热源厂的燃煤管理是锅炉节能的有效途径

祁连中

摘要：能源是国民经济的重要物质基础，一方面要加强能源的开发，另一方面还要采取各种有效途径节约能源，城市集中供热热源厂锅炉及供热系统的节能降耗与燃料、锅炉燃烧和锅炉本身有关，本文从燃料的质量管理、燃料燃烧、热量传递及锅炉日常维护、保养几方面，总结出了一系列热源厂锅炉及供热系统节能的措施和方法。因此，提高城市集中供热热源厂的锅炉效率，降低煤耗，具有十分重要的意义。

关键词：热源厂锅炉；供热系统；燃煤质量；节能；管理措施。

1概述

节能的途径有很多，诸如建立和健全节能组织，强化节能管理，进行热能普查，应用节能新技术，推广节能省电经验，运用基准偏差分析，开展小指标竟赛，实行经济调度，加强经济责任制等等，都能达到节能降耗的目的。但武威城区集中供热热源厂耗煤的特点是：矿点多、品种杂，偏离锅炉设计煤质较大，由此造成锅炉效率下降，煤耗升高。为此，提出：热源厂锅炉节能降耗不容忽视，加强燃煤质量及燃料燃烧的管理是不能忽视的一个问题。

锅炉及供热系统在能源消耗系统中占有很大的比例，锅炉燃烧消耗的煤炭是我国的主要能源，据不完全统计一年耗煤量约占我国煤炭产量的三分之一左右，我国住宅建筑面积采暖能耗约为发达国家的3倍，居住区供热系统热效率低，进行集中供热的节能研究，对降低供热能耗、提高供热企业的经济效益有着重要意义，提高锅炉的热效率，降低锅炉及供热系统的热损耗，是节约能源、缓解能源供需之间的不平衡的一项十分重要任务。

2燃煤锅炉设计中以选定的煤质特性为计算依据

燃煤锅炉设计中，煤质特性的选取是极其重要的，所给出的原始数据必须具有代表性，才能使锅炉设计符合要求。所谓煤质特性，指煤的收到基元素分析，收到基低位发热量、干燥无灰基挥发份含量、灰熔点和可磨性系数。锅炉设计时，根据所选定的锅炉容量、参数和煤质特性确定锅炉的基本结构，首先进行辅助计算，然后进行炉膛设计、受热面的布置及其传热计算、水循环计算等。从以上锅炉设计计算中可以看出，锅炉设计是以选定的煤质特性为计算依据的，煤质一变，设计计算数据都将发生变化。锅炉投产后，如果燃煤质量基本上能达到设计煤质的要求，则锅炉在满足设计情况下运行，若煤质变化较大，特别是煤质低于设计值较多时，将危害锅炉的安全运行，其经济性也会明显下降。

锅炉运行经验表明，锅炉只能在燃用与其设计煤种的煤质特性相近的煤种时，才能达到运行的安全性、经济性和灵活的调峰能力，即使在低负荷运行的情况下，也能达到稳定燃烧。燃煤质量管理的目的就是使热源厂组织的煤炭优劣组合，达到锅炉燃用的一个最佳点，保证锅炉运行的安全性、经济性和连续性。

2.1燃用非设计煤种存在的主要问题：如果入炉煤的煤质特性与设计煤种相差较大，会导致锅炉运行中经常发生以下不正常情况：1）锅炉出力下降，即使加大给煤量及时调整风量，锅炉负荷仍然达不到规定出力；2）排烟热损失是锅炉热损失中最大的一项，占锅炉热损失的60%-70%。锅炉的不完全燃烧热损失加大，则每年多消耗的燃用煤是很可观的，从而影响了综合经济效益；3）锅炉燃烧不稳定，甚至熄火，现场会发生低负荷时需要投油稳燃的情况，从而增加燃油费用，降低效益；4）煤质指标与设计煤种不符，使得灰份的成分发生改变，导致锅炉炉膛结焦，受热面超温，设备腐蚀、磨损加剧，甚至发生停炉打焦、冷灰斗砸坏、水冷壁压塌等事故，严重影响锅炉的安全运行。

2.2原因分析：就目前情况分析主要有：1）首先与用煤特点有关，存在煤的多阶性问题，即煤的变质程度存在多样性。2）由于煤矿规模、运输条件的限制，热源厂用煤难以保证稳定。3）与煤矿市场化程度有关。用煤需求增加，相应的供小于求时，煤价上升，大量的劣质煤成为入厂煤；相反，当矿区煤炭过量开采，供大于求时，煤价下跌，大量优质煤成为入厂煤，煤种变化频繁，锅炉炉前煤很难适应设计煤种。

