2000年8月中國(guó)城鎮(zhèn)供熱協(xié)會(huì)技術(shù)委員會(huì)，向全國(guó)的供熱企業(yè)推薦了《城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施》（簡(jiǎn)稱(chēng)“節(jié)能技術(shù)20條”）。這些技術(shù)措施都是全國(guó)各熱力單位在實(shí)踐中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，很有實(shí)用價(jià)值。這些年我們?cè)谕茝V這些節(jié)能措施過(guò)程中總結(jié)了一些體會(huì)提出來(lái)供同行們參考。
關(guān)于鍋爐燃燒
1、“20條”中第二條指出“采用分層燃燒技術(shù)，改善鍋爐燃燒狀況”。對(duì)于分層燃燒裝置從問(wèn)世以來(lái)已有十四年的發(fā)展歷程。從單輥式發(fā)展到三輥式，煤層從開(kāi)始簡(jiǎn)單的大、中、小三層分布到最新的無(wú)數(shù)層，甚至于可以做到波峰波谷式，更有利于燃煤的充分燃燒。根據(jù)這些年來(lái)走訪熱力單位從6t～40t鏈條爐安裝分層燃燒后使用效果各不相同。
a、煤粒徑相差很大時(shí)（直徑2mm～30mm）鍋爐負(fù)荷小時(shí)燃燒還充足。底層的煤塊可以燒完，當(dāng)增大負(fù)荷煤層加厚，爐排速度提高底層大一點(diǎn)的塊煤就燃燒不完全，含碳量達(dá)12～20%以上。改動(dòng)了一下篩分器使底層的塊煤中摻有一定的細(xì)末，燃燒過(guò)程中細(xì)末很快燃燒帶動(dòng)煤塊與之一并燃燒效果就好多了。
b、按“20條”措施，沒(méi)有空氣預(yù)熱器的鍋爐，不宜安裝分層給煤裝置，但現(xiàn)在好多6t、10t、15t的鍋爐都沒(méi)有空氣預(yù)熱器。安裝分層燃燒后要達(dá)到節(jié)煤目的需做以下幾項(xiàng)工作。（1）、將主風(fēng)道由一側(cè)進(jìn)風(fēng)改為兩側(cè)；（2）、鼓風(fēng)機(jī)吸入口設(shè)置在房間內(nèi)提高送風(fēng)溫度；（3）、風(fēng)箱內(nèi)設(shè)置布風(fēng)板。
c、煤中摻水比例要根據(jù)煤種不同選擇一個(gè)合適的比例。如內(nèi)蒙林西一家熱力公司實(shí)用三種煤混合后燃燒。摻水比例達(dá)到15%左右，而且煤水結(jié)合充分。班與班之間配合悶煤時(shí)間達(dá)10個(gè)小時(shí)以上。燃燒效果相當(dāng)好。
2、“20條”第四條指出，中小型鍋爐采用煤渣混燒，減少煤渣含碳量。煤與爐渣混燒是一種投入少，效果好的節(jié)煤措施。煤與爐渣的比例約為4：1，充分混合后入爐燃燒，煤中摻入顆粒較大的渣，減少通風(fēng)阻力使送風(fēng)均勻，透氣性好，從而提高了燃燒的穩(wěn)定性，使?fàn)t渣含碳量顯著下降，此種措施在內(nèi)蒙天山一熱力公司；寧夏銀川一熱力公司使用效果都比較明顯，這兩個(gè)單位燃煤低位發(fā)熱值可達(dá)5500大卡以上，但揮發(fā)份較低20%左右，而且容易結(jié)焦。大負(fù)荷時(shí)溫度上不去，后來(lái)在上煤時(shí)按比例摻入了篩過(guò)的爐渣（其中也有沒(méi)燒透的煤塊）又將摻水比例進(jìn)行了調(diào)整。10t爐的爐膛溫度提高了80～100℃，灰渣含碳量也下降了。
3、“20條”第六條指出，“保證鍋爐受熱面的清潔，防止鍋爐結(jié)垢”。水垢的熱阻是鋼板的40倍，
