工业燃煤锅炉怎样节能？
工业锅炉是重要的热能动力设备，一般指容量小于或等于65蒸吨/时，压力小于或等于3.82兆帕，温度小于或等于450℃的各种容量和参数的锅炉，它广泛应用于工厂动力、采暖通风、热电联产和生活热水供应，需求量很大。1998年末，全国在用工业锅炉总数50.12万台，合125.69万蒸吨，年耗燃煤约3亿吨。由于机组容量小，生产厂家混杂，产品质量参差不齐，加上燃煤供应以未经洗选加工的原煤为主，细颗粒煤比例过大，燃烧设备与燃料特性不适应，辅机不匹配和运行操作水平低等原因，锅炉效率普遍较低。
由于产品技术水平和运行水平不高，锅炉效率较低，加上量大面广，全国工业锅炉年排放温室气体二氧化碳约1.6亿吨碳，烟尘380万吨，二氧化碳530万吨和大量的一氧化氮，是大气环境污染的主要排放源之一。
因此用节能技术对工业锅炉机组进行必要的改造，以消除锅炉缺陷及改进燃烧设备和辅机系统，使其与燃料特性和工作条件匹配，使锅炉性能和效率达到设计值或国际先进水平，从而实现大量节约能源和达到环境保护指标。例如，北京鲁谷供热厂投资20万元，用分层燃烧技术对2台40吨/小时热水锅炉进行改造，改造后锅炉效率达到83％，锅炉出力增加，供暖能力由80万平方米提高到131万平方米，而且排尘量下降，整个投资在一个采暖期便全部回收。如果以单机容量10吨/小时为计算基数，锅炉效率由62％提高到80％，以年运行5000小时计，则年节省原煤218吨，折合标煤156煤当量，节能率22.5％，减排二氧化碳109吨。如果全国工业锅炉有30％进行节能改造，按效率提高15个百分点计，全国可年节省标煤1290万煤当量，减排二氧化碳903万吨。因此市场潜力巨大，经济效益和社会效益均好。
双人字形节能炉拱
我国运行中的工业锅炉大多数是35吨/小时以下的链条炉，炉拱只适应于典型设计煤种。在实际运行中，由于我国煤种复杂，质量参差不齐，因此常造成锅炉燃烧不良、效率不高。上海交通大学的节能炉拱技术有效地解决了锅炉的常见病。
上海沪东造船厂是中国船舶工业总公司的大型骨干企业，该厂动力中心锅炉房有两台10吨/小时链条燃煤蒸汽锅炉，向全厂供应生产、生活用蒸汽。当煤品质差及雨淋后煤含水量大时，锅炉燃烧差，造成出力不足，影响生产。后该厂采用上海交通大学能源工程系的“双人字形宽煤种节能炉拱技术”，先后对两台锅炉进行改造，取得了锅炉煤种适应性好、出力大、炉渣含碳量低的良好效果，有力地保障了生产运行。
(1)双人字形宽煤种节能炉拱技术
锅炉在实际运行中经常遇到劣质煤或雨淋湿煤着火困难、难以燃尽的问题，因而导致锅炉热效率降低，蒸发量达不到额定值，且烟囱时常冒黑烟，造成环境污染。这与炉拱的结构设计有很大关系，因为炉拱通常按选定煤种设计，对不同煤种适应性差。以抛物面前拱和水平后拱的快装锅炉为例，这样的炉拱结构往往在后拱区温度偏低，着火难的劣质煤或雨淋湿煤因火焰燃程短而难以燃净，因而导致锅炉燃烧不良、效率不高、出力不足等现象。
解决上述问题的关键在于改进炉拱，以提高炉温，延长燃程。“双人字形宽煤种节能炉拱技术”是根据空气动力学的原理，运用前拱辐射传热理论，创造性地把前后拱设计成有利于引导炉内高温烟气流向的人字形，从而解决一般锅炉煤种适应性差的常见病。