3原煤质量下降对锅炉经济性的影响

原煤质量下降，主要是指原煤中灰份含量增多、发热量下降。灰分是煤中的有害物质。高灰分的煤不但增加了用户的运输费用，而且对锅炉的燃烧、结渣、沾污、积灰、磨损、腐蚀以及锅炉的自用电量等一系列问题都会有不同程度的影响，煤中的灰分含量愈高，对锅炉的安全经济运行影响愈大。下面就煤炭质量中的灰份变化对锅炉的影响作一些分析。

3.1灰份对锅炉燃烧的影响。燃煤的着火温度主要取决于煤质特性及炉内的加热和散热条件。原煤灰份增多时，对着火不利。灰份的增加不仅影响锅炉机械不完全燃烧损失增大，而且会导致锅炉排烟热损失增加。在燃煤量增加的情况下，虽然灰份增多使煤的理论空气量有所减少，但由于燃煤量增加的影响更大，为满足炉内燃烧的需要，必然要加大炉内通风量，导致烟气量增加，排烟热损失升高。

3.2灰份对受热面磨损的影响。当原煤灰份含量升高时，随着燃煤量的增加，烟气中飞灰浓度增大，撞击磨损管束的次数增加，烟气速度升高。因而造成对受热面的剧烈磨损，使受热面管壁减薄，强度不够时则发生受热面管的爆破泄漏，被迫停炉检修，使锅炉的非计划停运次数升高。

4加强热源厂的燃煤质量管理是锅炉节能降耗的途径

4.1燃料的质量与燃烧管理的重要性

4.1.1做好燃料的储备和配放

国家规定燃煤的装、运、堆放损失应小于或等于2%。加强煤场管理工作，合理储存、堆放、取用，做好新煤和旧煤掺配工作。通过合理掺配有效提高锅炉的燃烧稳定性和燃煤利用率，降低煤耗。煤应按差别堆放，做好防风雨措施，减少自然损耗。燃煤存放在露天场地，未经压实，雨、雪、风侵蚀后，煤的可燃成分会流失风化。因此，建造大型储煤场，把不同品种的煤分类堆放在煤场，必要时可以实行煤种搭配入炉燃烧。并且应控制好燃煤的存放时间，不应超过六个月，减少燃料损失，保持燃烧时煤质和煤粒细度相对稳定。

4.1.2确保燃料质量把好质量关

燃料管理十分重要，特别是原煤的质量关。原煤粒度、水分应达到一定的要求。购买含挥发分高而灰分、硫分少且黏性较强的煤，这种煤产生的烟尘和SO2少。如果煤中含灰分多，则煤易细化，细小的炭粒子就容易被气流吹起而形成烟尘。在干燥的煤中搀入5%~10%的水，可以增加煤的粘性减少炉膛未完全燃烧损失。

4.2提高对煤炭质量与节能降耗关系的认识。用户提高对煤炭质量的认识程度，在采购煤炭时就应选择与锅炉设计煤质相近的煤种。对燃用混合煤种的锅炉，应搞好煤炭掺烧工作，使入炉煤质量较稳定。

4.2.1认真做好入厂煤质监督。入厂煤质监督的根本仟务是根据供煤合同，按《国标》的要求，对入厂煤进行采样、制样和化验，以监督入厂煤的质量是否符合供煤合同要求，能否做到质价相符以维护热源厂的经济效益；另一方面，及时掌握入厂煤的质量变化情况，为热源厂配煤提供依据，以确保锅炉机组安全、经济运行。

4.2.2认真做好入炉煤监督。入炉煤监督的根本任务是根据锅炉机组设计，提供符合生产要求的入炉煤。一方面保证生产的安全、经济运行；另一方面，通过煤质特性检测，提出计算热源厂最重要的经济指标、标准煤耗的煤质参数。

4.2.3目前，入炉煤采样机己在不少热源厂安装或使用，其技术己日趋成熟按照国标标准对入炉煤采样的要求，凡是输煤皮带运行速度超过1.5m/s，煤层厚度超过0.3m，流量超过200t/h，就不宜进行人工采样，而且不允许以采集煤粉样来代替原煤样作为入炉煤监督的样品。

5锅炉的节能措施

众所周知，燃料的燃烧有三要素：a、炉堂内具有充分的氧气；b燃烧时达到燃点温度；c燃料与氧气进行高温化学反应的时间。为了提高燃料的燃烧率促进燃料的充分燃烧，建议采取以下几点措施：

