往要比鑒定熱效率低10～15個百分點，結(jié)果造成一次能源的浪費。至于燃油(氣)工業(yè)鍋爐目前存在的問題主要是排煙溫度過高，可通過增加尾部受熱面來解決。以某種熱水鍋爐的技改為例，討論了一種新型組環(huán)式熱水鍋爐獨特的煙道結(jié)構(gòu)，分析其根本技術(shù)特性，突出該熱水鍋爐的換熱面積小，換熱效率高。說明通過這一技術(shù)手段可以降低鍋爐的運行本錢和縮小爐體的體積，最終到達節(jié)能的目的。本文通過歸納總結(jié)中小型鍋爐的研究現(xiàn)狀，對提高鍋爐效率，節(jié)省能源，保護環(huán)境等方面提供努力的方向。第一章工業(yè)鍋爐的開展、結(jié)構(gòu)、分類及工作[1]1.1鍋爐的開展鍋爐的開展分鍋和爐兩個方面。18世紀上半葉，英國煤礦使用的蒸汽機，包括瓦特的初期蒸汽機在內(nèi)，所用的蒸汽壓力等于大氣壓力。18世紀后半葉改用高于大氣壓力的蒸汽。19世紀，常用的蒸汽壓力提高到0.8兆帕左右。與此相適應(yīng)，最早的蒸汽鍋爐是一個盛水的大直徑圓筒形立式鍋殼，后來改用臥式鍋殼，在鍋殼下方磚砌爐體中燒火。隨著鍋爐越做越大，為了增加受熱面積，在鍋殼中加裝火筒，在火筒前端燒火，煙氣從火筒后面出來，通過磚砌的煙道排向煙囪并對鍋殼的外部加熱，稱為火筒鍋爐。開始只裝一只火筒，稱為單火筒鍋爐或康尼許鍋爐，后來加到兩個火筒，稱為雙火筒鍋爐或蘭開夏鍋爐。1830年左右，在掌握了優(yōu)質(zhì)鋼管的生產(chǎn)和脹管技術(shù)之后出現(xiàn)了火管鍋爐。一些火管裝在鍋殼中，構(gòu)成鍋爐的主要受熱面，火(煙氣)在管內(nèi)流過。在鍋殼的存水線以下裝上盡量多的火管，稱為臥式外燃回火管鍋爐。它的金屬耗量較低，但需要很大的砌體。19世紀中葉，出現(xiàn)了水管鍋爐。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管，取代了鍋殼本身和鍋殼內(nèi)的火筒、火管。鍋爐的受熱面積和蒸汽壓力的增加不再受到鍋殼直徑的限制，有利于提高鍋爐蒸發(fā)量和蒸汽壓力。這種鍋爐中的圓筒形鍋殼遂改名為鍋筒，或稱為汽包。初期的水管鍋爐只用直水管，直水管鍋爐的壓力和容量都受到限制。二十世紀初期，汽輪機開始開展，它要求配以容量和蒸汽參數(shù)較高的鍋爐。直水管鍋爐已不能滿足要求。隨著制造工藝和水處理技術(shù)的開展，出現(xiàn)了彎水管式鍋爐。開始是采用多鍋筒式。隨著水冷壁、過熱器和省煤器的應(yīng)用，以及鍋筒內(nèi)部汽、水別離元件的改進，鍋筒數(shù)目逐漸減少，既節(jié)約了金屬，又有利于提高鍋爐的壓力、溫度、容量和效率。以前的火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐都屬于自然循環(huán)鍋爐，水汽在上升、下降管路中因受熱情況不同，造成密度差而產(chǎn)生自然流動。在開展自然循環(huán)鍋爐的同時，從30年代開始應(yīng)用直流鍋爐，40年代開始應(yīng)用輔助循環(huán)鍋爐。輔助循環(huán)鍋爐又稱強制循環(huán)鍋爐，它是在自然循環(huán)鍋爐的根底上開展起來的。在下降管系統(tǒng)內(nèi)加裝循環(huán)泵，以加強蒸發(fā)受熱面的水循環(huán)。直流鍋爐中沒有鍋筒，給水由給水泵送入省煤器，經(jīng)水冷壁和過熱器等蒸發(fā)受熱面，變成過熱蒸汽送往汽輪機，各局部流動阻力全由給水泵來克服。第二次世界大戰(zhàn)以后，這兩種型式的鍋爐得到較快開展，因為當時發(fā)電機組要求高溫高壓和大容量。開展這兩種鍋爐的目的是縮小或不用鍋筒，可以采用小直徑管子作受熱面，可以比擬自由地布置受熱面。隨著自動控制和水處理技術(shù)的進步，它們漸趨成熟。在超臨界壓力時，直流鍋爐是唯一可以采用的一種鍋爐，70年代最大的單臺容量是27兆帕壓力配1300兆瓦發(fā)電機組。后來又開展了由輔助循環(huán)鍋爐和直流鍋爐復(fù)合而成的復(fù)合循環(huán)鍋爐。在鍋爐的開展過程中，燃料種類對爐膛和燃燒設(shè)備有很大的影響。因此，不但要求開展各種爐型來適應(yīng)不同燃料的燃燒特點，而且還要提高燃燒效率以節(jié)約能源。此外，爐膛和燃燒設(shè)備的技術(shù)改進還要求盡量減少鍋爐排煙中的污染物(硫氧化物和氮氧化物)。早年的鍋殼鍋爐采用固定爐排，多燃用優(yōu)質(zhì)煤和木柴，加煤和除渣均用手工操作。直水管鍋爐出現(xiàn)后開始采用機械化爐排，其中鏈條爐排得到了廣泛的應(yīng)用。爐排下送風從不分段的“統(tǒng)倉風〞開展成分段送風。早期爐膛低矮，燃燒效率低。后來人們認識到爐膛容積和結(jié)構(gòu)在燃燒中的作用，將爐膛造高，并采用爐拱和二次風，從而提高了燃燒效率。發(fā)電機組功率超過6兆瓦時，以上這些層燃爐的爐排尺寸太大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易布置，所以20年代開始使用室燃爐，室燃爐燃燒煤粉和油。煤由磨煤機磨成煤粉后用燃燒器噴入爐膛燃燒，發(fā)電機組的容量遂不再受燃燒設(shè)備的限制。自第二次世界大戰(zhàn)初起，電站鍋爐幾乎全部采用室燃爐。早年制造的煤粉爐采用了Ｕ形火焰。燃燒器噴出的煤粉氣流在爐膛中先下降，再轉(zhuǎn)彎上升。后來又出現(xiàn)了前墻布置的旋流式燃燒器，火焰在爐膛中形成Ｌ形火炬。隨著鍋爐容量增大，旋流式燃燒器的數(shù)目也開始增加，可以布置在兩側(cè)墻，也可以布置在前后墻。1930年左右出現(xiàn)了布置在爐膛四角且大多成切圓燃燒方式的直流燃燒器。第二次世界大戰(zhàn)后，石油價廉，許多國家開始廣泛采用燃油鍋爐。燃油鍋爐的自動化程度容易提高。70年代石油提價后，許多國家又重新轉(zhuǎn)向利用煤炭資源。這時電站鍋爐的容量也越來越大，要求燃燒設(shè)備不僅能燃燒完全，著火穩(wěn)定，運行可靠，低負荷性能好，還必須減少排煙中的污染物質(zhì)。在燃煤(特別是燃褐煤)的電站鍋爐中采用分級燃燒或低溫燃燒技術(shù)，即延遲煤粉與空氣的混合或在空氣中摻煙氣以減慢燃燒，或把燃燒器分散開來抑制爐溫，不但可抑制氮氧化物生成，還能減少結(jié)渣。沸騰燃燒方式屬于一種低溫燃燒，除可燃用灰分十分高的固體燃料外，還可在沸騰床中摻入石灰石用以脫硫。1.2鍋爐的分類可以從不同角度出發(fā)對鍋爐進行分類：〔1〕按煙氣在鍋爐流動的狀況分：水管鍋爐、鍋殼鍋爐〔火管鍋爐〕、水火管組合式鍋爐?！?〕按鍋筒放置的方式分：立式鍋爐、臥式鍋爐。〔3〕按用途分：生活鍋爐、工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、車船用鍋爐?！?〕按介質(zhì)分：蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、汽水兩用鍋爐、有機熱載體鍋爐?！?〕按安裝方式分：快裝鍋爐、組裝鍋爐、散裝鍋爐?！?〕按燃料分：燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、余熱鍋爐、電加熱鍋爐、生物質(zhì)鍋爐?！?〕按水循環(huán)分：自然循環(huán)、強制循環(huán)、混合循環(huán)?！?〕按壓力分：常壓鍋爐、低壓鍋爐、中壓鍋爐、高壓鍋爐、超高壓鍋爐?！?〕按鍋爐數(shù)量分：單鍋筒鍋爐、雙鍋筒鍋爐?！?0〕按燃燒定在鍋爐內(nèi)部或外局部：內(nèi)燃式鍋爐、外燃式鍋爐?！?1〕按工質(zhì)在蒸發(fā)系統(tǒng)的流動方式可分為自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐等?！?2〕按制造級別分類：A級、B級、C級、D級、E級〔按制造鍋爐的壓力分〕。〔13〕按出口蒸汽壓力分為：低壓鍋爐〔P〈2.5MPa〕、中壓鍋爐〔22.5〈P〈4.0MPa〕、高壓鍋爐〔4.0〈P=10MPa〕、超高壓鍋爐〔10〈P=13.7MPa〕、單位質(zhì)量或單位容積的燃料完全燃燒時，按化學反響計算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內(nèi)有更多的時機與氧氣接觸而燃燒，實際送入爐內(nèi)的空氣量總要大于理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失，但排煙熱損失會增大，還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應(yīng)設(shè)法改進燃燒技術(shù)，爭取以盡量小的過量空氣系數(shù)使爐膛內(nèi)燃燒完全。鍋爐煙氣中所含粉塵(包括飛灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質(zhì)，未經(jīng)凈化時其排放指標可到達環(huán)境保護規(guī)定指標的幾倍到數(shù)十倍?？