燃煤、燃气锅炉节能改造措施

 
一、常用于燃煤锅炉节能改造的十种方式
在低碳观念日益深入人心的今天，节能环保这个词将受到越来越多的关注，目前在中国有工业燃煤锅炉50多万台，商业及民用的燃煤锅炉更是数目巨大，虽然近段时间国家出台了一系列的燃煤锅炉淘汰政策，燃煤锅炉煤改气政策等环保政策，但由于能源结构及日常运行成本等问题的制约，燃煤锅炉仍然占据主流地位，所以关于燃煤锅炉节能改造的相关技术还是很实用的，在减少锅炉使用成本的同时，也达到了一定的环保效益，下面就具体说下现有的十种燃煤锅炉节能改造技术。
 
1、燃煤锅炉烟气回收
工业燃煤锅炉烟气排放温度普遍高达180℃以上，不仅污染了环境，也浪费了宝贵的烟气资源。利用热管换热技术，氟塑料换热器等可有效回收这部分受污染的烟气资源，用来预热锅炉助燃空气，预热锅炉供水，或者直接生产热水。
2、燃煤锅炉输煤装置改造
目前层燃锅炉都是燃用原煤，其中占多数的正转链条炉排锅炉，原有的斗式给煤装置，使块、末煤混合堆在炉排上，阻碍锅炉进风，影响燃烧。将斗式给煤改造成分层给煤，使用重力筛选器将原煤中块、末煤自下而上松散地分布在炉排上，有利于进风，改善燃烧状况，提高煤炭的燃烧率，减少灰渣含碳量，可获得5%～20%的节煤率，节能效果视改前炉况而异，炉况越差，效果越好。项目投资很少，节能效益很好，回收很快。
3、燃煤锅炉富氧燃烧技术
一般在锅炉火焰温度不够、煤渣含碳量偏高、烟气林格曼黑度等级无法达标、锅炉燃烧效率不高、锅炉出力不足的时候，可以考虑采用富氧燃烧技术，增加助燃空气中氧气的含量，使燃料燃烧的更加充分同时，降低空气过剩系数，减少燃烧后的烟气排放量，提高火焰温度和降低排烟黑度，实现节能5%～15%，提高锅炉出力10%以上。富氧燃烧技术的节能和环保效益都很好，项目的投资回收期不到一年。
4、使用锅炉自动清灰技术
锅炉积灰结焦将严重降低热效率，因此除灰势在必行。利用激波发生技术，震荡、撞击和冲刷锅炉过热器、空预器、省煤器表面的积灰结焦，使其破碎脱落。因清灰效果好、吹灰彻底、不留死角、运行成本极低、投资效益很高的特点，全自动高效激波吹灰器深受用户欢迎，是燃煤、燃油、燃气锅炉和窖炉除灰的最佳选择，必将取代其它传统吹灰设备，在锅炉清灰节能方面具有广阔的发展前景。
4、燃煤蒸汽锅炉高温凝结水回收利用技术
过去开式回收凝结水所存在蒸汽浪费、凝结水再次被氧化、热能回收率不高等问题，可以在了解蒸汽使用设备热负荷的前提下，通过更换先进疏水阀，平衡回收管网压力，增设蒸汽喷射热泵和GY凝结水回收装置，可以实现高温凝结水的密闭式回收，节约燃煤锅炉燃料15%～30%，回收95%的纯净凝结水。
6、燃煤锅炉燃烧方式改造
从燃煤锅炉适当位置喷入适量煤粉到炉膛的适当位置，使之在炉排层燃基础上，增加适量的悬浮燃烧，可以获得10%左右的节能率。需要注意的是喷入的煤粉量、喷射速度与位置要控制适当，否则，将增大排烟度，影响节能效果。对于燃油、燃气和煤粉锅炉，是用新型节能燃烧器取代陈旧、落后的燃烧器，改造效果也与原设备状况相关，原状越差，效果越好，一般可达5%～10%。
7、燃煤锅炉炉拱节能改造方法
适当改变炉拱的形状与位置，可以改善燃烧状况，提高燃烧效率，减少燃煤消耗，现在已有适用多种煤种的炉拱配置技术。这项改造可获得10%左右的节能效果，技改投资半年左右可收回。
8、燃煤锅炉辅机节能改造技术
鼓风机和引风机的运行参数与燃煤锅炉的热效率和耗能量直接相关，用适当的调速技术，按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量，维持锅炉运行在最佳状况，一方面可以节约锅炉燃煤，又可以节约风机的耗电，节能效果是很好的。