采用合理的调节风量，以此来为燃料燃烧时供应充足的氧气燃料在锅炉内燃烧时，若燃烧过程不同，燃烧情况也不同。例如：燃料在链条炉排的锅炉中燃烧，锅炉的内部是管式走火方式，随炉排的转动而依次着火，燃烧是沿炉排长度方向分区进行的。在炉排的前部和尾部需要的空气量减少，而在炉排中部的燃烧区需要大量的空气。根据这一现象，合理的调节送风量，使燃料在燃烧区充分的燃烧，对提高锅炉的热效率，达到节能的目的是很重要的。

采用科学的方法使锅炉热效率最高而各项热损失最小。

我国工业锅炉热效率设计值不低，有的能达到80%以上。鉴定热效率是按照国家标准规定进行的热工测试值，它反映该锅炉在某一稳定工况下的性能。而锅炉运行热效率是指锅炉在正常运行状态时的效率，这个值一般低于设计效率和鉴定效率。运行效率的高低反映锅炉的经济效益和节能效果。

6对锅炉燃烧采用微机控制，实现燃烧过程控制自动化

为适应锅炉的负荷变化。锅炉工热过程要不断变化，为了减少因操作不当对燃烧的影响，对锅炉燃烧采用微机控制。当负荷变化后，应自动改变煤的供给量和煤层的厚度，同时调节风量以保证蒸汽压力稳定，微机控制燃烧自动化过程一般是以蒸汽压力为调节参数，根据蒸汽压力变化调节送风和引风量，从而能进一步提高锅炉的热效率，利用微机控制不但能提高锅炉的热效率，而且对锅炉安全运行及改善司炉工劳动条件及劳动强度也带来了好处。

7加强水处理，促进热能的有效转换

锅炉经过一定时期的运行，锅炉内部将出现水中沉淀物，即结垢现象主要物质为CaCO3等沉淀物质。这是无法避的。根据统计，锅炉结垢1mm厚度，就要增加燃料消耗的3%，而且锅炉结垢后对锅炉安全运行也极为不利，结垢严重的话容易造成锅炉爆炸，造成设备和人身财产的损失。从保证锅炉安全运行及节能方面考虑，加强锅炉水处理工艺的推广即采取先进的水处理技术是十分必要的。当前是用比较普遍的水处理设备是钠离子逆流再生交换器。

8锅炉自身保养与维护

锅炉运行时，由于不当，对热效率影响也很大。为了提高锅炉系统热效率，减少热损失，在运行时应着重注意以下几个问题：

8.1随时清除锅炉内的积灰，减少热损失积灰对提高锅炉热效率十分有害，当锅炉有效散热面积灰1mm厚时，热效率就要下降4-5%。因此及时清除锅炉受热面的积灰是提高锅炉热效率的有效措施。

8.2由于锅炉及供热系统温度比环境强度高得多，使锅炉本体及供热系统向周围放热而产生的损失在所难免。为了减少热损失必须加强维护，对锅炉本体及管道要做好保温层，减少热损失尤为重要。

8.3加强管理，提高节能意识。加强管理包括技术管理和成本管理两方面，在技术管理方面应根据具体情况尽可能的设置完善的管理系统。在成本管理方面，燃料管理是十分重要的工作。锅炉设备维护管理也是十分重要的，停炉时要有检查制度，并派专人维修，对操作人员要加强节能意识的教育，形成一个人人讲节能，人人关系节能的局面。总之，在采暖系统正常运行之后，要加强整个供热系统的维护管理，及时发现问题、及时妥善解决，以保证采暖整体系统工程正常运行。

结束语

通过以上分析得出结论，节能是一个综合系统工程，在热源厂及供热系统的运行中，我们不但要提高对煤炭质量与节能降耗关系的认识，而且认识到锅炉燃烧的节能保证措施涉及多个方面，因此进一步加强对热源厂锅炉燃煤采购、入厂煤质监督和入炉煤监督等环节的质量管理，要避免人为的随意性和盲目性，应根据各不同情况进行选择节能措施，就可有效提高热源厂的锅炉效率，但在保证系统完整的条件下，做好燃料燃烧，日常维护很重要，从而达到和实现区域锅炉房集中供热系统节能降耗的目标，具有十分重要的意义。

作者简介：祁连中，男，1966年出生，甘肃武威人，高级工程师，现在甘肃省武威市城区集中供热有限公司工作，主要从事热电联产、集中供热技术管理工作，现任公司副总经理兼总工程师。