供熱鍋爐是我國國民經(jīng)濟生活中的重要設(shè)備，使用廣泛，需求量大。然而我國大部分供暖鍋爐節(jié)能管理水平相對薄弱，多數(shù)鍋爐能耗十分嚴(yán)重;鍋爐運行在燃燒狀況、熱量損失、輔機用電、耗能計量等多方面存在能源浪費現(xiàn)象，鍋爐熱效率常年維持在70%以下，今后我國供熱鍋爐的發(fā)展，必然是沿著高效和潔凈燃燒方向前進。因此，推進供暖鍋爐設(shè)備節(jié)能改造已勢在必行。鍋爐節(jié)能改造是一種把高新材料技術(shù)、燃燒技術(shù)和鍋爐綜合技術(shù)有機結(jié)合在一起，通過一系列物理、化學(xué)變化，使燃料達到強化燃燒，充分燃燒，完全燃燒的一種全新燃燒技術(shù)，通過對供暖鍋爐進行節(jié)能改造，可以提高鍋爐的熱效率，能夠使鍋爐的熱效率達到80%，可以節(jié)煤15%以上。本文就供暖鍋爐的節(jié)能改造技術(shù)談幾點粗淺認(rèn)識。

供暖鍋爐的節(jié)能改造技術(shù)

1. 煙氣冷凝熱能回收系統(tǒng)

水蒸氣容積在各種燃料的煙氣成分中所占的比例分布是：天然氣20%、油12%、煤4%。因為天然氣的主要成分是甲烷，由于其有大量的氫元素，燃燒時與氧結(jié)合，產(chǎn)生了大量的水蒸氣。1公斤水蒸氣所攜帶的熱量是2400KJ，0.7MW的鍋爐每小時產(chǎn)生水蒸氣30～40公斤大致相當(dāng)于25～33小時帶走0.7MW的熱量。因此熱損失是很大的，必須將這部分熱量回收回來，提高鍋爐熱效率，降低燃?xì)夂牧俊庠缫颜J(rèn)識到這個問題的嚴(yán)重性，目前排煙溫度已經(jīng)普遍降到70℃，最低可到40℃。一些國外冷凝鍋爐的宣傳單上，鍋爐效率可達104%，就是充分利用了這部分能量。煙氣的露點溫度大約是58℃左右，其只要接觸到低于露點溫度的介質(zhì)，就會冷凝成水，釋放出大量的熱量。其熱量是由兩部分組成：(1)物理顯熱：通過降低煙溫來實現(xiàn)，排煙溫度可控制在70～80℃。經(jīng)過測試，降低煙溫20～50℃，可提高鍋爐熱效率1～3%;(2)汽化潛熱：通過水蒸氣冷凝成水的相變來實現(xiàn)，經(jīng)過測試可提高鍋爐熱效率3～5%。兩者綜合可提高鍋爐熱效率3～8%。燃?xì)忮仩t本身的熱效率已經(jīng)達到90%，如再通過改造鍋爐本體來提高熱效率將得不償失，事倍功半。通過采用煙氣冷凝熱能回收系統(tǒng)，在不影響鍋爐本身熱效率的前提下，再提高鍋爐熱效率3～8%，將是一種投入最低、收益最大的節(jié)能方式。

2. 氣候補償系統(tǒng)

建筑物的耗熱量因受室外氣溫、太陽輻射、空氣濕度、風(fēng)向和風(fēng)速等因素的影響時刻都在變化。要保證在上述因素變化的條件下，維持室內(nèi)溫度恒定或滿足用戶要求，供熱系統(tǒng)的供回水溫度就應(yīng)在整個供暖期間根據(jù)室外氣象條件的變化進行調(diào)節(jié)，以使鍋爐供熱量、散熱設(shè)備的放熱量和建筑物的需熱量相一致，防止用戶室內(nèi)發(fā)生室溫過低或過高的現(xiàn)象。通過及時而有效的運行調(diào)節(jié)可以做到在保證供暖質(zhì)量的前提下，達到最大限度的節(jié)能。室外溫度的變化決定了建筑物需熱量的大小也就決定了能耗的高低，運行參數(shù)必須隨室外溫度的變化每時每刻進行調(diào)整，始終保證鍋爐房的供熱量與建筑物的需熱量相一致，只有這樣才能實現(xiàn)最大限度的節(jié)能。每個鍋爐房都應(yīng)該按自己的運行曲線去運行，這條曲線才是該鍋爐房的最佳運行曲線。氣候補償系統(tǒng)即是給鍋爐房提供最佳運行曲線的系統(tǒng)。通過加裝氣候補償裝置可使系統(tǒng)節(jié)能5%以上。