9、定期清理锅炉与省煤器烟灰污垢可实现节能
一般燃煤锅炉经过一段时间运行后，管束、烟室及省煤器内外壁都会产生积灰与结垢现象，严重影响了锅炉出力和热效率，建立定期清理锅炉积灰、结垢制度，可减少热阻，增加传热效果，保证锅炉在良好状态下运行，可达到节能效果。
10、燃煤锅炉控制系统改造
可实现节能工业锅炉控制系统节能改造有两类，一是按照锅炉的负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量，使锅炉经常处在良好的运行状态。将原来的手工控制或半自动控制改造成全自动控制。这类改造，对于负荷变化幅度较大，而且变化频繁的锅炉节能效果很好，一般可达10%左右;二是针对供暖锅炉的，内容是在保持足够室温的前提下，根据户外温度的变化，实时调节锅炉的输出热量，达到舒适、节能、环保的目的。实现这类自动控制，可使锅炉节约20%左右的燃煤。对于燃油、燃气锅炉，节能效果是相同的，其经济效益更高。燃煤锅炉的节能改造技术和方法不仅可以达到节省成本，提高热效率的作用增加锅炉寿命的作用，同时也在一定程度上契合了目前对锅炉环保方面的技术要求，可谓是一举多得。
 
二、燃气锅炉节能降耗改造方案
1、当今燃气锅炉存在的问题
（1）气体燃烧不充分
燃气锅炉在正常运作下，绝大多数气体都能够彻底燃烧，燃烧损失相对较少。通常情况下，燃气锅炉中的天然气燃烧率在99%～99.5%之间，不完全燃烧率在0.5%～1%之间。由于还有些许气体无法燃烧，在不完全燃烧的情况，燃气锅炉的热损率就会大大增加。燃气锅炉与传统燃煤锅炉不同，燃气锅炉在不完全燃烧的情况下不会出现黑烟，加上很少单位配备烟气分析仪器，使得燃气锅炉是否完全燃烧很难用肉眼判断。
（2）散热损失
燃气锅炉的散热损失主要包含两大方面：一是锅炉设备散热损失问题；二是锅炉房其他附属设备或风道散热损失问题。其中，燃气锅炉自身的损失通常在1%～2%之间，并已计算在锅炉热效率中。针对这两种情况，其他设备的散热损失较小，中小型锅炉燃烧用空气取自锅炉内部，散热系统也能够提高锅炉内的空气温度。同时，锅炉辅助设备与管道散热也能够起到辅助取暖的作用。
（3）锅炉排烟热损失
在燃气锅炉运作中，影响排烟热损失的主要因素为排烟量与排烟温度。其中，排烟量越大、排烟温度越高，其热损失就越大。当排烟温度持续上升时，锅炉的功能效率会逐渐降低。经过有关检测表明，在当今燃气锅炉技术基础上，排烟问题每上升18℃就会降低锅炉1%的运作效率。因此，通过喷水等措施降低排烟温度，以提高锅炉的运行效率。
（4）燃气锅炉排污热损失
通常情况下，燃气锅炉中的排污量越大、内部压力高，会提高热损量。如果燃气锅炉中没有设置回收装置，燃气锅炉的热损量会高达3%～5%之间。燃气锅炉内排污率每增加1%，天然气消耗即会提高0.3%～0.5%之间。可见，锅炉污水排放对热损量有着直接关系，会造成能源浪费过多。因此，必须要引起相关部门的注意与重视，并通过合理改造进行热损控制。其中，溶解固形物的硬度与含量，与燃气锅炉的排污量有着直接关系。
（5）凝结水热损与补水热损
水是燃气锅炉运作中不可或缺的能源。由于热网泄露、设施老化也会造成热损失，通过对燃气热水锅炉测试，在不同的供回水温度下，如果补水率降低1%，热损就会减少1.8%～4.5%之间。而对于燃气蒸汽锅炉，凝结冰回收率每降低10%，凝结冰热损率就会增加1%左右。由此可见，在凝结水与补水热损失方面还有很大的操作空间。
2、加强燃气锅炉节能降耗改造的有效措施
（1）配置燃烧器
