锅炉、换热站和供热运行方式的选择

锅炉、换热站和供热运行方式的选择

于洪波1赵岩2

（1.哈尔滨市锅炉压力容器检验研究院黑龙江哈尔滨150000；

2.黑龙江工商职业技术学院黑龙江哈尔滨150000）

1．1锅炉概况。

锅炉是热能动力转换设备，被喻为“工业的心脏”生产和生活都离不开锅炉。

锅炉按用途分类：（1）工业用锅炉；（2）采暖用锅炉；（3）民用生活锅炉；（4）自备电站锅炉；（5）余热锅炉和特种锅炉；（6）电站锅炉。

据统计我国锅炉产品有8大类，38个系列，85个品种，300多个规格，可谓量大面广，种类繁多。

1．1．1锅炉生产行业、使用地点和用途之间可能出现的组合

锅炉的生产行业、使用地点和用途举例见表1.

生产行业

使用地点

用途

举例

电站锅炉

行业

中高压发电厂

发电

凝汽式发电厂或热电厂中的中高压锅炉

企业

自备电厂

发电

企业自备发电厂的中压锅炉

锅炉房

供热

提供动力用或工艺用中压蒸汽的锅炉

工业锅炉

行业

低压发电厂

发电

低压凝汽式发电厂中的锅炉

热电厂

供热

热电厂中应付尖峰热负荷的热水锅炉

企业

（事业）

自备电厂

发电

低压凝汽式和背压式发电厂中的锅炉

锅炉房

供热

提供动力、工艺、采暖用低压蒸汽式热水的锅炉

锅炉压力容器安全监察局2000年底统计，我国持有锅炉制造的企业：全国持有A级证的企业（不限）26个，持有B级证（额定蒸汽压力≤2.5MPa）191个，持有C级证（额定蒸汽压力≤0.8Mpa且额定蒸发量≤1t/h）192个，持有D级证（额定蒸汽压力≤0.1Mpa的蒸汽锅炉和额定出口水温≤120℃且额定热功率≤2.8MW的热水锅炉）221个，持有YJ级证24个，其它证（单独部件）272个。

持有安装许可证单位5666个。

持有锅炉修理改造证1789个。

1．1．3锅炉分布。

锅炉压力容器安全监察局2000年底统计：

分布情况：华北24万蒸吨，占24℅；东北25万蒸吨，占25℅；华北18.75万蒸吨，占19℅；中南14.43蒸吨；西北9.93万蒸吨；西南6.3万蒸吨；中南、西北、西南合计占31℅。热水锅炉主要集中在“三北”严寒地区，占全国的93℅（952万MW）。

1．1．4锅炉的台数和蒸发量

锅炉压力容器安全监察局2000年底统计：

（1）我国在用锅炉的总台数52.63万台

按介质分类：蒸汽炉34.91万台，热水锅炉16.67万台。

有机热载体锅炉：0.61万台，其它锅炉0.45万台。

按用途统计：生活用锅炉27.11万台(热水锅炉)，生产用锅炉24.99万台，发电用锅炉0.53万台。

（2）我国在用锅炉总蒸发量125.67万MW锅炉总蒸发量中：蒸汽锅炉96.39万MW，热水锅炉28.44MW，生产用锅炉蒸发量为49.00万MW，发电用锅炉蒸发量为37.27万MW。

1．2锅炉现状。

1．2．1燃料及燃烧设备。

煤炭在我国能源结构中的比例占70℅以上，煤炭的80℅左右用于锅炉燃烧，锅炉燃煤大部分是原煤直接燃烧。原煤的特点：（1）颗粒度没有保证，细末多，粒度＜3mm，占45%～65%，粒度＞10mm仅占15%～30%，我国锅炉很难做到高效低污染，而国外锅炉燃煤为洗选加工过的煤。（2）热值不稳定，中劣质煤较多，热值为12540～22990KJ/Kg。油气工业锅炉很少，只占5℅左右。燃烧设备：链条炉排为主（2t/h以上）占60%（容量）；往复炉排占20-25℅（容量）；抛煤机炉排不足1%（容量）；手烧炉排占20%（容量）。我国规定D≥1t/h的新出厂锅炉必须采用机械投煤，并配除尘设备。

1．2．2乡镇企业使用锅炉存在的问题。

重经济效益，轻安全管理；劳动部门查禁土锅炉法律依据不足；个体工商户使用锅炉难以控制；市县一级劳动部门管理锅炉压力容器的力量少，难以开展工作。

1．2．3在用锅炉情况。

炉渣含碳量偏高，最高达70.8%，排烟处过量空气系数高达7.66，分别超过GB/T15317《工业锅炉节能监测方法》、GB3486-93《合理评价企业用热导则》中规定的50.8个百分点和5.26，造成锅炉热效率下降抽样调查热效率为50.5-77.6%比鉴定效率低5-10个百分点，浪费燃料。（1）普遍存在的问题：①锅炉运行负荷低；②炉渣含碳量高；③排烟处过量空气系数偏大；④排烟温度高；⑤环境污染严重。（2）锅炉辅机系统很多，如鼓引风系统，自动控制系统，水处理系统，阀门与附件的设计制造技术都有待于提高。特别是辅机不匹配，大马拉小车或小马拉大车，锅炉不能在最佳工况下运行。

1．2．4锅炉技术展望。

1．3．1燃煤。

煤矿应该把“生产什么煤就供应什么煤”改为“用户需要什么煤就供应什么煤”，国家煤炭工业局以立项对链条炉排工业锅炉的用煤制订国家标准，并主动与工业锅炉的设计,研究部门合作,尽早提出适应链条炉排燃烧所需要的煤质要求.主要指标包括粒度组成、发热值、挥发份、灰份硫份等.另外一个要求是煤矿或燃料公司的供煤质量要相对稳定.

