城市集中供热锅炉运行中的节能环保技术应用研究_何凯.pdf

城市集中供热锅炉运行中的节能环保技术应用研究 何 凯（甘肃省建筑设计研究院有限公司，甘肃 兰州）摘 要：本文对城市集中供热锅炉运行中应用节能环保技术的必要性进行分析，并提出优选节能型锅炉、分层给煤装置设计等节能环保技术具体应用，以期有效降低城市集中供热锅炉运行过程中能源消耗，并减少环境污染，充分发挥节能环保技术优势，强化供热锅炉节能环保效果。关键词：城市；供热锅炉；节能环保技术中图分类号：文献标识码：文章编号：（）收稿日期：作者简介：何凯（），男，工程师，汉族，硕士研究生，毕业于中南大学动力工程专业，主要从事城镇供热、暖通空调设计工作。引言锅炉的排烟量与温度、炉渣中的含碳量以及锅炉热效率等参数是导致城市集中供热锅炉运行中节能环保效果较差的主要因素。为了进一步提高城市集中供暖质量，并解决能源严重浪费问题，需要结合城市集中供热锅炉运行情况，选择合适的节能环保技术，不仅能够有效提高供热锅炉节能环保效果，对城市环境质量也能起到改善作用，实现锅炉供热经济效益与环保效益最大化。因此节能环保技术如何在城市集中供热锅炉运行中合理应用，是目前城市集中供热行业相关人员需要考虑的问题。城市集中供热锅炉运行中应用节能环保技术的必要性分析 资源与能源需求持续增长，是现阶段我国供暖行业发展形势的必然现象，为了保证供暖质量，并解决不必要资源与能源的严重浪费问题，需要正确认识节能环保技术在城市集中供热锅炉运行中应用的必要性以及作用的发挥。根据城市集中供热锅炉运行特点，选择合适的节能环保技术，不仅可以提高资源利用率，又能有效让燃料达到完全燃烧的状态。以新型节能环保技术以依托，消除影响供热节能效果的潜在因素，实现城市集中供热工作中的节能环保目标，实现经济效益与社会效益的最大化。节能环保技术在城市集中供热锅炉运行中的具体应用 案例分析本文以某城市燃气供热锅炉的供热情况为例，通过对该城市各区域住宅供热锅炉运行情况的调研与分析，其不同燃料的锅炉供热面积、燃气锅炉供热实际平均能耗的具体数据参见、表。表 以燃料类型为标准的某市各地区住宅锅炉供热面积（万平方米）燃料类型锅炉供热区域 城市中心区 区 郊区燃煤锅炉（）（）（）燃气锅炉（）（）燃油锅炉（）（）电供热（）（）总供热面积 （）（）（）注：括号内的数字是供热面积的比例。第 期锅 炉 制 造 年 月 表 燃气锅炉供热实际平均能耗普查典型调查单位面积耗气量（）单位面积耗电量（）单位面积耗水量（）从上述表、表 的统计数据来看，其中燃气供热锅炉在该城市集中供热锅炉运行过程中有着极高的单位面积耗气表现；冷凝水腐蚀是该市各区域住宅燃气供热锅炉运行期间普遍存在的情况，不仅导致锅炉热效率降低，也极大地缩减了供热锅炉使用期限。从整体上来看，该市燃气供热锅炉的供热效率和质量均未达到理想状态。锅炉供热质量不高的原因导致上述锅炉工供热质量不高的原因，主要是运行管理人员不熟悉供热锅炉的运行特点、供热锅炉类型选择不合，同时和节能环保技术应用不到位有着直接关系。例如，燃煤锅炉是目前城市集中供暖较常选用的供热锅炉类型，若以燃煤锅炉的运行方式使用燃气锅炉，不仅会降低供热锅炉供热质量，也会缩短锅炉的使用寿命以及导致额外能源增加。无论是锅炉的额定功率、容量、负荷率还是节能措施的运用，燃煤与燃气锅炉二者之间均有着极大的差异。正确认识燃煤与燃气锅炉的运行特点非常必要。节能环保技术的具体应用 优选节能型锅炉通常情况下，在选择具有节能作用效果的锅炉时，需要综合考虑供热锅炉内部介质的工作需求，若无特殊要求，优先选择热水；若内部介质为蒸汽，则是优先考虑较高蒸汽饱和度的，蒸汽饱和度越高，供热锅炉的节能效果越明显。应根据相关规定标准，对容器中热介质及其负荷方面的数据进行准确分析，其目的是一方面通过对供暖热负荷量进行计算，掌握与确定供热锅炉的热容量和所需数量；另一方面对供热锅炉持续低负荷运行情况出现起到预防作用。例如，以单位体积供暖热指标法对住宅供暖热负荷计算为例，其计算公式为：（）（）式（）中为单位体积供暖热指标（）；为建筑物的体积（按外部尺寸计算），；为季室内计算温度，；为室外供暖计算温度，。准确计算供暖热负荷，明确供热锅炉的热容量和所需数量，既能满足住宅供暖需求，又能减少供热锅炉运行中能源消耗。基于此，在选择节能型供热锅炉时，其各项性能均要符合国家相关规定标准，同时考虑煤炭资源特点，如煤炭资源与所选锅炉之间的适应性、煤炭品质等级等，选择合适的节能型锅炉，不仅可以满足供热锅炉运行中的节能环保要求，又能避免对环境造成严重污染影响。分层给煤装置设计煤炭是城市集中供热锅炉运行过程中消耗量最大的资源，合理应用分层给煤技术，对现有给煤装置进行改进与优化，有利于降低供热锅炉燃烧时对煤炭资源的消耗。