刂七@些物質(zhì)排放的措施有燃燒前處理、改進燃燒技術(shù)、除塵、脫硫和脫硝等。借助高煙囪只能降低煙囪附近地區(qū)大氣中污染物的濃度。煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力附著力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般采用重力沉降和慣性力的別離，在較高容量下常采用離心力別離除塵靜電除塵器和布袋過濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏—水膜除塵器中水滴水膜能粘附飛灰，除塵效率很高還能吸收氣態(tài)污染物。1.4鍋爐的工作鍋爐參數(shù)是表示鍋爐性能的主要指標，包括鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度、給水溫度等.鍋爐容量可用額定蒸發(fā)量或最大連續(xù)蒸發(fā)量來表示。額定蒸發(fā)量是在規(guī)定的出口壓力、溫度和效率下，單位時間內(nèi)連續(xù)生產(chǎn)的蒸汽量。最大連續(xù)蒸發(fā)量是在規(guī)定的出口壓力、溫度下，單位時間內(nèi)能最大連續(xù)生產(chǎn)的蒸汽量。蒸汽參數(shù)包括鍋爐的蒸汽壓力和溫度，通常是指過熱器、再熱器出口處的過熱蒸汽壓力和溫度如沒有過熱器和再熱器，即指鍋爐出口處的飽和蒸汽壓力和溫度。給水溫度是指省煤器的進水溫度，無省煤器時即指鍋筒進水溫度。鍋爐可按照不同的方法進行分類。鍋爐按用途可分為工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐和機車鍋爐等；按鍋爐出口壓力可分為低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界壓力、超臨界壓力等鍋爐；鍋爐按水和煙氣的流動路徑可分為火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐，其中火筒鍋爐和火管鍋爐又合稱為鍋殼鍋爐；按循環(huán)方式可分為自然循環(huán)鍋爐、輔助循環(huán)鍋爐(即強制循環(huán)鍋爐)、直流鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐；按燃燒方式，鍋爐分為室燃爐、層燃爐和沸騰爐等。在水汽系統(tǒng)方面，給水在加熱器中加熱到一定溫度后，經(jīng)給水管道進入省煤器，進一步加熱以后送入鍋筒，與鍋水混合后沿下降管下行至水冷壁進口集箱。水在水冷壁管內(nèi)吸收爐膛輻射熱形成汽水混合物經(jīng)上升管到達鍋筒中，由汽水別離裝置使水、汽別離。別離出來的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過熱器，繼續(xù)吸熱成為一定溫度的過熱蒸汽〔目前大多300MW、600MW機組主汽溫度約為540℃左右〕，然后送往汽輪機。在燃燒和煙風系統(tǒng)方面，送風機將空氣送入空氣預(yù)熱器加熱到一定溫度。在磨煤機中被磨成一定細度的煤粉，由來自空氣預(yù)熱器的一局部熱空氣攜帶經(jīng)燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其余的熱空氣混合燃燒，放出大量熱量。燃燒后的熱煙氣順序流經(jīng)爐膛、凝渣管束、過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器后，再經(jīng)過除塵裝置，除去其中的飛灰，最后由引風機送往煙囪排向大氣。其工作原理圖如圖1-1所示：圖1-1某鍋爐工作原理概圖第二章我國中小型鍋爐及局部鍋爐整改措施2.1我國現(xiàn)有中小型鍋爐2.1.1鏈條爐鏈條爐是機械化程度較高的一種層燃爐。因其爐排類似于鏈條式履帶而得名。是工業(yè)鍋爐中使用較廣泛的一種爐型，在10-65t/h中等容量，甚至1-2t/h的小容量鍋爐中都有采用。鏈條爐是一種前飼式爐子，煤的燃燒過程是在移動中完成的，它的燃燒工況穩(wěn)定，熱效率較高，運行操作方便，勞動強度低，煙塵排放濃度較低。它屬于單面著火方式，運行時燃料無自身擾動，沿爐排長度方向燃料層有明顯的分區(qū)。為使燃料中的可燃物和飛灰可燃物燃盡，可以采用“二次風〞。由于著火條件不好，撥火又必須人工操作，因此它不適于燒水分很大、灰分又多、結(jié)焦性強的煤。它的另一個缺點是金屬耗量大[2]。鏈條爐如圖2-1所示：圖2-1鏈條爐結(jié)構(gòu)簡圖1—煤斗；2—煤閘門；3—爐排〔包括主動輪和從動輪〕；4—分段送風倉；5—防焦箱；6—看火孔；7—老鷹鐵；8—渣井；9—灰斗；10—人孔；11—下導軌2.1.2粉煤鍋爐粉煤鍋爐的煤經(jīng)過研磨得到的煤粉，顆粒很小，單位質(zhì)量的煤粉具有很大的外表積，能與空氣很好地混合，燃燒得很完全。機械不完全燃燒損失、化學不完全燃燒損失和爐膛出口過量空氣系數(shù)均比鏈條爐低，因此，煤粉爐的熱效率比鏈條爐高。煤粉爐是室燃爐，采用懸浮燃燒，因此負荷調(diào)整比鏈條爐迅速。

由于煤粉爐有完善的制粉系統(tǒng)，可以燃用劣質(zhì)煤，而鏈條爐不但對煤的粒徑有一定要求，而且要求燃用水分、灰分含量低，灰分熔點高，不具有強烈結(jié)焦性的優(yōu)質(zhì)煤。但煤粉爐需要龐大復(fù)雜的制粉設(shè)備，占地較大，投資較多，廠用電量增加，而且制粉系統(tǒng)工作時噪聲較大，制粉和燃燒系統(tǒng)以及鍋爐的對流受熱面磨損比擬嚴重，維護工作量較大。這些都是煤粉爐的缺點。煤粉爐的這些優(yōu)缺點，決定了只有大、中型鍋爐采用煤粉爐才能利大于弊。所以煤粉爐只適宜大、中型鍋爐，而小型鍋爐很少采用[3]。2.1.3循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐〔沸騰爐〕的根底上開展起來的，鍋爐采用床下點火〔油或煤氣〕，分級燃燒，一次風率占50—60%飛灰循環(huán)為低倍率，中溫別離灰渣排放采用干式，分別由水冷螺旋出渣機、灰冷卻器及除塵器灰斗排出。爐膛是保證燃料充分燃燒的關(guān)鍵，采用湍流床，使得流化速度在3.5—4.5m/s,并設(shè)計適當?shù)臓t膛截面，在爐膛膜式壁管上鋪設(shè)薄內(nèi)襯〔高鋁質(zhì)磚〕，即使鍋爐燃燒用不同燃料時，燃燒效率也可保持在98—99%以上[4]。循環(huán)流化床鍋爐缺點：①循環(huán)流化床鍋爐所用燃料比煤粉爐所用煤粉要粗得多。燃料越粗，越不易燃盡，因而機械不完全損失較大②循環(huán)流化床鍋爐的爐膛溫度較煤粉爐要低得多。假設(shè)爐溫低于800～900℃時那么CO(一氧化碳)不易著火燃燒或燃燒不完全，從而增加了化學不完全燃燒熱損失③循環(huán)流化床鍋爐在運行中應(yīng)保證料層厚度在一定范圍內(nèi)，以確保良好的沸騰工況；因而要進行放料這樣大量的熱量被放掉，使得灰渣物理熱損失很大。循環(huán)流化床鍋爐的缺乏之處還表現(xiàn)在：為克服布風板和料層阻力而采用高壓風機，因而風機電耗量大；鍋爐容量增大，沸騰床面積也隨之增大。因而床內(nèi)燃料和空氣不易分布均勻，影響沸騰質(zhì)量[5]。2.1.4燃油鍋爐燃油鍋爐第一個優(yōu)點是設(shè)備投資少。燃油燃燒迅速，而且不存在爐膛結(jié)焦問題，爐膛容積熱負荷較高，可比燃煤鍋爐高近一倍。這樣爐膛的容積顯著減少，鍋爐鋼架亦可相應(yīng)減小。燃油中的灰分很少，煙氣中灰分對尾部受熱面的磨損很輕，可以選用較高的煙氣流速，強化尾部受熱面的傳熱，可使尾部受熱面減少。不需要龐大的制粉設(shè)備，也不需要建立龐大的儲煤場、儲灰場和儲粉倉，燃料油系統(tǒng)很簡單。第二個優(yōu)點是由于油中灰分很少，燃料和煙氣對設(shè)備的磨損很輕，設(shè)備的檢修和維護工作量較小。第三個優(yōu)點是燃料油不需要進一步加工，輸送方便只要提高溫度，通過泵升壓即可送入鍋爐。因此，燃油爐的每噸蒸汽所消耗的電能較少[6]。

