一、鍋爐設備現狀調查

　　我段管內目前有150多臺燃煤工業鍋爐，其中以層燃爐為主，每年約消耗燃煤17萬噸，平均鍋爐熱效率在60%-68%，與設計熱效率存在較大差距。以嘉峪關車站地區其中一集中鍋爐房為例進行調查分析：

　　該鍋爐房在用三臺7MW熱水鍋爐，于1994年底投入使用，鍋爐設計熱效率為82.7%，而實際熱效率僅為68%左右(以2008-2010年能耗數據為依據)。

　　1、從鍋爐燃燒狀況看，鍋爐普遍存在爐膛溫度過低，爐膛空氣過量系數過大(鍋爐設計的空氣過量系數為≤2.4)，煤層厚度與爐排轉速配備不合理，排煙溫度過高(鍋爐設計的排煙溫度≤180℃，而鍋爐實際運行的排煙溫度在≥200℃的天數占總供暖天數的50%以上，數據的采集來自于現場作業記錄);

　　2、我國燃煤工業鍋爐的設計煤種一般為二類煙煤。煙煤在我國的儲量較多，且產地也遍及全國各地，不同產地的煙煤煤質特性差別很大。一般來說，灰分小于15%-20%，直徑3mm以下的末煤不大于30%，且揮發分大于20%的煙煤比較好燒。而實際在用鍋爐使用的煤質卻遠遠低于這個標準。近幾年由于燃煤價格上漲較快，煤質以次充好現象普遍存在，符合鍋爐要求標準的燃煤供應緊張，價格較高，煤碳質量不穩定;

　　3、在用鍋爐使用的分層給煤裝置大部分是第一代產品，因使用時間較長，基本上已不能進行正常分層給煤。經分層裝置的給煤薄厚不均，出現“火口”現象時有發生，惡化了鍋爐的燃燒工況;

　　4、該地區所配備的鍋爐輔機配比偏大，自動化控制水平低。鍋爐設備因使用時間長，部分輔機已進行過多次大修和更新，鍋爐設備處于非經濟運行狀況。部分變頻器電氣元件老化，無法實現變頻運行。像幾個集中供暖鍋爐房，僅有補水泵可實現變頻運行，循環泵、鼓引風機等均由人工調節實現設備變頻運行;

　　5、該地區80%的室外供熱管道投資建設于1996年以前，截止目前已使用了15年之多。管道在鋪設過程中，部分供暖管道未采取保溫措施或保溫不到位，致使管道保溫效果差，熱損失較大。按金屬熱特性指標，管道保溫層厚度不夠或質量不合格將浪費熱量3.5%左右，裸管每小時每平方米浪費0.23Kg標準煤。同時供暖管道的接頭、彎頭和管網伸縮器腐蝕嚴重，管道漏點較多，鍋爐系統失水量較大。該鍋爐房除正常熱損耗補水量日耗量70T外，系統失水量為日150T左右，鍋爐設備運行能耗較大;

　　6、該地區大部分房屋的供暖是區域集中供暖，實現各用熱點的熱平衡調節是做好供暖工作的前提。各用熱點熱平衡調節主要靠調節閥進行平衡，但因供熱半徑大、熱源偏，僅靠流量調節閥不足以消除水平失調。經流量調節儀測量，近端實際單耗流量是每千平方米3.5-4m3，遠端單耗流量不足2 m3，熱平衡失調嚴重，遠端供熱用戶供暖效果差，甚至不達標。在這種情況下，依靠通過延長鍋爐設備運行時間和加大循環泵的循環流量來彌補遠端熱用戶流量不足等缺陷;

　　7、鍋爐司爐人員實際操作能力參差不齊，不能根據鍋爐特性差異和煤質情況及時調整焚火作業;

　　8、目前許多房屋外墻未做保溫隔熱處理，冬季供暖熱損失較大。為了實現供暖溫度達標，必須延長鍋爐運行時間，必然會增大鍋爐設備運行能耗。

　　二、鍋爐能耗原因分析

　　根據綜合供熱指標q=70W/m2,該鍋爐房供暖系統設計耗煤量為10500T，月單耗為8.53 Kg/m2。但從表1可以看出，該鍋爐房燃煤實際消耗13130噸，月單耗量達到10.67Kg/m2。