人字形前拱保证了火焰顺利向上流出拱区，并把热量有效地辐射到新煤上，提高煤的烘干和着火能力。压低的前拱底部，又可以避免火焰灼烧煤闸门和煤斗的情况出现。比原来长，且具有一定反倾度的人字形后拱，可以保持后拱区足够的炉温，让火焰燃程延长，便于煤炭残渣燃净，同时又能引导后部高温烟气流向前拱区，提高前拱区温度，有利于劣质煤和雨淋湿煤的着火燃烧。
(2)技术经济分析
通过对沪东造船厂中心锅炉房1994年9月到2000年5月蒸汽产量、耗煤量、耗电量等按月进行统计，结合上海节能检测中心对10吨/小时锅炉进行现场测试。得出如下结论：
炉膛温度提高了80℃～100℃，炉渣含碳量由改造前的15％～19％降至7％～9％，锅炉热效率由原来的69.29％提高到现在77.64％；节煤2914.5吨，折标煤2081.83吨，节电20万度，节约资金94.19万元，减排二氧化碳5639吨。
项目总投资10.76万元，项目投资回收期6个月。
复合燃烧技术
齐齐哈尔啤酒厂是年生产能力达7万吨，集制麦、酿造、包装为一体的现代化啤酒生产企业。该厂啤酒生产工艺中的加热、杀菌等所需蒸汽由动力车间提供。动力车间锅炉房内原有1台10吨/小时和2台6.5吨/小时链条锅炉，3台锅炉总出力仅有12吨/小时，热效率为50％～65％，其中10吨/小时锅炉的出力仅为6吨/小时，热效率为65％，运行状况差，已不能满足生产的要求。因此，该厂采用复合燃烧技术对10吨/小时链条锅炉进行了改造。改造后，仅这一台锅炉的出力就能达到14～15吨/小时，热效率达75％，并停运了两台6.5吨/小时锅炉，不仅满足企业用汽量的需求，而且可根据生产需求迅速调节负荷，并能适应不同的煤种，大大降低了生产成本。
该项目改造总投资为45.2万元。投入使用后，节约原煤1758吨/年，节电约15万度/年，年综合效益达39.1万元，年减排二氧化碳3416吨，投资回收期1.2年(煤价按180元/吨，电价按0.5元/度计)。对于使用链条锅炉、抛煤机链条炉、快装锅炉、往复推动炉排锅炉的企业，若锅炉实际出力不足或需要增容，进行项目技术改造，均有意义。
复合燃烧技术链条锅炉是一种常用的燃烧设备，在我国工业中广泛使用，75吨/小时以下蒸汽锅炉及29兆瓦以下热水锅炉多采用此种燃烧方式。链条锅炉虽然是一种较好的燃烧设备，但在使用中存在一定缺点，主要是当煤种多变、煤质不好时，造成出力不足，热效率偏低，运行较好时实际出力一般为额定出力的60％～70％，少数运行不好的仅在50％左右，实际热效率仅在60％左右。
链条锅炉加煤粉复合燃烧技术的主要目的是为了强化炉内燃烧过程，提高锅炉燃烧效率及煤种适应性。从锅炉燃烧理论可知，保持炉膛足够高的温度是保证锅炉良好燃烧的首要条件，炉温高则煤在炉内干燥、干馏顺利，达到着火温度的时间短，着火容易。炉温越高，对煤的燃烧越有利，煤种适应性也就越好。在现有燃煤锅炉的燃烧方式中，煤粉炉的炉温最高，煤种适应性最好，而且燃烧得比较完全，热效率高。链条锅炉加煤粉复合燃烧方式的机理是将链条炉排和煤粉这两种不同的燃烧方式有机结合，共用在一台炉上，互为辅助，互为利用，扬长避短。在燃烧过程中，煤粉靠炉排火床点燃，煤粉燃烧形成的高温火焰提高了炉膛温度，为链条炉排上的煤层着火提供了丰富的热源，改变了过去链条炉单纯依靠炉拱热辐射引燃的状况，大大改善了链条炉排上新煤的着火条件；同时，稳定燃烧的火床又是煤粉气流着火的可靠热源，可以保证煤粉及时稳定地着火。
