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摘要： 针对我国工业锅炉使用现状和实际工作经验总结，结合《燃煤工业锅炉节能监测方法》（GB/T15317-2009）等技术标准，重点通过对锅炉氧含量仪表配置、检定和使用，来控制过剩空气系数，达到节能降耗的目的。
关键词： 工业锅炉 计量 过剩空气系数 节能
【分类号】TK229.6
前言
我国燃煤工业锅炉量大面广， 平均容量小。锅炉容量在（2-10）t/h的占75% ，燃煤工业锅炉占工业锅炉总量的80%以上。截止2008年底， 我国在用工业锅炉超过57万台，燃煤工业锅炉的实际运行效率只有65%左右，比国外先进水平低15-20%，年耗燃料约4亿吨标准煤， 约占我国煤炭总产量的四分之一。由于锅炉运行效率不高，能源浪费相当严重，每年多耗用燃煤约6000万吨，节能潜力巨大，同时，燃煤工业锅炉排放大量烟尘以及SO2和NOx 等污染物， 成为我国大气主要煤烟型污染源之一；因此，搞好燃煤工业锅炉节能是搞好节能工作的重中之重。
一 工业锅炉使用中存在的主要问题
根据多年以来的燃煤工业锅炉节能监测数据分析，造成燃煤工业锅炉热效率较低的主要原因有以下几个方面：一是排烟热损失大，也没有安装省煤器；二是气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失大，三是炉体保温不符合要求散热损失大，经过综合分析以上原因，主要是由于燃煤工业锅炉自控水平较低，仪表配备不全，使锅炉的燃烧和运行调节变得难以操作和掌握， 无法使锅炉运行较快地适应工况的变动，不能及时掌握过量空气系数、蒸汽﹙或给水﹚流量、排烟温度等经济运行参数。运行人员往往不能对锅炉的运行状况及时作出准确判断，无法在锅炉的燃烧及运行工况变化时， 实施相应的运行调节， 使锅炉处于最佳工况运行，造成了不必要的资源和能源浪费，从工业锅炉实际运行情况看， 过量空气系数普遍存在严重超出正常范围的现象，经过对安装配备了氧含量仪表的锅炉分析，配备并安装氧含量仪表的锅炉能够很好的控制过剩空气系数，从而使燃料达到充分燃烧，并且降低了排烟温度，提高了锅炉热效率。没有准确、可靠的计量技术，要想提高燃煤工业锅炉效率是十分困难的。
二 计量技术在燃煤工业锅炉中的应用
计量技术广泛运用于燃煤工业锅炉各个工序部位，计量是锅炉的眼睛和耳朵，没有计量，寸步难行。从原煤的煤质化验分析、用煤量的计量、锅炉水质化验分析、炉膛压力、炉膛负压、炉膛温度、炉膛含氧量、水位计、流量仪表、过剩空气系数等。没有相应的计量手段，没有准确可靠的计量仪表、计量技术，煤质化验分析数据、锅炉用水水质就没有保证，同样，没有准确的计量技术，锅炉用煤量、产蒸汽量也不能很好的表达出来，这对计算锅炉吨煤产汽量、热效率都很困难，没有这方面的数据就不能和同类锅炉效率进行比较，对节能潜力难以作出客观的评价，影响锅炉节能，另外，由于现在使用的泵与风机多为通用产品， 无负荷调节档次， 不能随锅炉运行工况的变动进行相应的变速调节， 而仅靠挡板、阀门的节流来调节流量或压力，所以，采用变频调速技术能较好的解决这个问题，面对目前锅炉多数处于低负荷运行状态， 辅机不能在高效率区域运行， 辅机设备处于高消耗、低输出的运行状态， 使得锅炉自身的电耗比例增加， 造成较大的能源浪费。从工业锅炉实际运行情况和我们多年的节能监测情况看， 过量空气系数是节能监测的一个重要指标，也是提高燃煤工业锅炉效率的一个重要方面，对于安装使用了氧含量仪表的锅炉，就能很好地根据氧含量来进行调节，达到节约电能，节约能源。
三 燃烧与过剩空气系数调控
燃料中的可燃物质与空气中的氧，在一定的温度下进行剧烈的化学反应，发出光和热的过程称为燃烧。因此燃烧的基本条件是可燃物质、空气（氧）和温度，三者缺一不可。锅炉正常燃烧，包括均匀供给燃料，合理通风和调整燃烧三个基本环节。只要三者互相配合均匀协调一致，即可达到安全、经济、稳定运行的目的。