　　2010年該鍋爐房能耗情況、供暖面積表1

　　3臺7MW鍋爐供暖總面積223800平方米

　　2010-2011供暖期實際總能耗2010-2011供暖期單耗

　　煤(T)水(T)電(度)煤(Kg/m2)水

　　(Kg/m2)電

　　(度/m2)

　　1313038127146400210.6730.971.18

　　經現狀調查分析發現，造成鍋爐熱效率較低，能耗較高原因是多方面的，分析如下：

　　1、鍋爐分層燃燒裝置分層給煤不均勻。在用鍋爐使用的分層燃燒裝置為第一代分煤產品，因產品質量和使用年久，部分分煤功能已散失，無法進行正常的分層給煤，給煤薄厚不均勻，爐床經常出現“火口”，冷風滲透量、空氣過量系數偏高。從采樣的2010年鍋爐運行數據顯示，爐膛溫度不高，爐膛火焰呈紅色，排煙溫度高(實際采樣值是≥200℃)，煤燃燒不充分，爐渣含碳量超過20%，鍋爐熱效率低;

　　2、煤質差。燃煤含焦油量大，顆粒度小，小于3mm的細粉含量≥80%，含水量≤12.5%，揮發份少，低于10%(此數據來源于煤碳化驗單)，且煤質不統一。根據鏈條爐對煤質的要求：煤質顆粒度在3-40mm之間、燃燒發熱量在18837-20930KJ/Kg以上、揮發份≥15%、灰熔點≥1250℃以上的弱結焦二類煙煤比較適宜。煤含水量少、揮發份少，不利于通風和易燃氣體的揮發，影響煤的燃燒。因在用鍋爐燃煤屬于供煤商直供，煤的顆粒度、發熱量存有差異，煤質時好時壞，造成灰渣含碳量和熱損失偏高，致使鍋爐煤耗增加;

　　3、使用煤種不能適應現用爐拱。因在用爐拱的形狀與位置是定型的，而使用煤種不固定，有甘肅的、內蒙的、新疆的，致使爐拱與燃煤不適應。不僅不利于爐排通風，而且惡化了鍋爐的燃燒工況，造成鍋爐耗能增大;

　　4、司爐作業人員操作水平參差不齊。部分操作人員雖然經相關部門進行了鍋爐作業培訓，但實際操作水平還較低。在實際鍋爐焚火作業過程中，不能根據煤種和鍋爐燃燒工況合理的進行煤層、爐排速度、爐膛負壓等調節，只憑經驗操作，造成鍋爐能耗增加;

　　5、鍋爐設備的自動化調節能力低。在用鍋爐的自動化水平較低，鼓引風機、循環設備雖然均采用了變頻技術，但與系統未作人機交互自動聯鎖，無法依據負荷變化實現鍋爐的自動運行。操作人員僅靠鍋爐供回水溫度、爐膛負壓和排煙溫度進行燃燒調節，鍋爐處于非經濟運行狀況;

　　6、鍋爐外網系統管道及附件腐蝕、漏點多。由于施工及維護等方面的原因，有些管件材質差，經多年使用的直埋管道接頭、彎頭、伸縮器和入戶管出現腐蝕漏點，造成鍋爐系統補水量、鍋爐運行時間增加，鍋爐能耗增大;

　　7、鍋爐外網系統熱平衡失調嚴重。目前，區域集中供暖廣泛采用的改變流量的質調節和間歇調節相結合的調節方式。因供熱半徑大，各用戶的流量控制通過流量調節閥和蝶閥進行調節控制，造成系統水平失調現象突出，末端用戶系統流量小、供暖效果差。因此通過加大系統流量和提高系統壓力來減小熱平衡失調對末端熱用戶的影響，致使鍋爐能耗增加。

　　三、降低鍋爐能耗對策

　　針對上述造成鍋爐熱經濟性能低、能耗增大的原因，結合生產實踐，筆者認為應重點從以下幾個方面加以改進。

　　1、加強日常管理，提高鍋爐運行工況。嚴格落實鍋爐房各項規章制度和操作規程、作業標準，結合地區氣溫等情況，根據鍋爐設備狀況和能源供應質量，進一步優化各環節作業標準和設備運行參數，合理調整運行時間，盡可能地使鍋爐設備安全、經濟運行;