燃油鍋爐的缺點是要消耗大量珍貴的高質(zhì)量燃料。燃油是重要的化工原料，作為燃料大量燒掉實在可惜。在當前能源短缺、燃料油價很高的情況下，不燒油或少燒油有著重要的經(jīng)濟意義。2.1.5新型水火管鍋爐新型水火管鍋爐主要采用拱形管板；鍋筒底部內(nèi)側(cè)加設(shè)改進的吸污口、外側(cè)加裝了上升管；采用了單回程螺紋煙管，鍋筒兩側(cè)加設(shè)了對流管束。新型水火管的主要效益：由于大為減少鍋爐直徑、減少了煙管數(shù)量，所以盡管增加了對流管排，依然使鋼耗明顯降低；拱形管板的彈性改善，單回程煙管較之原左右返煙管對后管板的左右熱疲勞大為減輕；由于鍋筒底部的內(nèi)外完善措施，使鍋筒下部鼓包問題大為緩解；煙管與新增加的對流管排配合而形成的單回程煙氣流程，減少了煙流阻力、略加大了爐膛負壓，減少了積灰、原KZL鍋爐普遍存在的正壓現(xiàn)象消除；高效傳熱的螺紋煙管、橫向沖刷的對流管束，使鍋爐出力有明顯提高[7]。現(xiàn)運行的DZ水火管鍋爐存在兩個突出問題：一是排煙溫度偏高，二是灰渣含碳量偏大。其危害是明顯的：直接降低了鍋爐效率，同時也污染了環(huán)境[7]。較小容量的SHL型工業(yè)鍋爐多采用如圖SHL20-13-A型鍋爐〔圖2-2〕所示：圖2-2SHL20-13-A型鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖1—上鍋筒；2—下鍋爐筒；3—鏈條爐排；4—水冷壁；5—對流受熱管束；6—前拱；7—后拱；8—空氣預(yù)熱器；9—省煤器2.1.6垃圾燃燒鍋爐垃圾燃燒鍋爐是隨著城市經(jīng)濟建設(shè)的持續(xù)開展和市民生活水平的不斷提高，城市生活垃圾源不斷大量產(chǎn)生，生活垃圾已成為一個污染環(huán)境、影響人們生活和經(jīng)濟開展的社會問題，由此而產(chǎn)生。垃圾燃燒鍋爐的優(yōu)點①工藝簡單、運行可靠，余熱鍋爐、蒸汽動力循環(huán)、熱電聯(lián)產(chǎn)等集成技術(shù)成熟可靠；②處理垃圾速度快，處理量大；③垃圾燃燒后減容量大，減容率為70％～90％，灰渣可制磚或鋪路，還能從中回收少量的金屬，可有效遏制垃圾堆存量的迅速增長；

④在高溫燃燒過程中，垃圾攜帶的大量病原體被滅除，具有改善城市衛(wèi)生環(huán)境的積極意義；

⑤實現(xiàn)垃圾中化學能向高品位電能轉(zhuǎn)換．變廢為寶，具有可觀的經(jīng)濟效益[8]。2.1.7燃生物燃料鏈條爐燃生物燃料鏈條爐用于燃生物燃料如木屑、糠醛渣、稻殼、甘蔗渣等，其產(chǎn)生之前已有多年的歷史其燃燒技術(shù)已相當完備，尤其是近幾年隨著燃燒技術(shù)的進一步完善，其技術(shù)水平已日臻完善。其燃料稻殼比重小，體積是煤的數(shù)倍，因此它的燃燒需要更大的爐排面積，和較小的通風截面，才能保證稻殼的充分燃盡且不致飛出爐膛，所以該爐的設(shè)計中采用了橫梁式爐排，爐排有效面積38㎡，其截面流率僅為6%，這樣既保證了適宜的通風，又保證了通風的均勻性，同時為生產(chǎn)鍋爐燃燒副產(chǎn)品提供了更為合理的爐排。加上寬大的爐膛設(shè)計，又使這種比重輕的燃料不易飛出爐膛，從而到達充分燃燒[9]。2.2局部鍋爐的整改措施[10]鏈條爐在我國鍋爐里占的比例非常大，所以鏈條爐的整改非常重要，它的燃燒調(diào)整是鍋爐節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié),應(yīng)該抓好以下工作:〔1)煤層厚度的調(diào)節(jié)。鏈條爐煤層厚度為80～140mm,可按煤的灰分、水分、顆粒度、灰熔點等特性進行調(diào)整,以爐排上煤層平整、通風良好、不起堆、不冒火口,著火均勻為原那么?？梢圆捎梅謱咏o煤裝置進行調(diào)整，分層給煤裝置主要由煤量調(diào)節(jié)板、給煤滾筒、篩分裝置和滾筒鏈條傳動裝置等組成。煤倉下來的煤用調(diào)節(jié)板控制給煤量，經(jīng)過轉(zhuǎn)動滾筒疏松，轉(zhuǎn)動滾筒的動力來自爐排主動軸。煤落到篩分裝置上，篩子與爐排安裝成一定的夾角，篩條縫上小下寬，使粒度不同的煤經(jīng)過篩子落向爐排時，造成時間差和位置差，再加上顆粒煤滑落方向與爐排轉(zhuǎn)動方向成反方向，煤在爐排上形成了從下至上的大顆粒、中小顆粒、粉層次清楚的疏松煤層，疏松煤層對組織燃燒起著關(guān)鍵的作用。它使煤與空氣充分接觸，均勻燃燒，為燃燒室內(nèi)形成多種粒度燃燒提供了保證?！?)爐排速度的調(diào)整。主要根據(jù)鍋爐負荷調(diào)整。正常,爐排后部能燃盡,形成灰渣為標準；防止增加負荷時不看爐排后部是否燃盡,一味增加爐排速度的錯誤做法?！?)風量調(diào)節(jié)。一要合理調(diào)節(jié)各風室風板開度,一般爐排前面的風室小開或不開,中部風室開得較大,最后面的風室根據(jù)燃燒情況小開或不開。二要根據(jù)鍋爐熱負荷和爐排速度調(diào)節(jié)鍋爐鼓風總量,使爐膛過量空氣系數(shù)保持在1.2左右,以降低排煙熱損失?！?)鍋爐應(yīng)按額定負荷運行。一般燃煤鍋爐的經(jīng)濟負荷為其額定負荷的70%～80%。超負荷或低負荷都會降低鍋爐熱效率,因此,應(yīng)防止長期低負荷或超負荷運行。如果局部地區(qū)或廠家經(jīng)濟實力雄厚還可以選擇淘汰落后低效的層燃爐型,引進和開發(fā)高效的先進爐型。傳統(tǒng)鍋爐應(yīng)強制采用冷凝式余熱回收鍋爐技術(shù)。傳統(tǒng)鍋爐排煙溫度一般在160～250℃，煙氣中的水蒸汽仍處于過熱狀態(tài)，不可能凝結(jié)成液態(tài)的水而放出汽化潛熱。眾所周知，鍋爐熱效率是以燃料低位發(fā)熱值計算所得，未考慮燃料高位發(fā)熱值中汽化潛熱的熱損失。因此傳統(tǒng)鍋爐熱效率一般只能到達87%～91%。而冷凝式余熱回收鍋爐，它把排煙溫度降低到50～70℃，充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結(jié)潛熱，提升了熱效率；冷凝水還可以回收利用[1]。鍋爐尾部可以采用熱管余熱回收技術(shù)，余熱是在一定經(jīng)濟技術(shù)條件下，在能源利用設(shè)備中沒有被利用的能源，也就是多余、廢棄的能源。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學反響余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱以及高壓流體余壓等七種。根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%~67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。超導熱管是熱管余熱回收裝置的主要熱傳導元件，與普通的熱交換器有著本質(zhì)的不同。熱管余熱回收裝置的換熱效率可達98％以上，這是任何一種普通熱交換器無法到達的。熱管余熱回收裝置體積小，只是普通熱交換器的1/3。其工作原理如下圖：左邊為煙氣通道，右邊為清潔空氣〔水或其它介質(zhì)〕通道，中間有隔板分開互不干擾。高溫煙氣由左邊通道排放，排放時高溫煙氣沖刷熱管，當煙氣溫度＞30℃時，熱管被激活便自動將熱量傳導至右邊，這時熱管左邊吸熱，高溫煙氣流經(jīng)熱管后溫度下降，熱量被熱管吸收并傳導至右邊。常溫清潔空氣〔水或其它介質(zhì)〕在鼓風機作用下，沿右邊通道反方向流動沖刷熱管，這時熱管右邊放熱，將清潔空氣〔水或其它介質(zhì)〕加熱，空氣流經(jīng)熱管后溫度升高。由假設(shè)干根熱管組成的余熱回收裝置,安裝在鍋爐煙口，將煙氣中熱量吸收并高速傳導至另一端，使排煙溫度降至接近露點而減少熱量排放損失。加熱后的清潔空氣可烘干物料或補充到鍋爐內(nèi)循環(huán)使用。提高鍋爐和工業(yè)窯爐的熱效率，降低燃料消耗，到達節(jié)能的目的。熱管余熱回收器可將煙氣熱量回收，回收的熱量根據(jù)需要加熱水用作鍋爐補水和生活用水，或加熱空氣用作鍋爐助燃風或枯燥物料。節(jié)省燃料費用，降低生產(chǎn)本錢，減少廢氣排放，節(jié)能環(huán)保一舉兩得。改造投資3-10個月回收，經(jīng)濟效益顯著[1]。提倡使用富氧燃燒技術(shù)?？諝庵醒鯕夂俊?1%。工業(yè)鍋爐的燃燒也是在這樣空氣下進行的工作。實踐說明：當鍋爐燃燒的氣體氧氣量到達25%以上時，節(jié)能高達20%；鍋爐啟動升溫時間縮短1/2－2/3。而富氧是應(yīng)用物理方法將空氣中的氧氣進行收集，使收集后氣體中的富氧含量為25%－30%。富氧助燃是一種最新節(jié)能環(huán)保技術(shù)。近十幾年來，隨著環(huán)保要求的不斷提高以及節(jié)約能源的需要，富氧燃燒作為一種新興的燃燒技術(shù)在世界各國蓬勃開展，現(xiàn)在西方一些興旺國家要求全部新增工業(yè)爐窯、工業(yè)鍋爐不得用普通空氣助燃，都得用富氧空氣助燃。提倡采用旋流燃燒鍋爐技術(shù)。眾所周知，傳統(tǒng)鍋爐存在著兩大弊端，一是燃燒時有煙霧煙塵冒出，成為重要的污染源；二是煤渣燃燒不充分，能源浪費極為嚴重。采用純無煙再節(jié)能旋流燃燒鍋爐新技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)鍋爐相比擬，有著絕對的優(yōu)勢。它比手燒式鍋爐節(jié)煤30%~35%，比鏈條式自動化鍋爐節(jié)煤25%。由于純無煙再節(jié)能技術(shù)使用了PID變頻和ABM節(jié)電系統(tǒng)，比傳統(tǒng)鍋爐節(jié)電40%，揮發(fā)份可實現(xiàn)90%以上的燃燒和利用，而傳統(tǒng)鍋爐的揮發(fā)份的燃盡率只有78%左右，有22%的煙塵排向大氣層，純無煙再節(jié)能旋流燃燒技術(shù)使灰渣燃盡率到達了97%，而傳統(tǒng)鍋爐煤渣的燃盡率只有80%左右，正是由于這些原因，純無煙再節(jié)能燃燒技術(shù)可使爐溫從原來的1200℃提高到1500℃左右，提高了燃燒效率，節(jié)省了燃料，滿足了客戶的需求。