灰垢的熱阻是鋼板的400倍。由于鍋爐內(nèi)水處理不好使得內(nèi)部結(jié)垢，嚴(yán)重影響鍋爐的出力。寧夏固原一臺(tái)10t鍋爐供8萬(wàn)m2，由于鍋爐多年沒(méi)有清洗熱效率非常的低，雖然供暖面積不大，但供熱溫度始終提不起來(lái)，最高供水溫度55℃，而且每提高1℃需要兩個(gè)小時(shí)，每班（8小時(shí)）煤耗14噸左右。而林西一家供暖單位一臺(tái)10t鍋爐供12萬(wàn)m2效果很好，煤耗全年32.5kg/m2·年，在爐水方面使用YZ-101、YZ-201型防腐阻垢劑效果十分明顯。一臺(tái)兩噸熱水鍋爐使用三年后打開(kāi)檢查只有輕微結(jié)垢現(xiàn)象，而且手一擦就掉了；為了防止?fàn)t膛內(nèi)燃燒結(jié)焦目前普遍采用的還是向爐內(nèi)定期投放LCZ型除渣劑。高溫結(jié)焦以硫酸鈉為主，伴有其他多種硫酸鹽如：鈣、鎂、鋁、鎳、鉀等，它們相互粘結(jié)成為一體，其中特別是硫酸鈣起粘結(jié)劑作用，使結(jié)渣變得密實(shí)而堅(jiān)硬。LCZ除渣劑中之堿金屬-氯化物可與之發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：
2ACL+MSO4→A2SO4+MCL2
式中：A——堿金屬；M——兩價(jià)金屬。
反應(yīng)生成物如氯化鈣、氯化鎂、氯化鎳等或易揮發(fā)或易分解，可使結(jié)渣質(zhì)量變小，并使其結(jié)構(gòu)變得酥松多孔易粉化脫落。此方法雖然簡(jiǎn)單但效果很好。管道局基地供暖的15～20t鍋爐采用此辦法后，鍋爐的前拱及水冷壁側(cè)墻上基本沒(méi)掛焦熘和積灰。
4、關(guān)于爐拱的改造
鍋爐爐拱設(shè)計(jì)時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類(lèi)煙煤設(shè)計(jì)。但因全國(guó)各地區(qū)煤種的不同各廠家設(shè)計(jì)的前、后拱形式、角度、長(zhǎng)度也不盡相同。如，江蘇太湖鍋爐廠的10t、15t鍋爐前拱就比錦州、沈陽(yáng)鍋爐廠生產(chǎn)的角度大一些。太湖廠在43～48°之間，而東北的在40～43°之間，特別對(duì)于使用劣質(zhì)煤的鍋爐更應(yīng)該注意爐拱的形式，對(duì)35t以下燃用劣質(zhì)煤（發(fā)熱值在3500大卡，揮發(fā)份15～20%、含水15%）可將前拱角度降低到35°左右，并采用正反圓弧與直線結(jié)合兼有拋物線型的雙層曲線形式；后拱角度降低到10°左右，并適當(dāng)加長(zhǎng)，將燃燒喉口適當(dāng)縮小，這樣可增加爐排前、中區(qū)輻射受熱量。提高了爐拱對(duì)煤炭的烘干和著火能力。近幾年出現(xiàn)的活動(dòng)式前拱就是為解決此類(lèi)問(wèn)題而產(chǎn)生的，但由于設(shè)計(jì)和使用過(guò)程的原因沒(méi)能普遍推廣。
5、關(guān)于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器
“20條”第八條指出，加裝熱管省煤器，利用排煙熱量提高鍋爐進(jìn)水溫度，無(wú)論是蒸汽鍋爐，還是熱水鍋爐目前設(shè)計(jì)的省煤器大部分為鑄鐵翼片式，主要考慮耐腐蝕性，而采用“熱管”裝置的很少。“熱管”是一種利用管內(nèi)工作介質(zhì)（液體）的兩相變化，以潛熱為主進(jìn)行傳熱的新型傳熱元件。熱管的工作原理是利用工質(zhì)在蒸發(fā)和冷凝相變過(guò)程中吸收和放出的汽化潛熱與重力作用巧妙結(jié)合。實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)而高效率地傳送熱量。北京生產(chǎn)的民用熱管鍋爐已有十多年經(jīng)驗(yàn)，黑龍江853農(nóng)場(chǎng)利用熱管技術(shù)改造了10t鍋爐的省煤器和空氣預(yù)熱器，熱效率提高了8%而且該單位在初、末寒期利用農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)水稻的稻殼燒鍋爐，也可滿足需求。特別是內(nèi)蒙林西一臺(tái)30t爐安裝了熱管省煤器后熱效率提高了15%。該爐總循環(huán)流量1030t/h，鍋爐循環(huán)610t/h，旁通循環(huán)500t/h，
