1、前言
在能源消耗系統(tǒng)中，鍋爐及供熱系統(tǒng)占有很大的比例。提高鍋爐的熱效率，降低鍋爐及供熱系統(tǒng)的熱損耗，是節(jié)約能源、緩解能源供需之間的小平衡的一項十分重要任務。從目前而言，鍋爐及供熱系統(tǒng)的節(jié)能控制有以下幾個方面。
2、燃燒與燃燒形式的選擇是保證鍋爐節(jié)能的首要條件
鍋爐的選擇首要考慮的是對燃燒介質(zhì)選擇，其次是燃燒方式，不同的選擇方式其節(jié)能是不一樣的。
2、1燃料選用原則
燃料有氣、液、固三種形式，無論從節(jié)能與經(jīng)濟效益出發(fā)，還是從勞動條件、環(huán)境保護和加熱質(zhì)量等方面綜合考慮，都應首先考慮選用氣體燃料，其次是液體燃料，這是選用的一般原則。但實際選用還受具體條件、供應的可能性和工藝要求等的限制。我國現(xiàn)燃油較緊缺、成本較高，故對燃油安慎選，應盡量考慮以煤代油。從環(huán)保節(jié)能出發(fā)，應采用型煤，將型煤汽化，汽化后的型煤燃燒殘物少，排出的含硫等有害氣體低，重要的是汽化后的犁煤燃燒值高．所以以煤代油并不等于直接使用固體燃料，而是將固體燃料汽化使用。
2．2燃燒形式的選擇
1)氣體燃料的燃燒分為無焰燃燒，，有焰燃燒。有焰燃燒又稱氣相燃燒，即所謂的明火；無焰燃燒又稱固相燃燒，俗稱火星，余輝。其各有優(yōu)缺點，有焰火焰較長有鮮明的輪廓；燃燒速度取決于煤汽空氣的混合速度．燃燒能力大。無焰燃燒燃燒速度快；燃燒強度大，燃燒溫度高；黑度小；但燃燒能力小。
2)對于液體燃料的油霧燃燒，高壓霧化與低壓霧化各有所長，并各有適用場合。若僅從煙氣余熱回收利用的角度來看，向壓霧化較為有利。但因高壓霧化多適用于大、中型鍋爐，低壓霧化多用于中、小型爐，所以選用時主要還是要根據(jù)工藝要求和具體情況來決定。高壓霧化便于煙氣余熱的回收，但運行能耗與運行費用較高。低壓霧化不便于煙氣余熱的回收，但其本身運行能耗與贊用較低，且低壓霧化時仍可設法回收余熱。所以當可以在兩者之問作選擇時，最好能通過計算進行比較和論證。
3)對于固體燃料，煤汽化燃燒的節(jié)能效果最好，半煤氣燃燒的次之，薄煤層燃燒的最差，如工藝條件允許采用粉煤燃燒。實際選用時還要考慮很多因素，但如果其他條件相當，優(yōu)先選擇節(jié)能的燃燒形式。
3、鍋爐燃燒的自動化控制是節(jié)能的重要措施
鍋爐供熱過程是一個不斷變化的過程，當外界需求發(fā)生變化時，錨爐負荷隨之變化，因而鍋爐爐膛內(nèi)燃燒過程也要隨之變化。燃料在鍋爐爐膛內(nèi)燃燒時對鍋爐熱效率影響很大，從現(xiàn)有鍋爐運行情況來看，存在配風、燃燒狀況不理想、熱效率偏低的現(xiàn)象，主要原因是鍋爐運行工況變動后，手動調(diào)整不能隨工況的變化保持最佳的風料配比。為減少因人工操作不當而對燃燒的影響，對鍋爐燃燒過程采用微機控制至觀重要。
自從儀表取代人工成為工業(yè)控制核心以來，PID控制一直是儀表過程控制系統(tǒng)中應用最為廣泛的一種控制規(guī)律。由于PID技術發(fā)展得比較成熟，在計算機鍋爐控制系統(tǒng)中就成了首選，是最為可靠、效果最好的控制規(guī)律。隨著控制的發(fā)展，自適應控制、預測控制、模糊控制也被應用到鍋爐的控制中。
鍋爐自動化控制系統(tǒng)目的是優(yōu)化燃燒控制及運行經(jīng)濟分析能在動態(tài)變工況過程中、定負荷運行中以及燃劑變化時，時刻保持最佳的風劑比，一般情況是6：4至8：2，具體數(shù)據(jù)應針對不同的鍋爐運行數(shù)據(jù)進行采集對比分析后確定。鍋爐在最大效率下安全運行，系統(tǒng)一般如下圖：
鍋爐控制圖
從系統(tǒng)分析，自動控制的兩個重要因素是：
1)合理的調(diào)節(jié)風量，實現(xiàn)燃料燃燒時的氧氣供應。燃料在鍋爐內(nèi)燃燒，燃燒過程不同，燃燒情況也不同。如：燃料在鏈條爐排的鍋爐中燃燒，隨爐排的轉(zhuǎn)動而依次著火，燃燒是沿爐排長度方向分區(qū)進行的。在爐排的前部和尾部需要空氣量減少，而在爐排中部的燃燒區(qū)需要大量的空氣。根據(jù)這一規(guī)律，合理的調(diào)節(jié)送風量，保證燃料在燃燒爐充分的燃燒，提高鍋爐的熱效率，從而達到節(jié)能目的n