在鍋爐設(shè)計方面，欲令工業(yè)鍋爐運行效率出力雙低的局面徹底改觀，就必須對爐子、對燃燒系統(tǒng)進行以拓寬對煤種適應(yīng)性為目標的技術(shù)改造，而爐子的燃燒工況正常與否的關(guān)鍵在爐拱，在于爐拱的設(shè)計是否優(yōu)化。合理的、科學的爐膛設(shè)計布置，輔之以科學的運行調(diào)整手段，才能到達節(jié)能環(huán)保要求指標和經(jīng)濟運行的目的。對機械爐排鍋爐，除了制造、安裝上必須按相關(guān)標準嚴格執(zhí)行外，在設(shè)計中，必須優(yōu)先考慮爐子的優(yōu)化，即爐排上的及時著火、穩(wěn)定燃燒和爐膛內(nèi)的充分燃燒兩者必須兼顧，解決好爐內(nèi)燃燒問題，才是節(jié)約能源、消除黑煙的治本之策。同時爐內(nèi)的水冷壁的結(jié)構(gòu)和布置必須得當，這樣可以保護爐墻，防止結(jié)焦，既保證水循環(huán)平安，又能保證輻射面的面積。同時爐排爐拱的設(shè)計必須按照一定的原那么，在總結(jié)一定實際經(jīng)驗的根底之上進行爐排爐拱的更新[7]。前面談到的流化床鍋爐應(yīng)該推廣使用，更應(yīng)將推行環(huán)境保護法對SO2排放限制的要求和推廣流化床鍋爐結(jié)合起來，流化床鍋爐的寬煤種以及它的高效、低污染、寬煤種的品質(zhì)更是符合我們提出的環(huán)保節(jié)能的原那么[11]。燃煤鍋爐的分級燃燒技術(shù)是采用薄煤層、低風速、低過量空氣系數(shù)。薄煤層、低風速可以使煤層的煤粉末不容易揚起,減少爐膛中的飄塵,降低排煙中的粉塵濃度。低過量空氣系數(shù)可以使煤層在缺氧條件下燃燒,使局部可燃質(zhì)氣化產(chǎn)生煤氣,而在煤層上部空間供入一局部空氣,組織生成的煤氣和局部揚起煤末的空間燃燒,防止炭黑的生成,杜絕冒黑煙的情況,并進一步降低排煙中的粉塵濃度。一局部空氣由正向燃燒爐排下面的風室送入,經(jīng)爐排均布后進入煤層,使煤燃燒、氣化,另一局部空氣由正向燃燒爐排的煤層外表上方送入,供煤氣和局部揚起煤末的空間燃燒。這局部燃燒產(chǎn)物,包括為燃燼的煤氣和細煤粒,以及剩余的空氣進入逆向燃燒爐排,經(jīng)過逆向燃燒熾熱煤層的過濾,進入逆向燃燒爐排下部的空間。在爐排下外表和出煙口之間送入另外的空氣,使逆向燃燒爐排產(chǎn)生的煤氣和爐排上掉下來的細煤粒在這局部空間中燃燒,而掉下來的大煤粒落在逆向燃燒的下爐排上繼續(xù)燃燒。這種特殊的空氣動力特性,不僅使煤氣和其中的微細炭粒在流動中燃燼,而且使大局部微細炭粒返回。煤層外表燃燒,因而大大降低了爐膛出口煙塵濃度[12]。這些鍋爐在我國的大局部地區(qū)還存在著水質(zhì)問題，水是工業(yè)的血液，鍋爐是工業(yè)的心臟，鍋爐水處理是為心臟提供合格血液，保證鍋爐平安經(jīng)濟運行的必不可少的手段。水處理不當給鍋爐所造成的后果可概括為結(jié)垢、腐蝕和汽水共騰。結(jié)垢直接影響傳熱和汽水正常循環(huán)，輕那么造成垢下腐蝕、燃料浪費和縮短鍋爐壽命，重那么引發(fā)脹管、變形或爆管事故。腐蝕直接影響材料強度，輕那么縮短鍋爐壽命，重那么造成裂紋、泄露甚至爆炸事故[13]。汽水共騰直接影響蒸汽質(zhì)量，可能導致過熱器及其它用汽設(shè)備結(jié)垢甚至引起平安事故。據(jù)資料顯示，全國在用工業(yè)鍋爐配置水處理設(shè)備的有33.585萬臺，占工業(yè)鍋爐總數(shù)5274萬臺的63.68%?？梢?，扔有很大一局部工業(yè)鍋爐沒有使用水處理設(shè)備，尤其是地處遙遠地區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的工業(yè)鍋爐，既未安裝水處理設(shè)備，也未采用鍋內(nèi)加藥處理方式。就是已配置的水處理設(shè)備其實實際利用率也缺乏70%，據(jù)遼寧省調(diào)查，該省工業(yè)鍋爐水處理設(shè)備配置率不到70%，實際使用率不到50%。況且許多使用的水處理設(shè)備，并未起到應(yīng)有的作用。鍋爐水質(zhì)的好壞將直接影響鍋爐的平安經(jīng)濟運行。對鍋爐而言，按照有關(guān)的法規(guī)和標準加強水處理的使用、管理、監(jiān)督是保證鍋爐平安經(jīng)濟運行的重要措施，是保證鍋爐符合環(huán)境保護與節(jié)約能源的需要。使用單位應(yīng)嚴格按照?鍋爐水處理監(jiān)督管理規(guī)那么?規(guī)定，對在用鍋爐進行日常水質(zhì)檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。國家檢驗檢測機構(gòu)在鍋爐內(nèi)部檢驗時發(fā)現(xiàn)鍋爐結(jié)垢≥1mm，復(fù)蓋率≥80%的〔一般鍋爐結(jié)垢1mm熱效率降低10%〕，應(yīng)按照?鍋爐化學清洗規(guī)那么?的規(guī)定對使用單位提出鍋爐除垢要求。通過防垢、除垢，合理控制鍋爐的排污率，提高鍋爐水質(zhì)，減少水垢，增強傳熱，減少熱損失，到達直接節(jié)能減排的目的[14]。

鍋爐水處理技術(shù)是以平安和節(jié)能為開展戰(zhàn)略，現(xiàn)在已獲得了很大進步，許多重大研究開發(fā)成果已轉(zhuǎn)化成一系列技術(shù)標準和法規(guī)。如對低壓鍋爐，普遍采用軟化水以防止結(jié)垢，用機械除氧器一化學除氧劑(亞硫酸鈉)以防止腐蝕。對中、高壓鍋爐，普遍采用去離子水以防止結(jié)垢，采用機械除氧器～化學除氧劑(亞硫酸鈉或聯(lián)氨)除氧以防止腐蝕。對更高壓力特別是亞臨界壓力和超臨界壓力鍋爐，普遍采用全揮發(fā)處理技術(shù)。這些技術(shù)使鍋爐的平安經(jīng)濟性大大提高，保證了鍋爐的正常運行[13]。第三章國家政策的影響在興旺國家,節(jié)能觀念已從上世紀70年代初為應(yīng)付能源危機而實行節(jié)約和縮減,演變成以提高效益、減少污染、改善生活質(zhì)量和改進公共關(guān)系為目標。在我國,補缺、縮減的觀念仍然存在,這是能源供給緩和就放松節(jié)能工作的認識根源。而1994年財稅體制改革以后,原先對節(jié)能工程和產(chǎn)品實行稅收減免、貸款優(yōu)惠等鼓勵政策措施大大減弱甚至取消,對節(jié)能也十分不利。借鑒一下國外先進國家鍋爐方面的節(jié)能立法和節(jié)能措施對切實改進我國工業(yè)鍋爐的節(jié)能工作將有所幫助[15]。3.1一些興旺國家工業(yè)鍋爐政策法規(guī)3.1.1歐盟國家關(guān)于工業(yè)鍋爐的政策建立鍋爐效率分級制度節(jié)能是歐盟國家的主要政治目標之一,不僅每個國家制定了鍋爐效率及節(jié)能導那么,整個歐盟還成立了節(jié)能指導委員會,通過立法推動整個歐盟的節(jié)能工作。如歐盟推出的鍋爐效率導那么(Guidelines92/42/EUCouncil)定義了鍋爐分類,規(guī)定了生活和商業(yè)供熱鍋爐的最低熱效率要求(minimumefficien2cy)?，F(xiàn)以生活和商業(yè)中使用的400kW以下的鍋爐舉例加以介紹[15]。(1)鍋爐分為標準、低溫、冷凝式鍋爐；(2)標準效率為選取30%負荷下的鍋爐效率加權(quán)平均值,該標準效率也稱為歐盟標準效率；(3)根據(jù)測試后的鍋爐熱效率,分為三個標準效率等級(按低位發(fā)熱值計算),即：標準鍋爐，歐盟標準效率為82%～88%；低溫鍋爐，歐盟標準效率為88.5%～91.5%；冷凝式鍋爐，歐盟標準效率為97.5%～99.5%。3.1.2德國關(guān)于工業(yè)鍋爐的政策[15]德國規(guī)定了更細致的標準效率，通過選取五個不同負荷下的鍋爐效率進行加權(quán)平均，確定鍋爐的標準效率。該標準效率稱為德國標準效率(按低位發(fā)熱值計算)。如DIN4702-8規(guī)定的效率，鍋爐負荷分別為13%、30%、39%、48%和63%，測試計算獲得鍋爐的標準效率后,按標準效率將鍋爐進行分類，共分為7級(涵蓋了歐盟標準效率指標)。分別為：1975年制造的恒定供熱溫度鍋爐，標準效率為65%～80%；標準鍋爐，(歐盟)標準效率為82%～88%；低溫鍋爐，(歐盟)標準效率為88.5%～91.5%；現(xiàn)代型低溫鍋爐，標準效率為92%～95%；冷凝式鍋爐，(歐盟)標準效率為97.5%～99.5%；改進型冷凝式鍋爐，標準效率(75/60℃)為101%～105%；改進型冷凝式鍋爐，標準效率(40/30℃)為106%～109%。德國1998年制訂了BimSchV法規(guī)，對大氣排放物進行了嚴格限制，規(guī)定功率大于50kW的燃油、燃氣系統(tǒng)的排煙熱損失不能高于9%，對已經(jīng)安裝使用的燃油、燃氣系統(tǒng)提出了一定的整改正渡期，同時規(guī)定在2024年11月1日前，所有舊的燃油、燃氣系統(tǒng)必須執(zhí)行新的法規(guī)要求。