试论集中热系统节能降耗的相关技术措施

【摘 要】哈尔滨市华能集中供热有限公司运营的道里集中供热大型热源厂，占地10.7万平方米，安装6台116MW循环流化床热水锅炉、3台75MW循环流化床蒸汽锅炉、2台汽轮发电机组及附属系统；敷设供热管网干线，新建改建换热站多个、调峰锅炉房4座。运行多年为道里、道外1758万平方米工企和民居供热。近年来并网运行后，增加供热面积300万平方米，总供热面积达到2058万平方米，占哈市总供热面积的五分之一。集中供热系统锅炉是热源厂的核心设备，是确保城市集中供热的关键，同时锅炉也是耗能大户。因此减少锅炉各项损耗，不断研究、利用新技术解决集中供热系统各项损耗成为供热企业的亟待解决的问题。本文就利用新技术解决集中供热系统各项损耗方法及相关技术措施进行初步探讨。

【关键词】优化锅炉运行；热网设计；节能降耗技术措施

1.优化锅炉运行促进节能降耗的主要技术措施

1.1合适的料层厚度和颗粒度

锅炉点火前如果加入的床料较厚，则床料加热至投煤温度需要的热量就会很多，且需要较大的流化风量才能将其流化，由于床下点火方式为二级点火，即油燃烧加热流化风，热风再加热床料，那么需要的热量也将随之增加，还增大了风机的电耗。如果床料较薄，虽然加热容易但易造成吹穿，热量被烟气带走，由于床料的储热能力小，易造成投煤燃烧不稳定，甚至灭火。其次，床料的颗粒度如果过大，孔隙率大，流化风量也将增加，热量将被烟气带走，将增加一定的燃油消耗量。故启动时应添加合适的床料，一般静止厚度在300-400mm之间，颗粒度小于10mm，且1mm以下的物料应在50%以上。

1.2寻找最佳临界流化风量，合理配风

锅炉启动点火时，应进行流化试验，寻找最低流化风量的临界点。点火前期，主要以加热床料为主，如果一次风量较大，将造成热量被烟气带走，床料加热缓慢，热量损失严重，点火时间延长，燃油消耗量及风机电耗将增加。如果一次风量较小，低于最低流化风量，将导致流化不良造成低温结焦。故锅炉启动点火时应正确进行流化试验，且应进行两次，一般以第二次试验风量为准。

1.3油枪雾化片选择合理

床下点火油枪雾化是否良好很重要，雾化良好不仅能节省燃油，还能保证安全燃烧。两只油枪流量应基本一致，否则将造成一定的床料加热偏差。床料加热不均匀，投煤时间将被推迟，油枪投运时间延长，造成一定的浪费。过早投煤温度高的位置将会燃烧着火，而未达到着火温度的地方燃料将不会着火，一旦达到着火温度时将产生爆燃现象，严重时将造成超温结焦甚至发生安全事故。其次油枪应选择合适的雾化片，一般孔径选用1.4-1.6mm，小孔过大将导致床温升速过快，必然增大相应的流化风量进行调节，热损失大；如果雾化片小孔过小，床料加热时间将会延长，甚至无法达到煤着火温度，增大燃油消耗和风机电耗。

1.4燃料特性的影响

锅炉启动期间燃料的特性是决定燃油及燃煤耗量的主要因素，一般表现在以下几个方面：①燃料湿度。如果所用燃料的湿度过大，焦炭着火的前期階段将延长，推迟着火时间。燃料中的水分吸收热量从而形成热烟气被带出炉膛，造成一定的热损失；②燃料颗粒度。燃料的粒径较大，为防止沉底结焦用于流化的风量将相应增大，从而形成的热烟气量增加。着火前的预热、破碎过程较长，延长着火时间；③燃料挥发份。挥发份的大小直接决定着投煤着火的时间，挥发份大，着火点低，易于着火燃烧，投煤时间早，节省燃油。挥发份低，着火点高，投煤时间较迟，燃油耗量大。一般挥发份大于20%时，床温在420℃时即可投煤，投油枪时间2.5小时即可；④燃料低位发热量。热值高的煤并不适合点火用煤，热值高固定碳含量高，运行人员投煤量难以掌握，且燃烧时间长，形成灰渣量少，不易料层的积累。热值低，灰分高，不易燃烧，形成灰渣量较大，物理热损失大。

1.5运行调整方法的影响

运行人员的操作经验也是影响锅炉启动燃料消耗量大小的关键因素，也是安全启动的关键。操作经验丰富的人员会根据升温曲线及时调整油压、油量及一次风量，并可根据升温情况适当放些循环灰，使锅炉启动控制达到最佳状态，既能保证启动安全，又可节省一定的燃料。

1.6尝试点火时燃用木炭和进行点火排汽回收

煤的着火温度远高于木炭，点火过程中有条件当床温升至400℃时适当燃用一些木炭辅助升温，可以节省燃油用量。由于循环流化床锅炉的性质决定其运行周期一般为3-5个月，即要停炉检修维护，加之全年热负荷变化较大，导致锅炉切换、启停次数较频繁，锅炉设计要求及《运行规程》规定，锅炉启动升压至并汽时间不得少于200分钟，那么该段时间由于锅炉蒸汽参数不符合要求，只能从向空排汽阀排向大气，造成一定的浪费，并产生巨大噪音。如果能把此期间的不合格蒸汽回收并加以利用，将产生一定的经济效益，并可避免高压排汽所产生的噪音。据统计每次点火时可回收蒸汽60-70t，减少经济损失近万元。

2.优化供热系统与热网设计，降低循环水泵的运行电耗

2.1尽量不采用直供系统

供热系统最好不要采用直供形式，尽量采用间供形式或直供混水形式，才能减少循环水泵的运行电耗。

2.2尽量增大管网管径

供热管网的管径大小与建设投资成正比，与运行电耗成反比。但同时也与城市供热发展规划密切相关，有时供热的发展会超出规划的设想。因此为了节电，为了给今后供热发展留出充分的空间，热网的管径在建设资金允许的条件下，应尽量大一些，经济比摩阻最好控制在30-50Pa/m。这样还可以同时提高管网的水力稳定性。

2.3建设环状管网

环状管网不但可以自动优化水利工况，平衡供热效果，同时还可以减少管网事故对供热的影响。因此，在有条件的地方可以把支状管网连成环状管网，也相当于加大了某些管段的管径，既有利于节电，又可提高供热质量。另外应大胆推广在安定理论指导下的直埋技术，采用无补偿（或少补偿）、无固定墩的直埋技术。可大大降低投资和施工难度，提高管网的安全性。

2.4采用多热源联合供热

多热源联合供热可以在供热初、末期充分发挥主热源的热效率，同时由于全网的循环水量小，调峰热源不启运，从而大大节约了电能。而在供热尖峰期启运调峰热源后，使主热源的供热半径和循环水量均缩小。节约了水泵的电耗。所以对于中、大型供热系统一定要采用多热源联合供热的形式。尤其是热电联产系统，为了使热电厂的热化系数接近0.5，提高供热系统的安全性，必须设置大型调峰热源、或同时设置几个调峰热源，实行多热源联合供热。多热源联合供热的设计和运行调节并不复杂，目前已有多家供热企业的成功经验和一套较完整的理论，可大胆推广应用。

综上所述，供热企业是能耗大户，如果设备运行不当，热网系统设计不合理，很容易造成能耗的大量浪费。供热系统的节能潜力是非常大的，必须引起充分的重视。但要想节能降耗还必须从供热系统的各组成部分如：热源、热网、热力站、热用户，从供热系统的各个环节如：设计、施工、以及运行管理、技术改造等全方位地分析问题，研究问题，找出各方面的主要矛盾，从而采取综合措施，达到最大程度的节能降耗。 [科]

【参考文献】

[1]冯俊凯，岳光溪.循环流化床燃烧锅炉[M].北京：中国电力出版社，2010.（7）.

[2]王丽霞，侯炳恒.煤耗居高不下的原因分析及改进措施[J].包钢科技，2006（04）.

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