重庆市在用工业锅炉能耗现状及节能分析

【摘 要】 锅炉作为高耗能特种设备之一，是我国“十二五”期间的重点节能对象。本文以重庆市在用工业锅炉为研究对象，按照相应的锅炉热工试验规程进行热工测试，得出在用工业锅炉的能耗现状，重点分析了影响锅炉能耗偏高的主要因素，这对保障锅炉的安全经济运行和响应国家的节能政策有一定的理论和现实意义。

【关键词】 工业锅炉 热工测试 热效率 节能

1 引言

节能减排是中国可持续发展的重大战略举措，是贯彻科学发展观，建设资源节约、环境友好型社会的必然选择。重庆作为一个重工业城市，重工业企业众多，在工业部门中，能源消费向高耗能行业集中[1]。目前，重庆的发展正处于高耗能阶段，能耗增长过快，高能耗行业尤其令人瞩目[2]。锅炉是一种热力设备，对能源的消耗占有很大的比重，工业锅炉能源消耗位居全国工业行业第二，仅次于电站锅炉，煤炭消耗量远高于钢铁、石化、建材等高耗能工业行业[3]。因此，工业锅炉节能减排对完成“十二五”期间节能减排目标有着重大深远的意义。

为全面了解重庆市工业锅炉运行能耗现状，提高工业锅炉能源利用效率，加强对生产和使用企业锅炉节能减排工作的指导，对在用工业锅炉的运行状况与热效率进行了抽样节能监测。

2 在用工业锅炉能耗现状

依据TSG G0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》、TSG G0003-2010《工业锅炉能效测试与评价规则》以及相关标准，采用锅炉运行工况热效率详细测试方法，以所测试的95台工业锅炉能效测试数据为统计对象，并以热效率、排烟温度、过量空气系数限定值为评判工业锅炉能效达标标准，对在用工业锅炉的能耗现状展开分析。

2.1 热效率偏低

热效率是锅炉的综合指标，体现了锅炉作为一个能源转换设备的综合性能。图1为燃煤锅炉的热效率情况，图2为燃油、燃气锅炉的热效率情况，在本次能效监测中，在热效率方面，18台燃煤锅炉中，仅有3台锅炉的热效率达到TSG G0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》中相关限定值的要求，占燃煤锅炉测试总量的17%；77台燃油、燃气锅炉中，有15台锅炉的热效率达到限定值，占测试总量的19%。此外，在用工业锅炉的平均热效率也偏低，燃煤锅炉的平均热效率仅为69.4%，燃油、燃气锅炉的平均热效率为85.5%。

（其中，测试序号1～3，D

（其中，测试序号1～40，D≤2t/h；测试序号41～77，D>2t/h）

2.2 排烟温度偏高

本次能效监测中，95台锅炉排烟温度的具体情况如图3所示。在排烟温度方面，有35台锅炉的排烟温度达到限定值，仅占测试总量的37%，最高排烟温度高达441℃，平均排烟温度为185℃。

（其中，测试序号1～11，D

2.3 过量空气系数偏大

95台在用工业锅炉的过量空气系数具体情况如图4所示。在过量空气系数方面，95台锅炉中有24台锅炉的过量空气系数达到规程中的限定值，占测试总量的25%，有21台锅炉的过量空气系数高于2.0，占测试总量的22%。此外，在用工业锅炉的平均过量空气系数也偏大，燃煤锅炉的平均过量空气系数为2.83，燃油、燃气锅炉的平均过量空气系数为1.48，均远远超过限定值。由此可见，在用工业锅炉过量空气系数的达标情况也较差，造成锅炉的排烟热损失增大，使得热效率较低。（其中，测试序号1～18，燃煤锅炉；测试序号19～95，燃油、燃气锅炉）

2.4 锅炉节能措施实施较差

由于能源形势日益紧张，锅炉能否实现节能运行已经愈发的受到人们的关注。在本次能效监测过程中，重点监测了锅炉系统的节能措施实施情况。从实施方法上来看，主要是集中采用烟气余热回收、冷凝水回收、鼓风调节、引风调节等节能技术措施。所测试的95台锅炉中，未采用任何节能技术措施的占54%，节能措施在锅炉实际运行中并未被积极采用。

综上可知，本次测试的95台在用工业锅炉，其热效率、排烟温度及过量空气系数达标情况较差，运行中多数达不到节能规程中相关限定值的要求，而且和国家标准要求相差较大，一些较为有效的节能措施在实际运行中也并没有被广泛采用。由此可见，在用工业锅炉在实际运行过程中，存在着较为严重的能源浪费现象，锅炉节能改造工作已刻不容缓。

3 影响工业锅炉能效的主要因素分析

上述热效率只是锅炉在一定条件下测试所取得的结果，在锅炉的实际运行过程中，绝大多数锅炉的运行负荷、运行参数、燃用煤种是经常变动的，司炉工技术水平也参差不齐，运行过程是不稳定的，锅炉实际运行效率有可能比实测效率还要低。因此，有必要分析锅炉能效较低产生的原因，以便实现锅炉的节能运行。