复合燃烧方式不仅保留了链条炉负荷适应性好、负荷调节方便的优点，而且还具有煤粉炉煤种适应性好、燃烧效率高的优点，从而使锅炉在负荷多变，特别是改烧一般劣质煤情况下均能达到稳定高效燃烧。
链条锅炉煤层厚度最佳厚度是100mm-120mm，不管是哪种燃煤，最厚不能超过200mm，即便是挥发分较高、含碳量很高的无烟煤，也是如此。
锅炉节能操作有很多因素的影响，下面就介绍几种操作中的有关事项：
1、煤层过厚，虽然可以提高燃烧温度，但是，由于风阻太大，灰渣容易融化，最后导致可燃碳被包裹住不能参与燃烧，同时，由于风阻过大，增加了风机耗电，业会造成烟气养量不足，造成化学不完全燃烧热损失(即Q3）；
2、煤层过薄，这样容易出现“火口”，火床出现不够平整的现象，增加机械不完全燃烧（即Q2）热损失，叶可造成延期氧量过剩。所以，火床一定要平整。
3、延期氧量控制在8%左右，这样会降低烟气物理热损失。所以，一定要控制好过剩空气系数，保持炉膛负压在20-25mmH2o；
4、保持锅炉负荷稳定，不可忽高忽低，保持连续运行；
5、控制好燃煤制备的质量，1）链条锅炉燃煤的粒径最大不能超过30mm，且大于10mm的不超过40%.2）这一点很重要，就是保持燃煤的水分，理想的燃烧燃煤含水应不小于12%，最大不超过20%，也就是用手抓起，放开后不松散为宜，且不能有“水亮”，同时，还要有大于6小时的渗透时间。关于燃煤保持水分能够促进燃烧的机理，目前已有学者发表了论述。
最后，合理控制排烟温度似乎要在这里，事实上，在保证锅炉负荷的前提下，排烟温度是不可控制的，这在热工理论中是很明确的，但是，对于排烟温度过高会造成热损失是众所周知的，链条锅炉的理想排烟温度时150℃-160℃，过低会造成尾部受热面腐蚀，过高就会造成损失。那么，如果真的排烟温度过高该如何处理？排烟温度高，如果不是设计问题，那就是受热面结垢，内结水垢或外结灰垢，这是第6点要注意的。
锅炉节能改造最主要的是给锅炉进行保温隔热，这样才能降低热损耗，提高热能利用率。目前比较主流的保温隔热解决方案是采用——锅炉可拆卸式保温被，相当于给锅炉穿上一层棉衣。
防止锅炉热量散失，提高能源利用率
降低车间工作温度，改善工作环境，防止工人烫伤
拆装便捷，不影响锅炉检修保养
重复使用耐脏可擦洗
采用一套这样的保温被，能降低锅炉30%以上的能耗！
一、适应范围：
6∽35t/h燃煤水管锅炉、燃煤导热油锅炉。
代表炉型有：SZL、SHL、SZW、DZL。
二、高效煤粉复合燃烧技术原理：
亦称为半粉式燃烧技术—
1．链条层燃与煤粉室燃并存，即在原链条锅炉燃烧系统基础上，增加制粉系统、送粉配风统、燃烧系统、并对控制方式进行相应的改造。
2．原链条层燃给煤相应减少。其减少量要在改造工程完成后与煤粉给煤仔细通调。通过调整，使两套给煤系统达到完美结合。
3．一般给粉比例40%∽60%，目前不宜超过60%。
三、改造内容：
1．原锅炉炉排及辅机设备均保持不变，新增烘干及磨粉系统、配风燃烧系统、控制系统更换或改进。
