談?wù)勫仩t節(jié)煤的基本措施

1、談?wù)勫仩t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(dá)到規(guī)定的熱效率。關(guān)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(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鍋爐在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有各種類型的鍋爐達(dá)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(shè)計不合理，且耗煤量大的鍋爐已淘汰更新，有的也進(jìn)行了一系列技術(shù)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(jù)高不下。筆者根據(jù)多年實踐的經(jīng)驗和教訓(xùn)，認(rèn)為鍋爐節(jié)煤應(yīng)該重點(diǎn)采取如下基本措施：一、加強(qiáng)鍋爐房熱工設(shè)備及輸送管道保溫和維護(hù)保養(yǎng)對鍋爐房內(nèi)熱工設(shè)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(dá)到節(jié)能，滿足生產(chǎn)和生活需要的壓力和溫度。鍋爐房內(nèi)熱

3、工設(shè)備，一般有汽包，熱交換器、熱水箱、余熱回收設(shè)備等，輸送管道有蒸汽、熱水管道。由于這些熱工設(shè)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(zhì)的溫度和質(zhì)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(jié)論是保溫與不保溫大不一樣，一般敷設(shè)保溫層后，可使散熱損失減少90%。表1所列數(shù)據(jù)是根據(jù)傳熱學(xué)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(zhì)溫度 （）平壁散熱（W/m）不同內(nèi)徑管子（mm）散熱損失（W/m2）100150200250300350100

4、1120340480670740900100015022306909701270149017902080200365011201560208025452980342025053601670254032003870447051403007440230033504050536064007210350101203130447061007440855098304001303040906050791098901132013030實測數(shù)據(jù)表明，當(dāng)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(dāng)于2噸多標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)驚人的。所謂保溫不徹底，是指有些單位認(rèn)為鍋爐外的輸送管道及部分熱工設(shè)備系在露天，應(yīng)當(dāng)保溫，而鍋爐房內(nèi)的就不須保溫；另外，有些單位雖然對所有的熱工設(shè)備和輸送管道進(jìn)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(dāng)于長度為0.5m和1m同樣直徑光管的熱損失。那么，如何加強(qiáng)鍋爐房熱工設(shè)備和輸送管道保溫呢?這就須做到：1、保溫前，須按照設(shè)計要求，因地制宜，選擇保溫材料。一般要求是：熱導(dǎo)率低，有較高的耐熱溫度，抗壓強(qiáng)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(diǎn)。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(jù)介質(zhì)溫度而定，不可盲目，否則達(dá)不到理想的節(jié)能效果。3、確保施工質(zhì)量。一般保溫方式有涂抹式、預(yù)制式、填充式、捆扎式等多種，無論采取哪種方式，都必須嚴(yán)格按照施工程序辦理，少一道工序都不行。對于熱工設(shè)備，由于面積大，保溫層不易附著在設(shè)備表面，因而必須焊置一些鉤釘，并布置一層鍍鋅鐵絲網(wǎng)，使其與鉤釘扎牢。要求保溫后的設(shè)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(xiàn)有不少單位雖然按照上述要求對熱工設(shè)備及輸送管道敷設(shè)了保溫層，但在維護(hù)保養(yǎng)上有所忽視，保溫層脫落損壞后，不及時修復(fù)，因而大量雨水從損壞處滲入，造成不必要的熱損失?？偠灾?，加強(qiáng)鍋爐房熱工設(shè)備和