重力式分层给煤装置是现阶段城市集中供热锅炉运行系统中普遍采用的给煤装置，保证煤粒均匀分布是该类型分层给煤装置明显的特点，该装置自带的筛选与分级功能，可以使煤炭颗粒均匀分布的进入供热锅炉中。结合实际情况，合理设计分层给煤装置，在一定程度上也能有效控制煤炭燃烧后所产生炉渣中的含碳量，使煤炭资源达到完全燃烧的状态，真正做到有效节约煤炭资源，提高供热锅炉运行效率与经济效益。供热锅炉排烟温度合理控制以控制供热锅炉排烟温度的方式实现供热锅炉运行过程中最低化能源消耗的节能环保技术，是近些年来城市集中供暖方面主要应用的技术手段。其中排烟期间的热损失是导致供热锅炉热效率一直难以提高的主要因素。基于此，若想由解决供热锅炉排烟时严重的热损失问题，合理控制供热锅炉的排烟温度非常关键。因供热锅炉内外温度相差较大，当外部温度低于供热锅炉排烟温度时，排烟时产生的热损失最为严重；加上供热锅炉排烟温度过高，也会增加引风机额外电能消耗量，并不能达到预期供热锅炉运行节能效果。但供热锅炉的排烟温度一直保持较低的状态，将会增加供热锅炉运行成本，且会持续增加供热锅炉尾部受热面积，进而缩短供热锅炉使用期限。因此，需要结合实际情况，将供热锅炉的排烟温度控制在合适的范围内，以此达到最为理想的节能效果。实时监控供热锅炉运行情况通过实现对供热锅炉运行情况的实时监控，有利于进一步提高供热锅炉运行效率，也能减少供热锅炉运行过程中对环境造成的负面影响。为了保证对供热锅炉运行情况的监控效果，可以根下转第 页锅 炉 制 造 总第 期更易氧化而在层道间形成夹渣；由于小口径管均为曲率较大的坡口面，对比参数的大电流大熔池易使熔融的焊缝金属下淌，导致焊缝的层道间未熔合。另外，对钨极氩弧焊，在焊接过程中焊丝加热端必须处于保护气体中，以避免热的末端氧化和由此造成的焊缝金属的污染。对比参数的大电流快速焊接过程中焊工更容易出现操作不当而使焊丝端部氧化，导致焊缝中出现夹渣等缺陷。）热影响区宽度对焊接接头性能的影响。焊接热影响区是指焊接过程中，材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。热影响区中最薄弱、性能最劣化的区域即是靠近焊缝的过热区（粗晶区）。从试验中的金相检查发现，对比参数焊接接头的粗晶区宽度均有不同程度增加，最大可以达到 倍以上。、同属奥氏体不锈钢，对这类钢来说，控制较低的层间温度可以防止焊接热裂纹的发生和热影响区的晶粒长大以及碳化物析出，保证焊接接头的塑韧性和耐蚀性。）性能。从断口试样形貌看，对比参数焊缝均存在未熔合、夹渣等缺陷，这类缺陷直接导致弯曲试样断裂、拉力试样的强度降低及金相检查中的焊缝层道间片状夹渣。另外，对比参数试样的断口、弯曲等破坏性试验及金相检查中发现的问题在 探伤中很难发现，导致焊接接头综合使用性能的下降及电厂运行中的隐患。结论通过对超临界、超超临界电站锅炉受热面中 、两种典型钨极氩弧焊对接焊接接头常规参数与非常规参数的对比焊接试验，证明奥氏体钢及其异种钢的手工钨极氩弧焊须合理选取焊接工艺参数，以获得良好的常温性能及内在质量，从而保证高温运行寿命。本次试验中的焊接接头均采用了镍基合金焊丝，由于镍基合金的熔深更浅及液态焊缝金属流动性差，在焊接过程中必须严格控制焊接参数的变化，试验结果也证实了上述结论。参考文献 王萍，刁旺战，徐祥久 焊接参数对电站锅炉小口径管焊接接头性能的影响 锅炉制造（）：中国机械工程学会焊接学会 焊接手册 第 册 材料的焊接（第 版）北京：机械工业出版社：中国机械工程学会焊接学会 焊接手册 第 册 材料的焊接（第 版）北京：机械工业出版社：中国机械工程学会焊接学会 焊接手册 第 册 材料的焊接（第 版）北京：机械工业出版社：上接第 页据锅炉房类型，选择合适的监控方式，如集中式锅炉房建议安装微机监控装置，实现远程实时监控供热锅炉运行情况的同时，也能利用相应软件计算供热指标，全方位掌握供热锅炉运行信息，如锅炉的供热量、煤炭消耗量以及供回水温度等重要信息。再基于国家相关规定标准，合理调节额定供热量或者按照实际供暖需求确定供热量，既能有效提高资源利用率，又能保证供热锅炉运行综合效益最大化，从而将节能环保理念在城市集中供热锅炉运行中精准落实。结束语综上所述，城市化进程加快，也积极推动着供暖行业向前发展，同时也面临着资源与能源的消耗量逐渐持续上升的问题。为了积极响应国家可持续发展战略号召，需要加强城市集中供热锅炉运行中节能环保技术的应用，既能实现能源最大化利用，又能有效控制不必要的能源消耗，某种程度上还能为城市环境保护工作开展提供助力。充分发挥节能环保技术优势，灵活运用各种节能环保措施，从而助推供暖行业高质量绿色发展。参考文献 黄岩翔，冉春雨 集中供热锅炉的环保与节能控制研究 环境与发展，（）：杨永福，许浒 基于城市集中供热锅炉运行中的节能环保技术分析 中国设备工程，（）：武世杰 新时期供热锅炉节能环保技术探析 化学工程与装备，（）：锅 炉 制 造 总第 期