在锅炉运行中，过剩空气系数是一个很重要的燃烧指标。过剩空气系数太大，表示空气太多，多余的空气不但不参加燃烧反而吸热，增加了排烟热损失和风机耗电量。过热空气系数太小，表示空气不足，燃烧不稳定，甚至会熄火，会降低锅炉的热效率，也造成燃烧损失，所以，只有将送入的空气量保持在纸币理论空气量稍多一点，也就是尽可能低的过量空气系数下，使燃料完全燃烧，就是合理燃烧。
过量空气系数不仅与燃烧损失有关，还会影响锅炉排烟温度，排烟损失是锅炉各种损失中叫大的一项，过量空气系数越大，燃料燃烧产生的烟气量越多，在相同的排烟温度下，由烟气带走排入大气的热量也就越多，设备的热效率就越低。过剩空气系数的大小取决于燃料品种、燃烧方式和运行操作技术。
四 锅炉氧含量仪表的使用
锅炉氧含量仪表一般由仪表和氧传感器两个部分组成，其测量原理是把氧传感器直接插入炉膛或烟道内，能快速准确的反映炉内燃烧时的即时氧含量，并输出与氧含量成正比的电信号，该信号传输给仪表，并通过仪表显示其氧含量数值，现在，随着科技的发展，氧含量分析仪表已经广泛使用，它是一台以单片微处理器为核心组成的智能化仪表，通过软件实现大部分功能，如参数的修改、上下限报警设定、实时数据传输等；仪表适如与自控装置配套，还可即时有效的控制烟道挡板、油门、风门等，对提高燃烧效率、节约能源、减少污染有十分明显的效果。
过剩空气系数的掌控是实现工业锅炉节能的关键，根据《燃煤工业锅炉节能监测方法》（GB/T15317-2009）技术标准，它不仅保证了节能监测的主要项目排烟处空气系数符合要求，而且对排烟温度的降低、炉渣含碳量的下降、风机节电等也有一定的作用。
参考文献：
《燃煤工业锅炉节能监测方法》（GB/T15317-2009）
《企业能源审计与节能技术》 尹洪超
《工厂能源管理》唐克峰
工业锅炉经济运行》 GB/T 17954-2007
梁勇，1967年12月出生，汉族，湖北十堰人，十堰市节能监察中心副主任，邮政编码442000，中国计量学院专科，湖北汽车工业学院本科，工程师，主要从事节能技术、计量技术研究。
关键词： 工业锅炉 计量 过剩空气系数 节能
【分类号】TK229.6
前言
我国燃煤工业锅炉量大面广， 平均容量小。锅炉容量在（2-10）t/h的占75% ，燃煤工业锅炉占工业锅炉总量的80%以上。截止2008年底， 我国在用工业锅炉超过57万台，燃煤工业锅炉的实际运行效率只有65%左右，比国外先进水平低15-20%，年耗燃料约4亿吨标准煤， 约占我国煤炭总产量的四分之一。由于锅炉运行效率不高，能源浪费相当严重，每年多耗用燃煤约6000万吨，节能潜力巨大，同时，燃煤工业锅炉排放大量烟尘以及SO2和NOx 等污染物， 成为我国大气主要煤烟型污染源之一；因此，搞好燃煤工业锅炉节能是搞好节能工作的重中之重。
一 工业锅炉使用中存在的主要问题
根据多年以来的燃煤工业锅炉节能监测数据分析，造成燃煤工业锅炉热效率较低的主要原因有以下几个方面：一是排烟热损失大，也没有安装省煤器；二是气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失大，三是炉体保温不符合要求散热损失大，经过综合分析以上原因，主要是由于燃煤工业锅炉自控水平较低，仪表配备不全，使锅炉的燃烧和运行调节变得难以操作和掌握， 无法使锅炉运行较快地适应工况的变动，不能及时掌握过量空气系数、蒸汽﹙或给水﹚流量、排烟温度等经济运行参数。运行人员往往不能对锅炉的运行状况及时作出准确判断，无法在锅炉的燃烧及运行工况变化时， 实施相应的运行调节， 使锅炉处于最佳工况运行，造成了不必要的资源和能源浪费，从工业锅炉实际运行情况看， 过量空气系数普遍存在严重超出正常范围的现象，经过对安装配备了氧含量仪表的锅炉分析，配备并安装氧含量仪表的锅炉能够很好的控制过剩空气系数，从而使燃料达到充分燃烧，并且降低了排烟温度，提高了锅炉热效率。没有准确、可靠的计量技术，要想提高燃煤工业锅炉效率是十分困难的。