7、輸送管道的保溫，并加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)，是節(jié)約能源的一項重要措施，切不可忽視。二、要經(jīng)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(yùn)轉(zhuǎn)一段時間，爐膛內(nèi)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(dǎo)熱性能較差。煙灰的導(dǎo)熱系數(shù)是916W/m·K，其導(dǎo)熱系數(shù)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(yīng)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(fèi)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(qiáng)度大，清灰不徹底，往往還影響生產(chǎn)和生活。現(xiàn)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(jìn)爐膛，也可用噴槍噴入。當(dāng)清灰劑在爐膛高溫區(qū)燃燒時，會產(chǎn)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(xì)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(jī)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(chǎn)生的化學(xué)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(xué)清灰劑，使用效果較好。清灰劑在投用前，使用單位應(yīng)根據(jù)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(diǎn)五。每天投23次。初投時，應(yīng)為正常投藥量的23倍，如果煙灰結(jié)得嚴(yán)重，可適當(dāng)增加，對于結(jié)煙灰嚴(yán)重，清灰劑效果不佳時，應(yīng)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(yùn)轉(zhuǎn)一段時間后，如果水處理工作不佳，水質(zhì)不合格，鍋爐管內(nèi)、鍋筒內(nèi)就會結(jié)生水垢。水垢的導(dǎo)熱性能差，僅為鋼板的數(shù)十分之一到數(shù)百萬分之一（鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)為58W/m·k）。鍋爐結(jié)垢，不僅對鍋爐安全運(yùn)行造成極大危害，而且使燃料大量浪費(fèi)。由熱量傳遞公式可以看出，傳熱量Q與導(dǎo)熱系數(shù)，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(dāng)一臺鍋爐結(jié)生水垢后，若水垢厚度不計時，取混合水垢導(dǎo)熱系數(shù)0.8W/m·k，鋼板導(dǎo)熱系數(shù)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(dǎo)熱系數(shù)越低，水垢厚度越厚，燃料浪費(fèi)就越大。根據(jù)測定，水垢厚度與浪費(fèi)燃料的關(guān)系見表2。表2水垢厚度與浪費(fèi)燃料對應(yīng)表水垢厚度（mm）0.51358浪費(fèi)燃料（%）2355101534鍋爐結(jié)生水垢后，應(yīng)該采取積極措施清除。目前清除水垢的方法有機(jī)械、人工、化學(xué)除垢三種方法。機(jī)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(jìn)入的部位才能清除。化學(xué)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(diǎn)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(yīng)根據(jù)鍋爐結(jié)垢情況而定，不可盲目，否則達(dá)不到最佳除垢效果。清除水垢只是一種補(bǔ)救措施，而關(guān)鍵的是要預(yù)防水垢的生成，也就是說要搞好鍋爐不處理工作。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，目前在用鍋爐使用單位的領(lǐng)導(dǎo)，對水處理工作不夠重視占有相當(dāng)大的比例，有的水處理設(shè)備損壞了不修理；有的樹脂流失和失效而不及時補(bǔ)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(zé)任制，對于爐內(nèi)加藥處理的，加藥斗只是一種擺設(shè)，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(xiàn)象，保證設(shè)備完好鍋爐房內(nèi)滲漏現(xiàn)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(yùn)行，而且滲漏出的熱水以及蒸汽會滲透到保溫層中后凝結(jié)成水使保溫材料失去保溫效果，浪費(fèi)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(dāng)一臺鍋爐汽壓為1MPa時，若人孔漏汽處有相當(dāng)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(fèi)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(yán)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(fēng)和引風(fēng)，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(dāng)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(yùn)行6天，每天3班連續(xù)生產(chǎn)，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(diǎn)，每小時要浪費(fèi)幾百公斤蒸汽，一年就要浪費(fèi)幾

16、百噸煤炭，必須引起重視。鍋爐房內(nèi)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(guān)不嚴(yán)以及閥芯損壞而內(nèi)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(nèi)漏，只要細(xì)心觀察，也不難發(fā)現(xiàn)。一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)及時關(guān)緊，閥芯損壞的應(yīng)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(yùn)轉(zhuǎn)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(nèi)停留時間短，排煙溫度可達(dá)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(dá)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(xiàn)鑄鐵省煤器的節(jié)煤率并不高。按照設(shè)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(jìn)水方式是間斷性的，當(dāng)鍋爐給水停止后，省煤器的作用隨之降低，如果長時間不進(jìn)水，還易發(fā)生水擊事故；2、省煤器內(nèi)部設(shè)計有許多鰭片，由于進(jìn)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(yán)重時，必須停爐清灰，而且清灰相當(dāng)困難，影響生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行；3、省煤器管內(nèi)部粗糙，當(dāng)水質(zhì)不好時，最易結(jié)垢，使得管內(nèi)流通面積減少，傳熱效果差。當(dāng)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(dāng)，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(fèi)。為了解決這一問題，我們與有關(guān)設(shè)計專家一道，根據(jù)各類鍋爐不同的特點(diǎn)，設(shè)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(shè)計采用比較多的一種。鋼管余熱回收水箱的特點(diǎn)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(yīng)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(yùn)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(yùn)行，與司爐人員操作水平高低有相當(dāng)密切的關(guān)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(rèn)為，司爐人員在操作過程中，要充分認(rèn)識到操作與節(jié)能的關(guān)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(yùn)行中操作的正確性，司爐人員在鍋爐操作過程中，必須根據(jù)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(yīng)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(nèi)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(fēng)，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(dá)不到預(yù)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(fēng)進(jìn)入爐膛。投煤時應(yīng)先看爐膛的火侯，當(dāng)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(fèi)。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(chǎn)生風(fēng)洞，增加過剩空氣量，火層過厚妨礙通風(fēng)，易造成不完全燃燒損失。對于機(jī)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(fù)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(fēng)，增加鼓風(fēng)電耗。煤是否能燃燒完全，風(fēng)量調(diào)節(jié)十分重要。風(fēng)量調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)不及時，會使風(fēng)煤配合不好造成鍋爐正壓燃燒，也就是說鼓風(fēng)大于引風(fēng)。一般要求爐膛負(fù)壓為19.6129.41Pa。但由于鼓風(fēng)量大于引風(fēng)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(fēng)機(jī)調(diào)大以后，會使煤中的揮發(fā)物和可燃?xì)怏w來不及燃燒就排出煙囪，使得化學(xué)不完全燃燒損失上升。與此同時煙氣溫度大大升高，導(dǎo)致了排煙損失上升。在一般人看來，正壓燃燒只是調(diào)大了鼓風(fēng)機(jī)，增大了鼓風(fēng)機(jī)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(yīng)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(fēng)機(jī)的電耗上升。由于給煤速度的加快，上煤機(jī)也要加緊工作，相應(yīng)增加了電耗。同時，出渣機(jī)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(fù)荷，關(guān)汽先減負(fù)荷。在向鍋爐進(jìn)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(jìn)水要勤，保持水位