3. 供暖系統(tǒng)水力平衡

供熱系統(tǒng)能耗的高低，不僅取決于熱源，而且與整個管網(wǎng)系統(tǒng)有關(guān)。在供暖系統(tǒng)中，普遍存在著水力失調(diào)的問題，水力失調(diào)造成系統(tǒng)冷熱不均，距離熱源較近的用戶，室內(nèi)溫度較高，距離遠(yuǎn)的用戶室內(nèi)溫度偏低。為保證遠(yuǎn)端用戶室內(nèi)溫度，不得不提高管網(wǎng)供水溫度和加大循環(huán)水量，不但很難保證供暖質(zhì)量，而且造成巨大浪費。通過實際測試，往往近端用戶單位流量是遠(yuǎn)端用戶單位流量的數(shù)倍，為使遠(yuǎn)端用戶達到16℃，近端用戶室溫已經(jīng)超過20℃，甚至開窗戶造成能源浪費。因此通過實踐，經(jīng)過水力平衡調(diào)試可以節(jié)約能源10%左右。

4. 供熱集中控制系統(tǒng)

鍋爐房供熱集中控制系統(tǒng)是根據(jù)供熱企業(yè)多年運行管理經(jīng)驗，運用模糊控制理論，以全新概念設(shè)計的計算機供暖控制系統(tǒng)。通過每臺鍋爐的各種參數(shù)和整個供熱系統(tǒng)參數(shù)的計算，得出理論鍋爐負(fù)荷情況，并根據(jù)它調(diào)整鍋爐的實際負(fù)荷數(shù)以及開啟哪臺鍋爐。通過微機對鍋爐實施集控，使鍋爐房內(nèi)的每一臺鍋爐循環(huán)運行，根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)荷率自動、定時切換運行各臺鍋爐。在保證節(jié)能的基礎(chǔ)上，延長鍋爐使用壽命。該集控系統(tǒng)，不單對鍋爐進行控制，而且可以對氣候補償器等系統(tǒng)設(shè)備進行控制，達到對整個系統(tǒng)進行控制的目的。

5. 熱管余熱回收技術(shù)

余熱是在一定經(jīng)濟技術(shù)條件下，在能源利用設(shè)備中沒有被利用的能源，也就是多余、廢棄的能源。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱以及高壓流體余壓等七種。根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。超導(dǎo)熱管是熱管余熱回收裝置的主要熱傳導(dǎo)元件，與普通的熱交換器有著本質(zhì)的不同。熱管余熱回收裝置的換熱效率可達98%以上，這是任何一種普通熱交換器無法達到的。熱管余熱回收裝置體積小，只是普通熱交換器的1/3。其工作原理如圖所示：左邊為煙氣通道，右邊為清潔空氣(水或其它介質(zhì))通道，中間有隔板分開互不干擾。高溫?zé)煔庥勺筮呁ǖ琅欧?，排放時高溫?zé)煔鉀_刷熱管，當(dāng)煙氣溫度>30℃時，熱管被激活便自動將熱量傳導(dǎo)至右邊，這時熱管左邊吸熱，高溫?zé)煔饬鹘?jīng)熱管后溫度下降，熱量被熱管吸收并傳導(dǎo)至右邊。常溫清潔空氣(水或其它介質(zhì))在鼓風(fēng)機作用下，沿右邊通道反方向流動沖刷熱管，這時熱管右邊放熱，將清潔空氣(水或其它介質(zhì))加熱，空氣流經(jīng)熱管后溫度升高。由若干根熱管組成的余熱回收裝置,安裝在鍋爐煙口，將煙氣中熱量吸收并高速傳導(dǎo)至另一端，使排煙溫度降至接近露點而減少熱量排放損失。加熱后的清潔空氣可烘干物料或補充到鍋爐內(nèi)循環(huán)使用。提高鍋爐和工業(yè)窯爐的熱效率，降低燃料消耗，達到節(jié)能的目的。

6. 高效激波吹灰器

鍋爐積灰結(jié)焦將嚴(yán)重降低熱效率，因此除灰勢在必行。利用激波發(fā)生技術(shù)，震蕩、撞擊和沖刷鍋爐過熱器、空預(yù)器、省煤器表面的積灰結(jié)焦，使其破碎脫落。因清灰效果好、吹灰徹底、不留死角、運行成本極低、投資效益很高的特點，高效激波吹灰器是燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t和窖爐除灰的最佳選擇，必將取代其它傳統(tǒng)吹灰設(shè)備，在鍋爐清灰節(jié)能方面具有廣闊的發(fā)展前景。

結(jié)束語

綜上所述，鍋爐節(jié)能改造是一種高端技術(shù)。它可以提高鍋爐的熱效率，能夠使鍋爐的熱效率達到85%，燃煤可節(jié)能15%，對于節(jié)省能源資源和改善環(huán)境保護是十分重要的。