　　2、加強燃煤管理，保證燃煤質量。結合燃煤鍋爐特性，依據市場規律，嚴格燃煤招投標制度和供煤商的管理，從源頭上控制燃煤質量，避免劣質煤進場、進爐。要對不同的煤種盡量采取按類分別堆放。根據天氣狀況，按不同的比例搭配使用。同時通過燃燒調整試驗，探索出不同煤種燃燒時煤層、配風等運行參數，在此基礎上摸索出不同煤種的混燒、摻燒和配煤技術，以提高各種煤質的利用率，特別是劣質煤;

　　3、進一步加強操作人員業務技能培訓，對鍋爐房管理人員和司爐人員進行經常性的強化培訓，特別是要加強各種應急處理、新技術、新設備使用及燃料變化等方面的操作培訓，不斷提高專業知識和操作技能，讓鍋爐管理人員和司爐人員熟練掌握設備特性。同時司爐人員要結合煤碳質量準確掌握鍋爐設備各類運行參數，合理地進行相應的燃燒調節，使鍋爐設備處于最佳運行工況;

　　4、加強鍋爐設備和輔助設備的巡查、整檢修和日常保養工作，及時排除鍋爐及輔助設備(特別是鍋爐本體密封、給煤機、省煤器、除渣除塵等設備)出現的故障，不斷優化設備運行質量。同時結合區域供暖特點，合理調整供暖系統半徑。運用新技術，新設備，消除遠端用戶水平失調問題。運用新型流量調節閥，平衡系統流量，解決水平失調，實現整個系統的熱平衡;

　　5、改造分層燃燒裝置。更新改造功能缺失或不能正常分層給煤和市場淘汰的分層給煤裝置，強化爐床通風，優化鍋爐的技術工況，使鍋爐熱效率得到有效提高;

　　6、 加大鍋爐設備自動化控制技術的運用。對在用區域供暖的中型鍋爐房加大自動化控制技術的投入改造和運用，不斷完善變頻設備質量，實現人機交互模式，使鍋爐的各項燃燒指標處于最佳技術狀態;

　　7、逐步對現有房屋采取外墻保溫隔熱改造，改善房屋的保溫效果，在確保供暖達標前提下，有效縮短鍋爐運行時間;

　　8、加大系統管道的病害整治力度，減小系統失水量。采取相關儀測漏技術，分段試壓等方式，找出管道腐蝕漏點，規范施工質量，使系統管道滲漏點得以根治;

　　9、實行熱電聯產。由于熱電聯產能夠有效地節約能源、改善環境質量、降低鍋爐房職工的勞動強度等優勢，被廣泛推廣。目前，嘉峪關市的熱電聯產建設項目已初具規模，因此要積極與市政府進行磋商溝通進行并網改造，以促進車站地區供暖方式的改變，實現低碳、優質供暖。

　　結束語

　　綜上所述，集中供暖鍋爐節能降耗是一項綜合性的系統工程，其可行性措施必須從鍋爐運行管理全過程考慮，如根據鍋爐爐型、輔機設備和能源供應情況優化各環節作業標準、運行參數，采用變頻調節和自動控制技術，積極推廣節能技術改造，加強熱力管道的保溫和維護，確保鍋爐燃煤的供應品質、合理進行鍋爐管網規劃和熱源運行調度、及時整治熱網漏損、對管理人員及司爐人員進行全面技能培訓等多方面采取措施，才能保證其能耗在科學合理的前提下、熱效率更高，供暖質量達標。

　　參考資料

　　(1)郭套建.2007年全國特種設備安全監察工作統計與分析.工業鍋爐.2008.24.

　　(2)趙欽新、王善武.我國工業鍋爐未來發展分析.工業鍋爐.2007.15.

　　(3)李茂東等.工業鍋爐能耗現狀分析與節能措施.節能減排.2009.7.

　　(4)賀平、孫剛.供熱工程.1993.11.

　　(5)吳來興、吳文浩.工業鍋爐技術管理手冊.