（一般不需对炉膛进行特殊改造），
2．降低煤闸板高度（一般为手动）。
3．调整链条运动速度（手动或变频调整——增加或减少速度要靠通调的结合）。
四、技术优势
1、节煤：复合燃烧方式节煤体现在以下几方面：
（1）煤粉燃烧充分，炉膛温度高。
（2）炉前制粉，即开即停，不存在“无功”燃料消耗；
2、升温快：煤粉遇到炉床上的明火瞬间点燃，特别是运行中断一段时间后，再运行时升温这一优势更为明显；
3、降低了劳动强度：由于使用复合燃烧技术后用煤量减少，操作工人的劳动强度也就相对降低；
4、易操作：燃烧状况需用调整时，只需调整给煤量和风量大小就能得到最佳的燃烧效果；
5、在长期运行过程中维护费用低，方便快捷。
达标目标：空气过量系数（氧量计必须准确）<2.5，灰渣含碳量<12%，排烟温度<170℃。
如果以上数据不达标，经过计算后的能效一般是不及格的（小于70%）
节能目标：空气过量系数（氧量计必须准确）<1.3，灰渣含碳量<8%，排烟温度<160℃。
如果你的锅炉能够达到以上数据，能效一般都能达到80%以上。
理想目标：空气过量系数（氧量计必须准确）<1.1，灰渣含碳量<4%，排烟温度<150℃。
如果你的锅炉能达到以上数据，恭喜你，你的锅炉能效达到90以上，基本等同燃气燃油炉了。不过要达到这个指标可必须进行锅炉的节能改造喔。一般来说，链条锅炉出厂设计热效率（理想）最多为77%，所以必须进行设备改造和运行管理改善才能达到节能目标
在炉膛设计上可以对炉拱进行设计改造，根据不同的煤种的挥发分的含量设计炉拱的长度和形状。煤的挥发分高炉拱要长些。因为要给挥发分的析出留些时间，同时炉拱形状的设计可以使高温烟气发生扰动。形成湍流，可以增强换热，也可以是烟气在炉内停留时间加长。促进传热和使挥发分和飞灰燃烧完全。水冷壁的合理布置也能达到节能的目的，合理的布置可以使锅炉水循环系统很好的循环，增强换热。最后可以考虑二次风的引入，链条炉的二次风主要是加强炉膛内烟气的扰动，促进燃烧。但二次风的引入会使锅炉的结构复杂，在小型的锅炉就可以不加二次风。一次风的合理分配也是影响锅炉效率的一个重要的方面，一次风的合理布置可以促进煤的燃烧，是炉排上的煤燃烧完全。一般根据煤种的不同对风仓的鼓风量也不同。就五个风仓的炉排来说一般开放程度我记得是1/8,1/4,1/2,1/4,1/4.但是根据煤的不同可适当的调节风仓开度的大小。
总而言之，节能可以认为热效率的提高和经济性收益最大。有时可以增加排烟温度已达到减小风机的功率，这样虽然使锅炉的排烟损失增大，但是电耗减小，总的经济性却得到了提高。
1、链条炉排锅炉的热效率较低，《工业锅炉通用技术条件》JB T 10094-2002对链条炉的热效率做了明文规定，小型锅炉在60左右，大型锅炉在80%左右。见附件。
2、链条炉排锅炉属于层状燃烧、层状燃烧又称火床燃烧 , 仅适用于固体燃料 , 是小型锅炉的主要燃烧方式。由人工或机械将煤送到固定或活动炉排 上形成煤层 , 空气从炉排下面送入 , 经炉排的缝隙并穿过燃 料层使燃料燃烧，因此漏煤和不完全燃烧的热损失较多。
3、锅炉热效率与锅炉结构、煤种类、锅炉运行管理情况都有关系。不能一概而论。
4、附件:
