关于锅炉节能优化设计的相关问题探讨
摘 要：锅炉作为我国工业生产中重要的能量转换设备，在促进我国经济发展中发挥了重要的作用。锅炉的运行需要消耗大量的能源，而在我国能源比较紧张的形势下，国家号召节能减排，所以应该将节能理念融入到锅炉设计工作中。锅炉节能设计，一方面要注重燃料消耗量的降低，另一方面要提高锅炉燃烧热效率，降低热损耗。锅炉节能优化已经成为我国工业发展的主要趋势，对于促进我国工业生产的可持续发展具有重要的意义。
关键词：提高；供热；效率；措施；锅炉
锅炉的运行需要消耗大量的能源，同时由于锅炉的构成比较复杂，所以在运行过程中，会因为各个设备之间配合不密切或者设计不合理，而造成效率的下降或者热能的损失。为了加强锅炉节能优化设计，应该从燃料运行管理、调整锅炉运行参数、加强受热面和辅机改造，以及引进新技术等方式入手，从而提高锅炉燃烧热效率。对于锅炉的节能优化设计，还应该与实际用途相结合，在提高运行效率的基础上，降低运行成本，从而达到节能减排的目的。
1 锅炉节能优化设计分析
我国锅炉大部分为燃煤锅炉，燃煤锅炉的燃料消耗和热能损失也比较严重，所以下面主要是对燃煤锅炉进行的节能设计。节能优化设计的途径有很多种，可以通过各种措施来提高燃烧热效率，降低运行成本。
1.1 炉拱节能优化设计
在应用链条炉排锅炉时，可以通过对炉拱的优化设计来改善燃烧状况。对于正传链条炉排锅炉而言，炉拱都是按照设计规定的煤种而设计出相应的配置，但是在实际运行时，经常会因为无法使用设计煤种而影响到燃烧效率。所以在对炉拱进行节能优化设计时，通过改变炉拱的形状和位置，能够适应多种煤种的燃烧需求。设计改造后的节能效果比较明显，并且改造的投资收效快。
1.2 锅炉烟气余热回收
在锅炉燃烧运行过程中所排放的烟气温度较高，在受热面传热性能较好的情况下，排出的烟气温度也会达到二百度左右。如果受热面的传热性能降低，加之燃烧工况不佳，烟气温度就会进一步上升，致使烟温过高而造成热能的损耗。针对这种情况可以进行烟气余热的回收利用，既能够减少高温烟气对环境的污染，又能够最大程度的降低因高温烟气而造成的热能损耗。所以可利用热管换热技术来回收烟气余热，将收集到的热能应用于空气预热器、省煤器等设备中，为提高工业生产的经济效益、社会效益以及生态效益做出了重大的贡献。
1.3 给煤装置节能优化设计
在我国燃煤锅炉中使用的给煤装置一般都是斗式，在给煤时，就会出现块煤和末煤混合的现象，这种给煤方式就会导致全部堆叠在炉排上，从而阻碍风量的供给，直接影响到燃烧效率，造成能源的浪费。针对这种情况可以对给煤装置进行改进，将斗式给煤装置改造设计成分层装置，利用重力筛选器将燃煤中的块煤和末煤分离开，使其能够松散的分布在炉排上，保证风量的供给，从而确保燃煤的充分燃烧，最大程度的提高燃烧效率。这种改造所需费用较低，并且很容易实现，对于炉况较差的锅炉节能效果较为明显。
1.4 炉膛内壁喷涂节能涂料
锅炉水冷壁管、过热器管、省煤器管長期经受烟气中粉尘的高速冲刷，加之铁管的高温氧化作用，致使铁管壁厚磨损严重，锅炉使用寿命直线下降。更重要的是铁管的远红外辐射系数只有0.65左右，炉膛内的热量不能很快透过铁管传递到水中。因此强烈建议现役燃煤锅炉水冷壁管和省煤器管表面喷涂远红外辐射节能涂料，提高铁管表面的辐射系数到0.93以上，保护炉体、延长炉龄、有效辐射炉膛内红外热能，显著提高炉膛内的热传递效果，减少黑油排放，节约燃料消耗，投资不多效果很好。
1.5 采用富氧燃烧方式
在锅炉燃烧时火焰温度不达标，煤渣的含碳量较高且烟气排放不达标时，表明锅炉出力不足，燃烧效率不高，会造成很大的能源浪费。此时需要对锅炉进行节能优化设计，可以采用富氧燃烧的方式，增加助燃空气中氧气的含量，同时减少空气过剩系数，可以提升燃煤的充分燃烧，降低烟气排放量，提高燃烧效率。这种节能优化设计的节能效果较好，并且短期内可收回投资。
1.6 使用全自动高效激波吹灰器
由于燃煤质量参差不齐，锅炉结构设计以及燃烧参数不合理等各种因素，经常会导致锅炉受热面上积灰和结焦，直接降低受热面的传热性，在严重的情况下还会导致安全事故的发生。对于锅炉受热面积灰和结焦现象的处理，一般都会采用定期除灰、除尘和相应的除尘装置，但是效果不太明显。采用全自动高效激波吹灰器，可利用激波发声的方式来震荡、撞击和冲刷受热面上的灰尘以及结焦，可以达到全面清洁的效果。这种吹灰方式比较便捷，投入成本较低，可减少能源的损耗。在燃煤、燃油和燃气锅炉中得到了广泛的应用，可以替代其他除灰设备，并且具有较为广阔的发展前景。
1.7 燃烧系统节能优化设计
对于正转链条炉排锅炉，可从炉前适当位置喷入适量煤粉到炉膛的适当位置，使之在炉排层燃基础上增加适量的悬浮燃烧，可以取得较为明显的节能效果。但是喷入的煤粉量、喷射速度与位置要控制适当，否则将增大排烟黑度，影响节能效果。对于燃油、燃气和煤粉锅炉，是用新型节能燃烧器取代陈旧、落后的燃烧器，改造效果也与原设备状况相关，原状越差效果越好。
1.8 锅炉辅机节能优化设计
辅机的运行状况对锅炉的燃烧效率有一定的影响，所以可通过对辅机的节能优化设计来提高锅炉的运行效率。根据锅炉现有的燃烧状况，调整鼓风机、引风机的运行参数，保证风量供给的合理性，严格控制风速、风量以及角度，确保燃煤能够充分燃烧，并且降低排烟热损失。还可以通过对其他辅机的设计改造来提高锅炉的燃烧效率，从而达到节能的目的。
1.9 蒸汽锅炉密闭式高温凝结水回收
针对过去开式回收凝结水所存在的闪蒸汽浪费、凝结水再次被氧化、热能回收率不高的缺陷，在详尽调查用汽设备热负荷的前提下，通过更换先进疏水阀，平衡回收管网压力，增设蒸汽喷射热泵和GY凝结水回收装置，可以实现高温凝结水的密闭式回收，可有效节约锅炉燃料。
2 结束语
随着工业污染的加剧，对我国的生态环境产生了巨大的破坏，为了保证经济建设与生态环境的和谐发展，对工业锅炉进行节能优化设计已经成为必然趋势。锅炉燃烧效率低，不仅会造成能源的损耗，影响到工业生产的经济效益，同时还会危及到生态环境的质量。所以应该根据工业生产中锅炉的运行状况，有针对性的进行节能优化设计，改善燃烧工况，一方面能够降低工业生产的运营成本，另一方面可减少对环境的污染，这也是我国建设节约型社会的需求。
参考文献
[1]尧冬冬，王亚刚.工业锅炉节能优化控制系统的设计方案[J].江南大学学报（自然科学版），2014.
[2]杨桂荣.关于工业锅炉设计中节能减排问题的探讨[J].同行，2015. [3]尧冬冬，王亚刚.工业锅炉节能优化控制系统的设计方案[J].江南大学学报（自然科学版），2014.