給水溫度50℃（即回水溫度）出水溫度54℃（即進(jìn)鍋爐溫度）提高了4℃。根據(jù)熱負(fù)荷計(jì)算公式Q=G×C×（tg-th）/3.6；式中：Q——熱負(fù)荷kW；G——熱水流量t/h；C——水的比熱容kJ/kg·℃；C=4.1868kJ/kg·℃；tg——出水溫度℃；th——進(jìn)水溫度。將數(shù)值代入計(jì)算可得Q=2.8MW，可見(jiàn)相當(dāng)于一臺(tái)4t鍋爐的出力。同時(shí)排煙溫度由180度降到150度。
6、關(guān)于鍋爐配風(fēng)
目前好多10t、15t鍋爐的鼓風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)口還是單側(cè)進(jìn)風(fēng)，有的甚至沒(méi)設(shè)布風(fēng)室整個(gè)爐排下部是一個(gè)大的空間，致使?fàn)t膛燃燒不好除了入風(fēng)口對(duì)面墻處和近處側(cè)墻風(fēng)力大一些煤燃燒好一些外，中間是一長(zhǎng)溜黑黑的沒(méi)燒盡的煤浪費(fèi)嚴(yán)重。除了前面提及改為兩側(cè)進(jìn)風(fēng)和設(shè)置布風(fēng)板外。
布風(fēng)板設(shè)置如下：
若能進(jìn)行空氣預(yù)熱效果更佳。目前市場(chǎng)上最新推出的節(jié)能型爐內(nèi)磚，就能起到增加爐膛風(fēng)量，提高爐膛溫度使燃料充分燃燒的目的。它的原理如下。煤在爐排上燃燒曲線如下圖：
這樣就存在一部分區(qū)域（圖中陰影部分）由于缺少空氣而燃燒不充分，該爐內(nèi)磚由特殊結(jié)構(gòu)組成。砌筑在兩側(cè)墻處，將經(jīng)過(guò)省煤器或空氣預(yù)熱器加熱過(guò)的空氣從爐墻兩側(cè)分別送入側(cè)墻內(nèi)的磚內(nèi)，由磚內(nèi)的小孔將風(fēng)送到爐膛里，這樣就可彌補(bǔ)前述空氣不足的缺陷，使得燃燒曲線呈完整的拋物線。如同有的鍋爐設(shè)置二次風(fēng)的道理是一樣的。管道物業(yè)華苑改造后一臺(tái)10噸爐可節(jié)煤20%.
關(guān)于鍋爐燃燒
1、“20條”中第二條指出“采用分層燃燒技術(shù)，改善鍋爐燃燒狀況”。對(duì)于分層燃燒裝置從問(wèn)世以來(lái)已有十四年的發(fā)展歷程。從單輥式發(fā)展到三輥式，煤層從開(kāi)始簡(jiǎn)單的大、中、小三層分布到最新的無(wú)數(shù)層，甚至于可以做到波峰波谷式，更有利于燃煤的充分燃燒。根據(jù)這些年來(lái)走訪熱力單位從6t～40t鏈條爐安裝分層燃燒后使用效果各不相同。
a、煤粒徑相差很大時(shí)（直徑2mm～30mm）鍋爐負(fù)荷小時(shí)燃燒還充足。底層的煤塊可以燒完，當(dāng)增大負(fù)荷煤層加厚，爐排速度提高底層大一點(diǎn)的塊煤就燃燒不完全，含碳量達(dá)12～20%以上。改動(dòng)了一下篩分器使底層的塊煤中摻有一定的細(xì)末，燃燒過(guò)程中細(xì)末很快燃燒帶動(dòng)煤塊與之一并燃燒效果就好多了。
b、按“20條”措施，沒(méi)有空氣預(yù)熱器的鍋爐，不宜安裝分層給煤裝置，但現(xiàn)在好多6t、10t、15t的鍋爐都沒(méi)有空氣預(yù)熱器。安裝分層燃燒后要達(dá)到節(jié)煤目的需做以下幾項(xiàng)工作。（1）、將主風(fēng)道由一側(cè)進(jìn)風(fēng)改為兩側(cè)；（2）、鼓風(fēng)機(jī)吸入口設(shè)置在房間內(nèi)提高送風(fēng)溫度；（3）、風(fēng)箱內(nèi)設(shè)置布風(fēng)板。