這一限制排煙熱損失的規(guī)定，實際上是對燃油、燃氣系統(tǒng)熱效率的限制，因為對燃油、燃氣系統(tǒng)，主要的熱損失就是排煙熱損失。3.2我國政府的政策法規(guī)及做法[7]從2024年起，我國政府機構(gòu)改革后有所改變，宏觀能源管理的職能全部歸于國家發(fā)改委，并在發(fā)改委內(nèi)增設(shè)了能源局和環(huán)境和資源綜合利用司，各地也都設(shè)立了相應(yīng)管理機構(gòu)，但相應(yīng)的專業(yè)節(jié)能管理支撐體系還未建立或健全，也缺少配套的專業(yè)節(jié)能管理法規(guī)、制度，各級政府和終端用能單位在節(jié)能管理、節(jié)能信息、節(jié)能政策等方面還存在明顯的信息不對稱[15]。就工業(yè)鍋爐而言，除少數(shù)地方(如北京、甘肅、山東等)在當?shù)?節(jié)能法實施細那么?中對鍋爐節(jié)能提出了相應(yīng)的要求和實施方法外，我國至今沒有工業(yè)鍋爐的節(jié)能監(jiān)督管理法規(guī)、制度和專業(yè)的節(jié)能政策措施，更沒有建立相應(yīng)的健全的工業(yè)鍋爐節(jié)能管理機構(gòu)和監(jiān)督機構(gòu)。就是現(xiàn)有的各地作為事業(yè)性單位的節(jié)能中心,近年來也因人力和財力的制約沒有很好地履行甚至沒有履行政府委托的監(jiān)測工作。由國外一些興旺國家的經(jīng)驗以及近些年我國的一些經(jīng)驗可以知道工業(yè)鍋爐的管理工作不能只依靠某個部門，而是應(yīng)該統(tǒng)籌管理，統(tǒng)籌節(jié)能，通過統(tǒng)一的立法，使勞動局，能源檢測部門，環(huán)保局，鍋爐檢驗所，節(jié)能中心，環(huán)保檢測站等等部門進行合作，這樣對節(jié)能事業(yè)極為有利。我國已經(jīng)公布?節(jié)約能源法?，各市地也相應(yīng)制定了一些節(jié)能管理方法、規(guī)定。世界上大多數(shù)工業(yè)興旺國家和局部開展中國家的節(jié)能工作都有法可依，并起了很大的作用，很值得我們借鑒。統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)，用運籌學的方法進行能源的充分利用與節(jié)約工作。這個系統(tǒng)應(yīng)為包括勞動局、環(huán)保局、能源檢測中心在內(nèi)的統(tǒng)一的機構(gòu)，并應(yīng)統(tǒng)籌考慮耗能設(shè)備制造和運行中的平安、節(jié)能和環(huán)保工作。沒有它的批準，不合格的耗能設(shè)備不能出廠，不準安裝、運行，得不到能源供給。這就能防浪費于未然。成批公布已經(jīng)上市或正在運行的耗能設(shè)備為浪費型被淘汰產(chǎn)品的做法只治標而非治本，既不能根絕新的費能設(shè)備的出現(xiàn)，又造成不斷更新設(shè)備的人力、物力和財力的極大浪費。在鍋爐技術(shù)改造實踐中，各企業(yè)對這種狀況意見很大：新購入的有勞動部門簽章的鍋爐，安裝運行后不久，就發(fā)現(xiàn)熱效率低而且又污染環(huán)境，節(jié)能環(huán)保部門就要求改造。為什么不在過濾出廠時就由勞動平安、節(jié)能、環(huán)保三方面共同把好關(guān)？除鍋爐本體外，蒸汽流量計安裝不久就停擺、疏水閥幾周就壞……，不少鍋爐輔機、附件、儀表產(chǎn)品質(zhì)量低劣，卻仍不斷充滿市場。統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)，使分散的各能源管理機構(gòu)從體制上一體化，便于使各類耗能產(chǎn)品的能耗定額標準化，應(yīng)該設(shè)置專門的改爐技術(shù)研究機構(gòu)，統(tǒng)一領(lǐng)導鍋爐改造的技術(shù)研究，逐步使耗能設(shè)備從設(shè)計制造上就更新?lián)Q代、到達標準化。工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品研究開發(fā)力量薄弱、分散，節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品推廣不力。目前，工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品研究開發(fā)缺少有效的組織和實施,既沒有為政府節(jié)能決策提供技術(shù)支撐的工業(yè)鍋爐專業(yè)技術(shù)研究機構(gòu),也缺乏足夠的經(jīng)費用于工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)以及相關(guān)節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的推廣。隨著政府機構(gòu)改革，原來的工業(yè)鍋爐技術(shù)歸口管理已經(jīng)消失，產(chǎn)品投產(chǎn)前的技術(shù)審查僅限于平安性能，個別地方一些已經(jīng)被淘汰的產(chǎn)品又死灰復(fù)燃，企業(yè)的技術(shù)開發(fā)動力因過度的市場競爭而減弱，投放市場的產(chǎn)品也未作性能測試。一些興旺國家的政策很值得我們學習，例如一些興旺國家在財政上安排資金，在信貸、物價、稅收上對節(jié)能的部門、產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品實行優(yōu)惠政策，推動、鼓勵節(jié)能工作的開展。日本為了鼓勵企業(yè)進行節(jié)能技術(shù)改造,設(shè)立特別利率貸款,企業(yè)可向日本開發(fā)銀行及其金融金庫申請，特別利率為5.35%～5.55%，1992年的貸款總額為4550億日元。為了鼓勵推廣節(jié)能設(shè)備，購置國家公布的節(jié)能設(shè)備(1992年公布的節(jié)能設(shè)備有232個)，可以從稅額中扣除設(shè)備購置費的7%作為補助。為了改善能源供給結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率,政府組織實施著名的“月光方案〞,并在每年政府預(yù)算中安排資金(1992年為119億日元)。美國為了提高能源利用率和減少環(huán)境污染，政府每年為節(jié)能技術(shù)預(yù)算撥款(1992年為6.35億美元)。德國對節(jié)能投資給予7.5%的補助。英國為支持用戶采用節(jié)能的冷凝式鍋爐,設(shè)立了節(jié)能信托基金(EST)補助方案，對安裝冷凝式鍋爐的家庭補貼200英鎊至250英鎊,而使用常規(guī)鍋爐的家庭那么不能獲得此項補助。質(zhì)監(jiān)部門應(yīng)針對我國工業(yè)鍋爐存在的這些問題，指導企業(yè)積極推廣節(jié)能裝置與技術(shù)，使在用鍋爐提高效能，減少浪費[16]。1．推廣工業(yè)鍋爐加裝余熱回收裝置。指導企業(yè)加裝蒸汽“余熱回收裝置〞，對有機熱載體爐的尾部高溫煙氣進行回收二次利用，使鍋爐煙氣溫度降低至150~C～200~C。2．推廣干冰清洗技術(shù)。以前企業(yè)一直采用水和壓縮空氣等機械方法清洗鍋爐的油垢、煤垢，清洗效果差，且易損壞鍋爐爐墻。干冰清洗技術(shù)，有效破解了去除鍋爐結(jié)焦的難題，通過高壓空氣將顆粒狀的干冰粒噴射到鍋爐受熱面的外表，利用溫差的物理反響使不同的物質(zhì)在不同的收縮速度下產(chǎn)生脫離，當-78℃3．推廣工業(yè)鍋爐水處理技術(shù)。據(jù)測算，鍋爐本體內(nèi)部每結(jié)1毫米水垢，整體熱效率下降3％，而且影響鍋爐的平安運行。通過指導企業(yè)采取有效的水處理技術(shù)和除垢技術(shù)，加強對鍋爐的原水、給水、鍋水、回水的水質(zhì)及蒸汽品質(zhì)檢驗分析，實現(xiàn)鍋爐無水垢運行，整體熱效率平均提高10％。4．推廣冷凝水回收技術(shù)。鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽，經(jīng)過生產(chǎn)用熱設(shè)備后會生成冷凝水。在一般的熱電廠、造紙企業(yè)、化纖企業(yè)、石油化工、賓館等行業(yè)，鍋爐補給水利用蒸汽冷凝水，有如下好處：(I)熱量利用，蒸汽冷凝水回水溫度一般為60℃～95℃，可以提高鍋爐給水溫度40℃～60℃，節(jié)煤效果明顯。(2)冷凝水回收量一般可到達鍋爐補給水量的40％～80％，大大節(jié)約鍋爐軟水用量，既節(jié)約用水又節(jié)約用鹽。(3)給水溫度的提高，提高了鍋爐爐膛溫度，有利于煤的充分燃燒。5．推廣低耗電量的變頻技術(shù)。