排烟损失是影响锅炉运作效率的主要原因，主要受到排烟量和过量空气系数影响。通过分析燃烧原理可以发现，过量空气系数越大，排烟量也会随之增多，自然也会带走更多的热量。据有关部门检测报告表明，当燃气锅炉排烟温度在250℃时，空气过量系数就会提高0.1%，燃气锅炉运作效率就会降低0.9%。所以，想要保障燃气锅炉运作效率，要尽可能降低燃气锅炉中的过量空气系数。在锅炉实际使用中，单位要配置合理的燃烧器，并对该设备进行调试。燃烧器能够符合锅炉运作特点与燃料特性相匹配，保障火焰燃烧率，确保火焰充满炉胆，让燃料能够充分燃烧。
（2）减少锅炉管道系统热损失
单位需要重点改造热力网管，将旧的岩棉外缠玻璃布形式更换为岩棉外包铁皮的形式，进而降低管网的热损失率，提高能源的应用效率。同时，加强对软水箱的保温处理，提高软水箱的保温功能，减少锅炉软化水的热能损失。
（3）降低燃气锅炉排烟热损量
以冷凝式锅炉为例。冷凝式锅炉主要是指从燃气锅炉中排放的烟气中，吸收水蒸气所含的汽化潜热的锅炉设备。常规的锅炉会将大部分热能传递给水蒸气（蒸发吸热原理），提高排烟热损量。但在冷凝式锅炉中，排烟将热能传递给水蒸气的同时，还能够吸取要水蒸气冷凝后的热能，进而减少热损量。冷凝式锅炉与常规锅炉存在着诸多差异。冷凝器锅炉必须要有冷凝式交换受热面，并采用保温性超强的密封材料与保温外壳。通过采用低温水为锅炉排烟时，它将蒸汽温度降到烟冷凝温度下，将过热的水蒸气凝结成水，进而通过汽化释放潜热能，帮助锅炉吸收一部分热能。冷凝锅炉的整体运作效率要比传统锅炉高出10%～17%，同时也能够降低排烟温度，将排烟温度降低到50%～70%之间。冷凝式锅炉在运作中，既能够减少燃气使用量，同时也能够稀释调烟气中的有害物质，回收蒸汽水量，具备节能、环保、绿色、节水等特点。分离式烟气回收装置通常分为两种：一是直接接触换热器；二是间接接触换热器。其中，直接换热器主要通过喷水的方式与排烟直接接触，进而产生能量交换（热能），提高热能收回率，并通过淋水减少排烟中的有害气体。虽然直接接触换热器的使用效率高，但是回收中也存在诸多问题。淋水直接与有害气体接触并吸收一些有害气体，会使换热器回收的水变为酸性，腐蚀锅炉及相关设备。因此，如果废水处理不得当会污染环境，而且在锅炉房中也难以二次利用。所以，直接换热器在使用上具有局限性。
（4）降低锅炉房设备电耗
燃气锅炉在运作过程中会消耗大量电能。为降低锅炉房的电耗，可以采用合理配置相应设备和融入先进技术。要求工作人员做到：第一，要分析锅炉房运行现状，充分了解各个设备的特征与性能，计算管网下泵、风机运作流量、功率、效率等，通过合理配置研究得出最佳方案，实现设备合理配置；第二，引入变频技术，让触点在日常运作中处于软起动状态，进而降低启动电流，避免因用电过量对电网产生影响。工作人员可以利用变频器降低交流电的频率，调节水泵转速与流量，提高补充系统在各个环节运作中的漏水量。避免补水泵全天运作，尽量减少电能消耗。同时，也可以加入风机变频器，如采用风机变频器改变风机转速。根据锅炉需求设置风速，并且能够让锅炉内组成闭环控制系统，实现恒能量、恒压，进而降低锅炉能耗，提高综合效益。
（5）降低排污热损失
可以通过采用定期排污的方式降低排除热损量。同时，定期化验软化水，检查燃气锅炉水质情况，保障锅炉供水质量符合标准。掌握燃气锅炉内用水碱度大小与变化规律，在高汽压、低负荷的情况下进行排污。此外，要根据锅炉汽包内液面处的水中盐度调节排污阀，从而将排污量控制在最低限度，进而降低排污热损量。
3、结语
从上述的燃气锅炉现有问题与降耗方案来看，对燃气锅炉降耗改造必须要采用多层面节能方法，从各个环节减少热能损耗量，提高锅炉运行效率，进而达到良好的节能效果，保障供热、供电企业的经济效益与社会效益。