1．3．2环保。

发展清洁燃烧技术,例如研究型煤,直接燃烧和固硫技术，大力推广烧型煤，限制烧散煤。循环流化床技术、发展高效高经济性的脱硫、脱硝技术。

城市气化技术、燃烧设备和烟气净化技术。

1．3．3运行管理。

所用锅炉必须是有生产资格厂家的正规产品,安全附件齐全,投入运行前向当地劳动部门办理登记手续,取得使用证.司炉工应经过培训,取得《司炉操作证》和《环保操作上岗证》后方可上岗,懂得操作技术和简单故障排除,在锅炉运行状态下保证安全附件的灵敏可靠.

1．3．4自动控制。

结合我国实际情况,开发适于我国锅炉不同吨位,不同类型的关于锅炉安全’节能’环保和网络管理等方面的控制技术.

许多锅炉采用分布控制系统(DistributedControlSystem,简称DSD系统),它是70年代中期发展起来新型计算机控制系统。它综合了计算机技术/控制技术等,具有控制集中化管理,操作显示。大规模的数据采集和处理。

1．3．5锅炉辅机。

低噪声高效率的风机，可靠的自动控制系统，自动还原水处理系统，可靠耐用不泄露的阀门等，这些系统对锅炉的运行的可靠性影响非常大，和主机性能同样重要，有待研究提高。

1．3．6关于燃油、燃气锅炉。

将煤炉改烧油气,这虽然是一种根本的解决办法,但我国油气资源并不丰富,况且一次投资太大,并不是每个企业都能接受的,而且改烧油之后每天的支出今天加大,因此，除中心城市外这不是一种能广泛推广的方法。

1．3．7关于供热锅炉的发展趋势。

由于环境保护、节能、城市建筑、城市规划等诸多方面的要求，锅炉会向大型化和微型化方向发展，哈尔滨供热锅炉已发展到116MW（165t/h）,石家庄也有116MW的热水锅炉；小型热水锅炉已走进寻常百姓家，山东荣成龙江教授养老村，采用水地暖，分户控制，每户配一台世界名牌意大利法罗力燃气锅炉，采用法罗力独有的专利技术，铜制双体复合换热器，使锅炉热效率达92.2%，既可供暖又可供热水；小型常压锅炉也广泛被居民使用。中型锅炉的应用前景并不看好。

2．换热站（热力站）

民用热力站是以民用用热单位（民用建筑及公共建筑）为服务对象的，多采用热水作为热媒的供热热力站。如图1是一个供暖用户的热力点示意图。热力点在用户供、回水总管进出口处设置截断阀门、压力表和温度计，同时根据用户对供热质量的要求，设置手动调节阀或流量调节器，以便于对用户进行供热调节。为防止污垢及杂物进入局部供暖系统，在用户进水管上应安装除污器。在引入用户的支线较长时，应在用户供、回水管总管的阀门前设置旁通管。当用户暂停供暖或检修而网路仍在运行时，关闭引入口总阀门，将旁通管阀门打开使水循环，防止外网的支线冻结。

供暖热用户与热水网路之间的连接可有直接和间接连接。图1是供暖用户与热水网路是采用直接连接的热力站示意图。各类热用户与热水网路并联连接。城市上水进入水-水换热器加热，热水沿热水供应网路的供水管，输送到各用户。热水供应系统中设置热水供应循环水泵和循环管路，使热水能不断地循环流动。当城市上水悬浮杂质较多、水质硬度或含氧量过高时，还应在上水管处设置过滤器或对上水进行必要的水处理。当热网供水温度高于供暖用户设计的供水温度时，热力站内设置混合水泵，抽引供暖系统的网路回水，与热网的供水混合，再送向各用户。

如图2所示为供热系统与热水网路采用间接连接方式的热力站示意图。其工作原理和流程与前述相同，只是安装了为供暖系统用的水-水换热器和二级网路的循环水泵，使热网与供暖系统的水力工况完全隔绝开来。

热力站应设置必要的检测、自控和计量装置。在供水供应系统上，应设置上水流量计，用以计量热水供应的用水量。热水供应的供水温度，可用温度调节器控制。根据热水供应的供水温度，调节进入水-水换热器的网路循环水量，配合供、回水的温差，可计量供热量（液可采用热量计，直接记录供热量）。随着我国集中供热技术的发展，在热力站安装调节器以及利用微机调控热力站流量的方法，已得到初步应用。采用集中热力站，比分散用户热力点方式能减轻运行管理和便于实现检测、计量和遥控，提高管理水平和供热质量。

3．供热运行方式的选择

目前大多数地方采用间歇供暖，例如每天早晚各供一遍热，每次运行4小时。也就是说每天24小时中只有三分之一时间供暖。

主张间歇供暖暖者有一种理论：白天室外温度高，可以不供暖；夜里人们都在被窝里，也不需要供暖。于是就只要在早晚各供一次热就行了，既符合生活规律又节能。

其实这是一种误解。

从供暖质量角度看，也是连续供热优于间歇供热。

发展集中供热是节约能源和保护环境的重大措施，其优点是:

（1）可以取消大批的小型低效率的锅炉，代之以容量较大、参数较高、机械化的锅炉，较大幅度地提高锅炉效率，节约燃料；

（2）中、大锅炉房管理水平较高，技术条件较好，有可能采用高水平、高效率的水处理技术和烟气净化技术，有利于安全运行和环境保护；

（3）可以实行连续供暖，可以实行热电联产，可以按用户需要供不同品味的热能，实现热能梯级利用和综合利用。

【文章编号】1236-3619（2010）03-12-0142