c、煤中摻水比例要根據(jù)煤種不同選擇一個(gè)合適的比例。如內(nèi)蒙林西一家熱力公司實(shí)用三種煤混合后燃燒。摻水比例達(dá)到15%左右，而且煤水結(jié)合充分。班與班之間配合悶煤時(shí)間達(dá)10個(gè)小時(shí)以上。燃燒效果相當(dāng)好。
2、“20條”第四條指出，中小型鍋爐采用煤渣混燒，減少煤渣含碳量。煤與爐渣混燒是一種投入少，效果好的節(jié)煤措施。煤與爐渣的比例約為4：1，充分混合后入爐燃燒，煤中摻入顆粒較大的渣，減少通風(fēng)阻力使送風(fēng)均勻，透氣性好，從而提高了燃燒的穩(wěn)定性，使?fàn)t渣含碳量顯著下降，此種措施在內(nèi)蒙天山一熱力公司；寧夏銀川一熱力公司使用效果都比較明顯，這兩個(gè)單位燃煤低位發(fā)熱值可達(dá)5500大卡以上，但揮發(fā)份較低20%左右，而且容易結(jié)焦。大負(fù)荷時(shí)溫度上不去，后來(lái)在上煤時(shí)按比例摻入了篩過(guò)的爐渣（其中也有沒(méi)燒透的煤塊）又將摻水比例進(jìn)行了調(diào)整。10t爐的爐膛溫度提高了80～100℃，灰渣含碳量也下降了。
3、“20條”第六條指出，“保證鍋爐受熱面的清潔，防止鍋爐結(jié)垢”。水垢的熱阻是鋼板的40倍，
灰垢的熱阻是鋼板的400倍。由于鍋爐內(nèi)水處理不好使得內(nèi)部結(jié)垢，嚴(yán)重影響鍋爐的出力。寧夏固原一臺(tái)10t鍋爐供8萬(wàn)m2，由于鍋爐多年沒(méi)有清洗熱效率非常的低，雖然供暖面積不大，但供熱溫度始終提不起來(lái)，最高供水溫度55℃，而且每提高1℃需要兩個(gè)小時(shí)，每班（8小時(shí)）煤耗14噸左右。而林西一家供暖單位一臺(tái)10t鍋爐供12萬(wàn)m2效果很好，煤耗全年32.5kg/m2·年，在爐水方面使用YZ-101、YZ-201型防腐阻垢劑效果十分明顯。一臺(tái)兩噸熱水鍋爐使用三年后打開(kāi)檢查只有輕微結(jié)垢現(xiàn)象，而且手一擦就掉了；為了防止?fàn)t膛內(nèi)燃燒結(jié)焦目前普遍采用的還是向爐內(nèi)定期投放LCZ型除渣劑。高溫結(jié)焦以硫酸鈉為主，伴有其他多種硫酸鹽如：鈣、鎂、鋁、鎳、鉀等，它們相互粘結(jié)成為一體，其中特別是硫酸鈣起粘結(jié)劑作用，使結(jié)渣變得密實(shí)而堅(jiān)硬。LCZ除渣劑中之堿金屬-氯化物可與之發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：
2ACL+MSO4→A2SO4+MCL2
式中：A——堿金屬；M——兩價(jià)金屬。
反應(yīng)生成物如氯化鈣、氯化鎂、氯化鎳等或易揮發(fā)或易分解，可使結(jié)渣質(zhì)量變小，并使其結(jié)構(gòu)變得酥松多孔易粉化脫落。此方法雖然簡(jiǎn)單但效果很好。管道局基地供暖的15～20t鍋爐采用此辦法后，鍋爐的前拱及水冷壁側(cè)墻上基本沒(méi)掛焦熘和積灰。
4、關(guān)于爐拱的改造
鍋爐爐拱設(shè)計(jì)時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類(lèi)煙煤設(shè)計(jì)。但因全國(guó)各地區(qū)煤種的不同各廠家設(shè)計(jì)的前、后拱形式、角度、長(zhǎng)度也不盡相同。如，江蘇太湖鍋爐廠的10t、15t鍋爐前拱就比錦州、沈陽(yáng)鍋爐廠生產(chǎn)的角度大一些。太湖廠在43～48°之間，而東北的在40～43°之間，特別對(duì)于使用劣質(zhì)煤的鍋爐更應(yīng)該注意爐拱的形式，對(duì)35t以下燃用劣質(zhì)煤（發(fā)熱值在3500大卡，揮發(fā)份15～20%、含水15%）可將前拱角度降低到35°左右，并采用正反圓弧與直線結(jié)合兼有拋物線型的雙層曲線形式；后拱角度降低到10°左右，并適當(dāng)加長(zhǎng)，將燃燒喉口適當(dāng)縮小，這樣可增加爐排前、中區(qū)輻射受熱量。提高了爐拱對(duì)煤炭的烘干和著火能力。近幾年出現(xiàn)的活動(dòng)式前拱就是為解決此類(lèi)問(wèn)題而產(chǎn)生的，但由于設(shè)計(jì)和使用過(guò)程的原因沒(méi)能普遍推廣。