2)采用二次回風系統(tǒng)．促進燃料完用燃燒。二次回風能在鍋爐內(nèi)形成煙氣璇渦，這一方面增加了懸浮煤粉在爐膛內(nèi)停留的時問，而使燃料充分的燃燒，另一方面能使爐膛內(nèi)的溫度梯度降低，提高了爐膛內(nèi)受熱面的利用率，所以采用二次回風系統(tǒng)是改善燃燒條件的重要手段。按理論汁算，利用二次回風系統(tǒng)的鍋爐熱效率可提高5—10％左右。
目前鍋爐燃燒自動化控制較成熟的有美國MICON公司的燃燒單元自動控制系統(tǒng)U-200。基本原理是通過對鍋爐氧氣量、風量、溫度，管道的壓力、介質(zhì)流量，閥門開閉值等一次數(shù)據(jù)進行采集，利用MICON公司燃燒自動化控制管理軟件進行優(yōu)化和自動管理。MICONU-200燃燒自動化控制系統(tǒng)瑣僅具備過量空氣優(yōu)化、蒸汽壓力優(yōu)化、負載分配等功能，而且具有相當?shù)撵`活性，可以適應生產(chǎn)過程的改進和與Intemet的連接。是一個高度集成、安全可靠的控制系統(tǒng)。它集控制器、HMI、I/O和通訊接口為一體，可配置為全冗余。MICONU一200控制器加強了現(xiàn)有燃燒設備的控制功能，預設的應用模塊包含了最新的控制和信息技術，以及傳統(tǒng)的和最先進的控制理念，包含生產(chǎn)過程和效益的控制與優(yōu)化，SOE(事件順序控制)，SCADA(監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))，能量管理等。
利用微機控制不但能提高鍋爐的熱效率，而且對鍋爐安全運行及改善司爐工勞動條件及勞動強度也帶來了好處。
4、鍋爐及供熱系統(tǒng)的維護是節(jié)能的重要基礎
1）加強水處理，促進熱能的有效轉(zhuǎn)換。鍋爐經(jīng)過一定時期的運行，鍋爐內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，鍋爐結(jié)垢1mm厚度，就要增加燃料消耗3％。當前比較普遍采用的水處理設備是鈉離子逆流再生交換器。這種水處理方式對原水的適應性廣，出水數(shù)量及質(zhì)量，單位鹽耗，自耗水量等指標都比較先進，效果也比較理想。大中型鍋爐水處理中還常常采用真空除氧，真空除氧比大氣式熱力除氧節(jié)省大量燃料，以及減少排煙損失，提高鍋爐效率。
2)隨時清除鍋爐內(nèi)的積灰，減少熱損失。積灰對提高鍋爐熱效率十分有害，灰垢的熱系數(shù)為0.41868KJ／m.h.0C,當鍋爐有效散熱面積灰lmm厚時，熱效率就要下降4％～5％。因此及時清除鍋爐受熱面的積灰是提高鍋爐熱效率的有效措施。目前清除鍋爐積灰主要有機械及化學方法，而以化學方法應用較廣?；瘜W清灰劑是用硝酸鉀，硫磺混合粉末組成，使用時用高壓空氣噴入爐膛與煙灰起化學反應，使灰垢變得松散而脫落。
3)加強維護保養(yǎng)，防止和減少熱量損失。由于鍋爐及供熱系統(tǒng)溫度比環(huán)境溫度高得多，使鍋爐本體及供熱系統(tǒng)向周圍放熱而產(chǎn)生損失在所難免。為了減少熱損失必須加強維護，對鍋爐本體及管道要做好保溫層，減少熱損失尤為重要。熱力管網(wǎng)及閥門等漏水也是熱損失一個不可忽視的環(huán)節(jié)，熱力管路的絕熱保護必須妥善處理。對使用熱水管道集汽罐排氣時，盡量使用自動排汽或密閉關鎖閥門，避免胡亂開閥門放熱水。另外經(jīng)常檢查供熱系統(tǒng)中閥，接頭及散熱器，隨時消除漏水現(xiàn)象。
4)加強管理，提高節(jié)能意識。加強管理包括技術管理及成本管理兩方面。
在技術管理方面，應根據(jù)具體情況盡可能設置完善的管理系統(tǒng)。如燃燒中應該有取樣裝置，各種計量裝置及儀表。設置水質(zhì)化驗室，以適應煤的工業(yè)分析，煙氣分析和灰渣含碳量分析等需要。在成本管理方而，燃料管理是十分重要的工作。如:煤場的煤應按差別分別堆放，做好防風雨措施，減少自然損耗。蒸汽和熱水是鍋爐房的產(chǎn)品，產(chǎn)量要有計劃，分析要有計量。鍋爐設備維修管理也是十分重要的，停爐時要有檢查制度，并派專人維修，對操作人員要加強節(jié)能意識的教育，形成一個人人講節(jié)能，人人關心節(jié)能的局而。從根本上控制節(jié)能。
5、結(jié)束語
節(jié)能是一個綜合系統(tǒng)工程，鍋爐燃燒的節(jié)能保證措施涉及多個方面．應根據(jù)各不同情況進行選擇節(jié)能措施，但在保證系統(tǒng)完整的條件下，做好日常維護很重要。
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