鍋爐在運行過程中，通常都是由操作人員憑經(jīng)驗手動調(diào)節(jié)，峰值能耗浪費較大。而采用變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)勢在于．電機轉(zhuǎn)速降低，減少了機械磨損，電機工作溫度明顯降低，檢修工作量減少；電機采用軟啟動，啟動電流從零逐漸上升到額定電流值，不僅節(jié)能而且不會對電網(wǎng)造成沖擊，節(jié)能效果顯著，一般情況下可以節(jié)能約30％。6．推廣區(qū)域集中供熱。熱電聯(lián)產(chǎn)與熱、電分產(chǎn)相比，熱效率提高30％，集中供熱比分散小鍋爐供熱熱效率高45％左右。質(zhì)監(jiān)部門應(yīng)引導企業(yè)采用區(qū)域集中供熱工程，既幫助企業(yè)節(jié)約了本錢，又解決了企業(yè)生產(chǎn)場地及環(huán)境污染的問題。7．推廣使用清潔能源。根據(jù)當前能源價格居高不下，企業(yè)本錢上升的不利因素，指導企業(yè)進行生物質(zhì)、垃圾及油改氣工程。水煤漿、桔桿、固體垃圾及天然氣等清潔能源根本上能完全利用，其熱效率在95％以上。8．推廣純低溫余熱鍋爐應(yīng)用技術(shù)。純低溫余熱鍋爐可利用生產(chǎn)系統(tǒng)中產(chǎn)生的中低溫廢熱來推動低參數(shù)的汽輪機組做功發(fā)電，且不用任何補燃，是企業(yè)提高能源利用效率、降低本錢、節(jié)能減排的有效措施之一。第四章鍋爐的原料4.1我國工業(yè)鍋爐原料的現(xiàn)狀我國煤碳儲量豐富，但人均儲藏量遠遠小于世界平均水平，同時我國是世界第一產(chǎn)煤大國，也是煤炭消費大國，其中工業(yè)鍋爐燃煤約占我國煤炭消耗量的30%，由于其燃燒效率低，加之低煙囪排放，它們在近地面大氣污染中所占份額超過其在燃煤使用量中所占份額，現(xiàn)在環(huán)境和我國的煤炭儲量迫切要求我們提高鍋爐的技術(shù)水平，提高效率，進而緩解各方面的壓力。煤的種類主要有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤等幾種，而且煤在我國的分布極為不均衡，主要集中在不興旺的地區(qū)，我國煤炭資源賦存豐度與地區(qū)經(jīng)濟興旺程度呈逆向分布的特點，使煤炭基地遠離了煤炭消費市場，煤炭資源中心遠離了煤炭消費中心，從而加劇了遠距離輸送煤炭的壓力，帶來了一系列問題和困難，其中優(yōu)質(zhì)燃料多用于冶金、化工等部門，工業(yè)鍋爐只能依賴煤炭市場，市場供給什么煤種就燃用什么煤種，這就導致工業(yè)鍋爐供給煤種的多變，但工業(yè)鍋爐是依據(jù)行業(yè)標準的規(guī)定、按設(shè)計用代表性煤種進行設(shè)計與制造的，如果煤質(zhì)不符合要求，那么鍋爐的燃燒效率和鍋爐效率都會降低[17]。市場供煤實際品種與鍋爐理想燃煤品種之間存在著比擬大的差距，這是造成我國工業(yè)鍋爐運行效率低的原因之一。所以采用動力配煤是緩和供需矛盾，提高鍋爐運行效率的有效途徑[18]。應(yīng)認真重視國外經(jīng)驗,除大型電廠直供煤外,國家要堅決下決心改變原煤直接供給燃煤市場的現(xiàn)狀。加快開展洗選分級煤,洗選和采礦產(chǎn)生的末煤在礦區(qū)就地生產(chǎn)型煤,形成多品種優(yōu)質(zhì)煤燃煤市場。石煤、煤矸石等劣質(zhì)煤供坑口循環(huán)流化床鍋爐電廠,變輸煤為輸電。只有根本改變?nèi)济菏袌銎贩N結(jié)構(gòu),才能根本改變?nèi)济何廴经h(huán)境狀況,還有利于改變礦區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),減少城市燃煤加工污染與運輸量。4.2動力配煤及原煤洗選4.2.1動力配煤動力配煤的效果在于提供質(zhì)量穩(wěn)定的燃煤，同時又充分發(fā)揮單種煤的特點，提供可滿足不同燃煤設(shè)備要求的產(chǎn)品，進而提高效率，節(jié)約煤炭，從總量上減少污染物的排放。我國的動力配煤技術(shù)自問世以來，首先一些大城市應(yīng)用，并取得了一定成效，現(xiàn)已在這些城市普遍推廣動力配煤生產(chǎn)線，為國家節(jié)約了大量鍋爐改造資金。但從總體上看，目前配煤技術(shù)還有待提高，個別市的配煤配方簡單，工藝方便，科學性低，實用性差，用戶反響也差，所以動力配煤在配方上要講究科學，要根據(jù)當前的設(shè)備狀況，按一定的配置原那么，配置程序進行配置。由于動力配煤中劣質(zhì)煤比例較大，為煤炭科學利用開辟了新的途徑，并在一定程度上減少了資源的浪費，對資源的可持續(xù)開展有益，所以應(yīng)當加大在動力配煤人力和物力上的投入[19]。(1)合理配煤:1)選煤及配煤。根據(jù)鍋爐設(shè)計煤種,按揮發(fā)份、發(fā)熱量、灰分、含硫量和焦渣特性選煤種。如沒有適宜的煤,可選兩種煤進行配煤。2)粒度控制。鏈條爐所燃燒的煤應(yīng)保持一定的顆粒直徑,細碎的煤粉不宜過多,最大的煤塊直徑應(yīng)<40mm。為保存較多的煤粒,可從煤的運輸和碎煤環(huán)節(jié)采取措施,一是在煤場盡量減少機械碾壓;二是在原煤進入碎煤機以前要經(jīng)過篩選,把細小煤粒從旁通管通過,只讓顆粒較大的煤塊經(jīng)過碎煤機。3)水分控制。煤中水分的含量要適中,一般控制在6%～8%,水分應(yīng)浸透,拌和應(yīng)均勻。4.2.2煤炭的加工、洗選煤炭的加工、洗選對于提高鍋爐熱效率，降低燃煤排煙對大氣的污染也非常重要。據(jù)資料介紹，煤炭在開采出來以后進行加工洗選，可以脫除原煤中50%-80%的灰分、30%-40%的全硫〔或60%-80%的無機硫〕，燃用洗選煤可減少煙塵、SO2和Nox的排放，入洗1億t加工煤一般可以減少燃煤排放的SO2到達100-150萬t;隨著煤炭質(zhì)量的提高，可以顯著提高煤炭利用效率，一項研究說明：煉焦煤的灰分降低1%，煉鐵的焦炭耗量降低2.66%，煉鐵高爐的利用系數(shù)可提高3.99%；合成氨生產(chǎn)使用洗選的無煙煤可節(jié)煤20%；發(fā)電用煤灰分每增加1%，發(fā)熱量下降200～360J/g,每度電的標準煤耗增加2～5g；工業(yè)鍋爐和窯爐燃用洗選煤，熱效率可提高3%~8%;同時開展煤炭洗選有利于煤炭產(chǎn)品由單結(jié)構(gòu)、低質(zhì)量向多品種、高質(zhì)量轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)化;進行煤炭洗煤還可以減少運力浪費，煤炭經(jīng)過洗選，可以除去大量雜質(zhì)，資料顯示：每入洗100Mt原煤，可節(jié)省運力9600Mt.km[18]。煤炭洗選是利用煤和雜質(zhì)〔矸石〕的物理、化學性質(zhì)的差異，通過物理、化學或微生物分選的方法使煤和雜質(zhì)有效別離，并加工成質(zhì)量均勻、用途不同的煤炭產(chǎn)品的一種加工技術(shù)。按選煤方法的不同，可分為物理選煤、物理化學選煤、化學選煤及微生物選煤等。物理選煤是根據(jù)煤炭和雜質(zhì)物理性質(zhì)〔如粒度、密度、硬度、磁性及電性等〕上的差異進行分選，主要的物理分選方法有①重力選煤，包括跳汰選煤、重介質(zhì)選煤、斜槽選煤、搖床選煤、風力選煤等。②電磁選，利用煤和雜質(zhì)的電磁性能差異進行分選，這種方法在選煤實際生產(chǎn)中沒有應(yīng)用。物理化學選煤—浮游選煤〔簡稱浮選〕，是依據(jù)礦物外表物理化學性質(zhì)的差異進行分選，目前使用的浮選設(shè)備很多，主要包括機械攪拌式浮選和無無機械攪拌式浮選兩種。化學選煤是借助化學反響使煤中有用成分富集，除去雜質(zhì)和有害成分的工藝過程。目前在實驗室常用化學的方法脫硫。根據(jù)常用的化學藥劑種類和反響原理的不同，可分為堿處理、氧化法和溶劑萃取等。微生物選煤是用某些自養(yǎng)性和異養(yǎng)性微生物，直接或間接地利用其代謝產(chǎn)物從煤中溶浸硫，到達脫硫的目的。物理選煤和物理化學選煤技術(shù)是實際選煤生產(chǎn)中常用的技術(shù)，一般可有效脫除煤中無機硫〔黃鐵礦硫〕，化學選煤和微生物選煤還可脫除煤中的有機硫。目前工業(yè)化生產(chǎn)中常用的選煤方法為跳汰、重介、浮選等選煤方法，此外干法選煤近幾年開展也很快[4]。一般來說，選煤廠由以下主要工藝組成，原那么流程：〔1〕原煤準備：包括原煤的接受、儲存、破碎和篩分?！?〕原煤的分選：目前國內(nèi)的主要分選工藝包括跳汰-浮選聯(lián)合流程；重介-浮選聯(lián)合流程；跳汰-重介-浮選聯(lián)合流程；塊煤重介-末煤重介旋流器分選流程；此外還有單跳汰和單重介流程?！?〕產(chǎn)品脫水：包括塊煤和末煤的脫水，浮選精煤脫水，煤泥脫水。〔4〕產(chǎn)品枯燥：利用熱能對煤進行枯燥，一般在比擬嚴寒的地區(qū)采用?！?〕煤泥水的處理。原煤洗選設(shè)備如圖4-1所示：圖4-1原煤洗選設(shè)備4.2.3鍋爐燃料的煤氣化目前，我國燃煤鍋爐的使用具有以下弊端：首先是能源浪費，我國燃煤工業(yè)鍋爐總體平均運行熱效率只有65%左右。從我國在用工業(yè)鍋爐臺數(shù)來看，容量2t/h以下的鍋爐占35%左右，的鍋爐占60%左右，10t/h以上的鍋爐約占5%。10t/h以下的鍋爐用煤量約占工業(yè)鍋爐用煤總量的50%。因為涉及面廣、自動化程度不高、運行人員素質(zhì)不高，容量2t/h以下的鍋爐很多還停留在手燒爐的水平，運行熱效率僅有55%-65%，容量1t/h以下的鍋爐熱效率甚至只有50%左右，能源浪費驚人。其次是環(huán)境污染嚴重。在我國，容量10t/h以下的鍋爐主要使用在中小企業(yè)及事業(yè)單位，受經(jīng)濟條件約束，相應(yīng)的環(huán)保設(shè)備很不完善，造成的污染問題十分嚴重。所以,改進中小型鍋爐的燃料結(jié)構(gòu),提高技術(shù)裝備水平或改變?nèi)紵绞?以提高鍋爐熱效率,減少污染排放使之符合我國現(xiàn)階段的根本國情是當務(wù)之急。雖然推廣燃油、燃氣或“燃電〞能緩解城市煙塵污染,但是由于我國能源供給緊張和經(jīng)濟承受能力缺乏,目前操作起來仍然存在較大難度。實踐證明,依托煤炭,在固定床煤氣發(fā)生爐成熟經(jīng)驗的根底上,實現(xiàn)中小鍋爐的煤炭氣化及熱煤氣燃燒,進而完成它們?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)及燃燒方式的改變來實現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保目標,比建設(shè)城市煤氣廠和煤氣管網(wǎng)熱效率更高,是目前乃至今后相當長一個時期中小型鍋爐節(jié)能和環(huán)保協(xié)調(diào)開展最有效、最經(jīng)濟可行的方法之一。煤氣化燃燒是煤炭的清潔燃燒方式。煤氣化燃燒技術(shù)應(yīng)用于中小型鍋爐,設(shè)計上只要根據(jù)鍋爐運行特點選取適宜的氣化強度、爐膛負荷、配煤方式、爐膛燃燒溫度,就能符合環(huán)保要求同時提高綜合熱效率[20]。中小型鍋爐采用煤氣化燃燒技術(shù)對消減我國姍煤型大氣污染具有重要意義具有廣闊的市場前景。第五章鍋爐操作人員素質(zhì)及鍋爐輔助設(shè)備的影響5.1司爐人員的素質(zhì)對工業(yè)鍋爐的影響及解決方法由于我國工業(yè)鍋爐起步晚，又由于我們長期以來把工業(yè)鍋爐看作是一種簡單粗糙的設(shè)備，將工業(yè)鍋爐的操作技術(shù)看成是一種簡單的體力勞動，致使絕大多數(shù)使用鍋爐的單位沒有專業(yè)工程技術(shù)人員，司爐工人普遍文化水平偏低而且沒有經(jīng)過系統(tǒng)的培訓，甚至在北方地區(qū)采暖鍋爐的司爐工人不少是季節(jié)性的臨時工，燒鍋爐只管供上汽，不管是否浪費煤，操作中的習慣作法是：大鼓風、厚煤層。這導致了過量空氣系數(shù)偏大，能源的浪費，實際運行效率低于設(shè)計效率[7]。加強對鍋爐運行人員節(jié)能知識和運行操作技能培訓鑒于目前鍋爐運行人員節(jié)能知識貧乏和運行操作技能不高的現(xiàn)狀，應(yīng)對鍋爐運行人員開展從能源形勢、節(jié)能法律法規(guī)、節(jié)能專業(yè)知識、運行操作技能等方面相關(guān)知識和技能的強制教育和培訓，并通過嚴格的考試、考核,合格者頒發(fā)?工業(yè)鍋爐經(jīng)濟運行上崗證?，不合格者不予上崗司爐。為此,建議國家節(jié)能主管部門在鍋爐運行人員節(jié)能知識和運行操作技能的培訓方面開展以下工作[15]：〔1〕制定類似?鍋爐司爐工人平安技術(shù)考核管理方法?的?鍋爐司爐工人節(jié)能技術(shù)考核管理方法?，對司爐人員節(jié)能技術(shù)考核內(nèi)容,培訓、考核的組織、實施、?工業(yè)鍋爐經(jīng)濟運行上崗證?的發(fā)放與管理加以標準;〔2〕組織有關(guān)節(jié)能管理、鍋爐研究、運行操作方面的專家制訂全國統(tǒng)一的培訓教學大綱,編寫全國統(tǒng)一的相關(guān)培訓教材(包括多媒體教材);〔3〕在全國建立符合相關(guān)要求(師資要求、機構(gòu)要求、培訓手段等方面)的培訓機構(gòu)，并對培訓機構(gòu)、培訓質(zhì)量進行監(jiān)督;〔4〕培訓師資,并頒發(fā)培訓上崗證；〔5〕制定培訓規(guī)劃和年度方案，并分解落實，對各地的培訓工作納入部門工作考核內(nèi)容。從長遠來看，國家節(jié)能主管部門應(yīng)取得與國家質(zhì)檢總局特種設(shè)備局、國家環(huán)?？偩帧⑷耸虏康暮献?整合培訓資源,統(tǒng)編培訓教材，將司爐工職業(yè)教育和培訓納入國家職業(yè)資格認證范圍。加強鍋爐節(jié)能管理人員節(jié)能知識培訓隨著政府機構(gòu)改革與職能轉(zhuǎn)變、節(jié)能工作開展的不斷深入、知識更新速度的加快，鍋爐節(jié)能管理人員無論是管理部門的還是用能單位的，他們的知識結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸老化，越來越不適應(yīng)節(jié)能管理工作的需要，應(yīng)對鍋爐節(jié)能管理人員進行有關(guān)節(jié)能法律、節(jié)能管理、節(jié)能新知識、鍋爐專業(yè)知識等方面的培訓，一方面學習國外先進的節(jié)能管理經(jīng)驗、管理方法、管理理念、鍋爐專業(yè)新知識、節(jié)能新知識，另一方面更新知識、轉(zhuǎn)變觀念，提高新形勢下的節(jié)能管理水平。為此建議:(1)采用類似上述鍋爐運行人員節(jié)能知識培訓的方法對鍋爐節(jié)能管理人員進行相關(guān)知識培訓，并嚴格考核；(2)設(shè)立能源管理師,將能源管理師職業(yè)的教育和培訓納入國家職業(yè)資格認證范圍。今后，凡從事能源管理的人員必須獲得相應(yīng)的職業(yè)資格認定。同時國家應(yīng)在建立節(jié)能監(jiān)督管理體系時建立能源管理師網(wǎng)絡(luò)，向重點用能單位派遣能源管理師。5.2我國工業(yè)鍋爐的附屬設(shè)備的現(xiàn)狀及解決方法目前我國鍋爐配置的運行監(jiān)測儀表不全，很難到達自動化燃燒控制，尤其是缺少顯示鍋爐經(jīng)濟運行參數(shù)的儀表。所以，運行人員在調(diào)整鍋爐時，往往由于缺少數(shù)據(jù)，不能對鍋爐的運行狀況隨時做出準確判斷并實行相應(yīng)的運行調(diào)整，使鍋爐處于最正確工況運行。燃煤工業(yè)鍋爐控制水平很低，且多為位式、開環(huán)控制，沒有實現(xiàn)連續(xù)閉環(huán)控制，不能根據(jù)外界變化調(diào)節(jié)鍋爐運行狀態(tài)，無法使鍋爐運行較快地適應(yīng)工況的變動和處于持續(xù)穩(wěn)定狀態(tài),鍋爐運行效率的保證和提高受到了限制。也使鍋爐運行人員的勞動強度加大,對運行人員的依賴性增大,因此提高鍋爐控制技術(shù)水平成為提高鍋爐效率的重要手段[7]。同時鑒于我國司爐工人素質(zhì)普遍較低，為了提高熱效率、節(jié)約煤炭、防止污染環(huán)境的目的，還可以按照下面兩點來解決這個問題[7]：〔1〕定期進行熱工測試。測試結(jié)果參數(shù)，一方面供操作者作為改善運行工況的參考，另一方面作為節(jié)能管理部門檢查節(jié)能工作的科學依據(jù)，應(yīng)當學習日本，把標準a值寫入節(jié)能法，限期到達，逾期不達者予以處分，推開工業(yè)鍋爐逐步到達低氧燃燒控制?！?〕安裝必要的低氧燃燒控制儀表。目前絕大多數(shù)工業(yè)鍋爐沒有安裝低氧燃燒監(jiān)控儀表。目前絕大多數(shù)工業(yè)鍋爐沒有安裝低氧燃燒監(jiān)控儀表，運行中，司爐工人只憑經(jīng)驗看火勢，只注意水位表、壓力表等，對燃燒工況不能科學地做出正確判斷。只有安裝上司爐運行的儀表，才能夠在負荷的不斷變化中，隨機地調(diào)整運行操作，保持低氧節(jié)煤燃燒狀態(tài)。低氧燃燒控制在我國正趨于系統(tǒng)化，其目的是在鍋爐的穩(wěn)定負載即便是變動負載中，也能使爐內(nèi)保持必要的、不過量的空氣濃度，以強化燃燒，防止冒黑煙，到達節(jié)省燃料的效果。由于鍋爐的低氧燃燒使排煙損失減少，實現(xiàn)了在熱效率最大、a值最正確的范圍內(nèi)燃燒，這就減少了燃料的消耗量。目前鍋爐一般都用氧量表進行監(jiān)控，但由于管理及鍋爐本身制造上的問題，導致氧量表的保養(yǎng)出現(xiàn)問題而不能及時處理，最終使得氧量表失去本來的意義，造成氧量表的失靈。所以提高司爐工人的素質(zhì)還是非常必要的。第六章某種鍋爐的節(jié)能改造通過分析某種組環(huán)式熱水爐的結(jié)構(gòu)改造，進一步理解鍋爐節(jié)能技術(shù)的重要性。傳統(tǒng)的熱水爐大多用提高爐體的換熱系數(shù)和降低排煙溫度來提高熱效率，這樣勢必會增加爐子對煙氣的對流換熱面積，造成爐子體積龐大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，熱應(yīng)力集中，增加了產(chǎn)品本錢和生產(chǎn)過程中的能耗。6.1組環(huán)式熱水鍋爐換熱機理及技術(shù)特性[21]圖6-1為爐體采用多個筒形水套和上下蓋組合成的可拆式熱水鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意簡圖。它由外、中、內(nèi)環(huán)三個水套組成，環(huán)與環(huán)別離且無剛性連接。中、內(nèi)環(huán)相對于外環(huán)偏置，外、中環(huán)之間構(gòu)成較大空間的燃燒室；水套間的環(huán)形腔構(gòu)成煙道，由彼此錯開180°的相應(yīng)導煙孔貫穿。其換熱機理是：燃料燃燒時，火焰與燃燒室內(nèi)的水冷壁進行輻射換熱，煙氣進人各層煙道，主要進行對流換熱，最后從內(nèi)層煙道排出爐體；而水那么是先進人內(nèi)環(huán)然后到中環(huán)，最后通過外環(huán)水套輸出。這樣水在爐子的水套中由內(nèi)向外逐漸由低溫被加熱成高溫，煙氣那么由外層煙道向內(nèi)逐層被冷卻，兩者根本呈逆流換熱型式。組環(huán)式熱水鍋爐的根本技術(shù)特性有：〔1〕因為其換熱構(gòu)件內(nèi)沒有煙管或水管，無管板結(jié)構(gòu)，故結(jié)構(gòu)剛性引起的熱應(yīng)力很小。爐體的燃燒室是由沒有剛性連接的換熱面包圍而成，其圓柱體狀的徑向形變只有材料形變的1／π，圓周曲率相等，應(yīng)力分布均勻，抗徑向熱應(yīng)力能力強；考慮其軸向形變，由于爐體上下兩端均墊鋪有耐熱棉(如硅酸鋁板)，因此換熱構(gòu)件(圓柱型水套)在軸線方向上處于相對自由的可伸縮狀態(tài)，不致產(chǎn)生大的熱應(yīng)力。因而整個換熱器由于熱應(yīng)力造成的裂損故障減少?！?〕爐體呈完全組合式結(jié)構(gòu)。因為每個換熱面構(gòu)件相互別離且可拆卸，所以有利于去除積灰、水垢，防止因積灰膜和水垢層增加換熱面的熱阻而使鍋爐的熱效率降低、油耗增加的現(xiàn)狀，為保證鍋爐長期高效運行提供了技術(shù)手段。另外組合式結(jié)構(gòu)特點也便于維修和產(chǎn)品的運裝。〔3〕組環(huán)式換熱器內(nèi)的冷熱工質(zhì)(水和煙氣)根本上呈逆向流動，換熱流程長，水套水量少，熱惰性小，溫升快，進出口溫差大，表達出較好的熱動態(tài)特性。例如，以每小時10t泵水量，相同的B40燃燒器油量和循環(huán)箱水量配置，在水溫65℃以下的范圍內(nèi)，測得組環(huán)式爐溫升約15℃／min，管殼式爐溫升3℃／min，因此前者具有良好的動態(tài)特性。〔4〕組環(huán)式爐在換熱機制上側(cè)重加強輻射換熱，其煙道和水道規(guī)定了換熱工質(zhì)(煙氣和水)在爐體內(nèi)只能作圓周運動或以圓周為主的運動，通過煙氣運動狀態(tài)的改變來使對流換熱得到增強。根據(jù)火焰或高溫煙氣與水冷壁之間的輻射換熱量和兩者溫度的四次方之差成正比，而對流換熱量和兩者溫度的一次方之差成正比的原理?，在總換熱量恒定的情況下，提高爐體內(nèi)輻射換熱量的比率，可以有效地減少換熱面積，即能有效地降低鍋爐的體積和換熱面的金屬耗用量，從而降低本錢。6.2組環(huán)式熱水鍋爐煙道內(nèi)的換熱將煙氣視為理想氣體，在換熱過程中，金屬和水側(cè)的熱阻遠遠小于煙側(cè)的熱阻，換熱面的對流換熱系數(shù)主要取決于煙氣側(cè)的對流換熱系數(shù)。煙道內(nèi)煙氣運動：內(nèi)環(huán)煙道是豎直短圓管煙道(如圖6-1)，煙氣在人口處運動時發(fā)生彎曲。煙氣在中環(huán)和外環(huán)煙道內(nèi)主要作圓周運動，其流場不僅受到慣性力和粘性力的作用，而且還受到離心力的作用(如圖6-2)。煙氣進入中環(huán)煙道時被一分為二，在煙道內(nèi)作環(huán)繞流動，于出口處會合流出中環(huán)煙道。對樣機進行實測，人口處的煙溫在165—200℃范圍。外環(huán)煙道的煙氣流動和中環(huán)煙道的根本一樣。另外，由于外環(huán)煙道與爐膛直接連通，爐膛中火焰輻射(射程大于平均射程的)射線可以透射到外環(huán)水套的內(nèi)壁上，而且外環(huán)煙道內(nèi)的煙氣溫度很高，平均可達727K(454％)，煙氣與水冷壁進行的輻射換熱不可忽略，因此外環(huán)煙道內(nèi)煙氣的換熱要高于中環(huán)和內(nèi)環(huán)煙道的換熱，占鍋爐總換熱量的43.7％。外環(huán)煙道換熱面積為4.05m，占整個鍋爐的換熱面積的52％。圖6-2中環(huán)煙道示意圖煙氣運動狀態(tài)對換熱的影響：這里僅列出組環(huán)式爐體中最有代表性的XVH350L型爐體的一些技術(shù)指數(shù)和分析。(1)爐膛有效容積和爐膛容積熱負荷q將等效輻射射線的平均行程范圍內(nèi)的空間視為火焰輻射換熱空間，即為爐膛容積，V0=0.257，整個鍋爐內(nèi)火焰和煙氣所占的空間為0.426爐膛容積熱負荷q=350kW／0.257=1362kW／>1200kW／那么爐膛內(nèi)火焰黑度完全為發(fā)光火焰黑度(2)爐膛有效輻射受熱面S和熱有效系數(shù)?Sb=2.29，?=0.492鍋爐總換熱面積為7.79(3)爐膛黑度用1340燃燒器，配置在空氣過量系數(shù)a=1.25的狀態(tài)，并在燃用柴油的條件下：=0.333(4)火焰的平均溫度經(jīng)計算=1352℃。利用紅外線測溫儀測試成品爐的爐膛火焰，值為1300℃左右。(5)輻射換熱量=166kW由計算結(jié)果可知，爐膛輻射換熱量占燃料發(fā)熱量的47％。假設(shè)鍋爐熱效率為90％，那么要實現(xiàn)的換熱量為315kW，166／315=0.527，即爐膛換熱面僅用鍋爐換熱面積(7.79)的29％，就可完成換熱任務(wù)的52.7％，充分說明了加強輻射換熱對鍋爐換熱的意義。(6)煙道內(nèi)平均煙氣溫度=347％(620K)(7)煙道內(nèi)煙氣平均流速和煙氣所受到的平均離心加速度a在之下，將煙氣視為理想氣體，燃燒器產(chǎn)生的煙氣量為14.914m／s，爐體平均煙道截面面積S為0.096，因此由于煙道為圓環(huán)形，煙氣運動時將受離心力的作用，在中環(huán)煙道上圓周半徑R：=0.18m，因此，平均離心加速度上述的離心加速度是一種宏觀的運動狀態(tài)。在常見的熱水鍋爐中，當平均煙溫為350℃時，要使煙管(管的內(nèi)徑D在φ25～50mm范圍)內(nèi)煙氣處于紊流狀態(tài)，煙氣的流速一般要很大，即Re=V×D／v＞10000式中：Re--雷諾數(shù)；v--煙氣運動粘度,Pa·s。V>10000×v／D=10000×35×／(0.025～0.050)=7～14(m／s)可以看出，煙氣的平均流速至少要大于10m／s才到達紊流狀態(tài)。由于結(jié)構(gòu)和條件上的限制，目前一些燃油燃氣熱水鍋爐的煙氣流動狀態(tài)多處于層流或過渡流，其平均努謝爾特準那么數(shù)Nu多在Nu=25以下，因此其煙氣側(cè)對流換熱系數(shù)為式中：

λ導熱系數(shù)，W／(m·K)。設(shè)計發(fā)熱量是350kW、燃用O#柴油、高度為0.8m，主體體積為0.75的組環(huán)式熱水鍋爐，其對流換熱面積為5.5，實測的熱效率為90.2％，鍋爐對流換熱量=90.2％×350-166(輻射換熱量)=150kW，對流換熱面的平均對流換熱系數(shù)為在傳統(tǒng)的煙管鍋爐中，假設(shè)煙氣以組環(huán)式爐中的平均速度(2.89m／s)運動，那么其雷諾數(shù)Re和努謝爾特數(shù)Nu值為式中：Pr—普朗特數(shù)；μ—動力粘度。此時換熱面最大的對流換熱系數(shù)為可見，組環(huán)式熱水鍋爐煙氣的對流換熱系數(shù)要大得多，基于其獨特的煙道結(jié)構(gòu)，組環(huán)式爐體的換熱面面積可以做得比同等發(fā)熱量和熱效率的殼管式鍋爐的換熱面積少一倍，為降低本錢和縮小爐體體積提供了條件。6.3輻射換熱空間及爐體體積比在此，提高爐膛輻射換熱量是通過增大爐膛輻射換熱空間和輻射吸熱面積來實現(xiàn)，而不像管殼式爐體設(shè)計時受結(jié)構(gòu)煙道阻力等因素的限制。如果將火焰的有效輻射射線的平均行程范圍內(nèi)的爐膛空間視為輻射換熱空間，可以得表6-1輻射換熱空間比擬形式組環(huán)式管殼式發(fā)熱量〔kW〕350350總換熱面積〔〕7.7923.12輻射換熱面積〔〕2.291.67輻射換熱面比率29.47.22火焰和煙道總空間〔〕0.4260.546輻射換熱空間〔〕0.2570.