5、關(guān)于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器
“20條”第八條指出，加裝熱管省煤器，利用排煙熱量提高鍋爐進(jìn)水溫度，無(wú)論是蒸汽鍋爐，還是熱水鍋爐目前設(shè)計(jì)的省煤器大部分為鑄鐵翼片式，主要考慮耐腐蝕性，而采用“熱管”裝置的很少。“熱管”是一種利用管內(nèi)工作介質(zhì)（液體）的兩相變化，以潛熱為主進(jìn)行傳熱的新型傳熱元件。熱管的工作原理是利用工質(zhì)在蒸發(fā)和冷凝相變過(guò)程中吸收和放出的汽化潛熱與重力作用巧妙結(jié)合。實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)而高效率地傳送熱量。北京生產(chǎn)的民用熱管鍋爐已有十多年經(jīng)驗(yàn)，黑龍江853農(nóng)場(chǎng)利用熱管技術(shù)改造了10t鍋爐的省煤器和空氣預(yù)熱器，熱效率提高了8%而且該單位在初、末寒期利用農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)水稻的稻殼燒鍋爐，也可滿足需求。特別是內(nèi)蒙林西一臺(tái)30t爐安裝了熱管省煤器后熱效率提高了15%。該爐總循環(huán)流量1030t/h，鍋爐循環(huán)610t/h，旁通循環(huán)500t/h，
給水溫度50℃（即回水溫度）出水溫度54℃（即進(jìn)鍋爐溫度）提高了4℃。根據(jù)熱負(fù)荷計(jì)算公式Q=G×C×（tg-th）/3.6；式中：Q——熱負(fù)荷kW；G——熱水流量t/h；C——水的比熱容kJ/kg·℃；C=4.1868kJ/kg·℃；tg——出水溫度℃；th——進(jìn)水溫度。將數(shù)值代入計(jì)算可得Q=2.8MW，可見(jiàn)相當(dāng)于一臺(tái)4t鍋爐的出力。同時(shí)排煙溫度由180度降到150度。
6、關(guān)于鍋爐配風(fēng)
目前好多10t、15t鍋爐的鼓風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)口還是單側(cè)進(jìn)風(fēng)，有的甚至沒(méi)設(shè)布風(fēng)室整個(gè)爐排下部是一個(gè)大的空間，致使?fàn)t膛燃燒不好除了入風(fēng)口對(duì)面墻處和近處側(cè)墻風(fēng)力大一些煤燃燒好一些外，中間是一長(zhǎng)溜黑黑的沒(méi)燒盡的煤浪費(fèi)嚴(yán)重。除了前面提及改為兩側(cè)進(jìn)風(fēng)和設(shè)置布風(fēng)板外。
布風(fēng)板設(shè)置如下：
若能進(jìn)行空氣預(yù)熱效果更佳。目前市場(chǎng)上最新推出的節(jié)能型爐內(nèi)磚，就能起到增加爐膛風(fēng)量，提高爐膛溫度使燃料充分燃燒的目的。它的原理如下。煤在爐排上燃燒曲線如下圖：
這樣就存在一部分區(qū)域（圖中陰影部分）由于缺少空氣而燃燒不充分，該爐內(nèi)磚由特殊結(jié)構(gòu)組成。砌筑在兩側(cè)墻處，將經(jīng)過(guò)省煤器或空氣預(yù)熱器加熱過(guò)的空氣從爐墻兩側(cè)分別送入側(cè)墻內(nèi)的磚內(nèi)，由磚內(nèi)的小孔將風(fēng)送到爐膛里，這樣就可彌補(bǔ)前述空氣不足的缺陷，使得燃燒曲線呈完整的拋物線。如同有的鍋爐設(shè)置二次風(fēng)的道理是一樣的。管道物業(yè)華苑改造后一臺(tái)10噸爐可節(jié)煤20%.