3.1 运行负荷低

长期以来，工业锅炉运行存在“大马拉小车”现象，大多数锅炉处于低负荷运行状态，一方面是由于设计院和用户在选用锅炉时，考虑到今后的发展需要等因素，所选锅炉的容量及台数往往超过实际需求量很多；另一方面，锅炉实际运行中负荷常随用汽、用热负荷变化在较大范围内波动，造成很多锅炉长期在低负荷下运行。本次抽样能效监测中，在用工业锅炉的平均负荷率为65%左右，实际运行效率要比鉴定热效率低10～15个百分点。

3.2 煤种多变、煤质差

我国燃煤工业锅炉所使用的煤主要是烟煤、无烟煤、贫煤等，不同地区供应的燃煤煤质相差较大，有些地区工业锅炉使用的煤种也经常发生变化。特别是，我国的燃煤工业锅炉以层燃锅炉为主，而层燃锅炉对煤种的适应性较差，因为该类锅炉在设计时其受热面的布置型式、面积大小、炉拱炉排配风装置的结构型式均按一定的设计煤种设计，所以，当燃用煤种发生变化时，它的燃烧情况必然会变化，一般是变得更差些。此外，供应的煤种经常变化，也使锅炉运行、管理人员无法掌握煤质情况，摸不清运行规律，无法采取有针对性的措施。这样既降低了锅炉运行热效率，也增加了锅炉污染物排放。

3.3 排烟温度高

由于大部分工业锅炉未采用节能技术措施，特别是燃煤锅炉，其排烟温度长期在200～300℃，大量高温烟气及粉尘SO2、CO2、NO 对环境造成极大污染，排烟热损失较严重。

3.4 燃烧工况不合理

过量空气系数是影响锅炉效率的重要因素，风量过大或过小都会造成燃烧不完全损失的增加[4]。如果过量空气系数过高，一方面使烟气量增加，排烟热损失加大，另一方面使炉内温度降低，燃烧恶化，造成机械不完全燃烧损失和化学不完全燃烧损失增大。应根据负荷和煤种变化等情况，及时调整送、引风门开度。如锅炉负荷降低时，燃料的需要量相应减少，燃烧所需的空气量也相应减少，此时如不及时调节风量，就会使炉膛过量空气系数增大，过量空气系数每增加0.1约使排烟热损失增加0.7%。

3.5 锅炉水质超标

锅炉是一种热交换设备，水垢的生成会极大的影响锅炉传热。依据GB1576-2008《工业锅炉水质》标准的规定，在用工业锅炉均应安装水处理设备或锅内加药装置，但实际上仍有一部分工业锅炉水质严重超标。

3.6 管理水平落后

在工业锅炉的使用上，锅炉运行管理人员和操作人员的上岗培训没有得到切实的重视，运行管理水平参差不齐，操作人员素质千差万别，节能减排意识淡薄。在工业锅炉缺乏监测、诊断、调节和控制的条件下，人成为节能减排工作的主体，所以，人的思想和行为对节能减排工作的影响也较大，是节能减排的软件基础。

4 结语

本文通过对重庆市在用工业锅炉运行状况的能效测试，得到了在用工业锅炉的能耗现状，并分析了造成锅炉低效运行的主要原因。具体结论如下：

（1）在本次抽样能效监测过程中发现，所测试的95台在用工业锅炉中，锅炉热效率、排烟温度和过量空气系数达标情况较差，只有19%的锅炉能效合格。

（2）在用工业锅炉的节能措施实施较差，54%的锅炉未采用任何节能措施，如烟气余热利用、冷凝水回收等节能方式在实际运行的过程中体现不够，在一定程度上制约着锅炉热效率的进一步提高。

（3）通过调研分析，在用工业锅炉能效较低主要是由于锅炉运行负荷低、煤种多变、煤质差、排烟温度高、燃烧工况不合理、水质达不到标准要求、冷凝水综合利用率低、管理水平落后等原因造成的。

（4）应积极采用锅炉烟气余热回收技术、加强燃烧机管理、推广冷凝水回收技术和工业锅炉水处理技术等措施，提高锅炉的运行效率，达到锅炉低耗高效的节能目的。

参考文献：

[1]应晓跃，等.重庆市工业企业节能降耗管理措施研究[J].科学咨询2010，16：43～44.

[2]张灿，周志恩，杨三明，等.推经洁净煤技术促进重庆市节能减排[J].三峡环境与生态，2010，186（3）：52～56.

[3]赵钦新，周屈兰.工业锅炉节能减排现状、存在问题及对策[J].工业炉，2010，119（1）：1～6.

[4]Ji J J，Luo Y H，Lin P Y.Effects of air distribution and refractory arch design on efficiency of coal fired travelling grate boilers[J].The Energy Institute，2007，80（4）：214-222.

[5]胡玉龙，孟庆，芮江，等.在用工业锅炉节能运行与改造[J].应用能源技术，2009，135（3）：15～16.

[6]葛升群.浅谈工业锅炉的节能减排[J].工业锅炉，2008，112（6）：28～31.