二 计量技术在燃煤工业锅炉中的应用
计量技术广泛运用于燃煤工业锅炉各个工序部位，计量是锅炉的眼睛和耳朵，没有计量，寸步难行。从原煤的煤质化验分析、用煤量的计量、锅炉水质化验分析、炉膛压力、炉膛负压、炉膛温度、炉膛含氧量、水位计、流量仪表、过剩空气系数等。没有相应的计量手段，没有准确可靠的计量仪表、计量技术，煤质化验分析数据、锅炉用水水质就没有保证，同样，没有准确的计量技术，锅炉用煤量、产蒸汽量也不能很好的表达出来，这对计算锅炉吨煤产汽量、热效率都很困难，没有这方面的数据就不能和同类锅炉效率进行比较，对节能潜力难以作出客观的评价，影响锅炉节能，另外，由于现在使用的泵与风机多为通用产品， 无负荷调节档次， 不能随锅炉运行工况的变动进行相应的变速调节， 而仅靠挡板、阀门的节流来调节流量或压力，所以，采用变频调速技术能较好的解决这个问题，面对目前锅炉多数处于低负荷运行状态， 辅机不能在高效率区域运行， 辅机设备处于高消耗、低输出的运行状态， 使得锅炉自身的电耗比例增加， 造成较大的能源浪费。从工业锅炉实际运行情况和我们多年的节能监测情况看， 过量空气系数是节能监测的一个重要指标，也是提高燃煤工业锅炉效率的一个重要方面，对于安装使用了氧含量仪表的锅炉，就能很好地根据氧含量来进行调节，达到节约电能，节约能源。
三 燃烧与过剩空气系数调控
燃料中的可燃物质与空气中的氧，在一定的温度下进行剧烈的化学反应，发出光和热的过程称为燃烧。因此燃烧的基本条件是可燃物质、空气（氧）和温度，三者缺一不可。锅炉正常燃烧，包括均匀供给燃料，合理通风和调整燃烧三个基本环节。只要三者互相配合均匀协调一致，即可达到安全、经济、稳定运行的目的。
在锅炉运行中，过剩空气系数是一个很重要的燃烧指标。过剩空气系数太大，表示空气太多，多余的空气不但不参加燃烧反而吸热，增加了排烟热损失和风机耗电量。过热空气系数太小，表示空气不足，燃烧不稳定，甚至会熄火，会降低锅炉的热效率，也造成燃烧损失，所以，只有将送入的空气量保持在纸币理论空气量稍多一点，也就是尽可能低的过量空气系数下，使燃料完全燃烧，就是合理燃烧。
过量空气系数不仅与燃烧损失有关，还会影响锅炉排烟温度，排烟损失是锅炉各种损失中叫大的一项，过量空气系数越大，燃料燃烧产生的烟气量越多，在相同的排烟温度下，由烟气带走排入大气的热量也就越多，设备的热效率就越低。过剩空气系数的大小取决于燃料品种、燃烧方式和运行操作技术。
四 锅炉氧含量仪表的使用
锅炉氧含量仪表一般由仪表和氧传感器两个部分组成，其测量原理是把氧传感器直接插入炉膛或烟道内，能快速准确的反映炉内燃烧时的即时氧含量，并输出与氧含量成正比的电信号，该信号传输给仪表，并通过仪表显示其氧含量数值，现在，随着科技的发展，氧含量分析仪表已经广泛使用，它是一台以单片微处理器为核心组成的智能化仪表，通过软件实现大部分功能，如参数的修改、上下限报警设定、实时数据传输等；仪表适如与自控装置配套，还可即时有效的控制烟道挡板、油门、风门等，对提高燃烧效率、节约能源、减少污染有十分明显的效果。
过剩空气系数的掌控是实现工业锅炉节能的关键，根据《燃煤工业锅炉节能监测方法》（GB/T15317-2009）技术标准，它不仅保证了节能监测的主要项目排烟处空气系数符合要求，而且对排烟温度的降低、炉渣含碳量的下降、风机节电等也有一定的作用。
参考文献：
《燃煤工业锅炉节能监测方法》（GB/T15317-2009）
《企业能源审计与节能技术》 尹洪超
《工厂能源管理》唐克峰
工业锅炉经济运行》 GB/T 17954-2007
梁勇，1967年12月出生，汉族，湖北十堰人，十堰市节能监察中心副主任，邮政编码442000，中国计量学院专科，湖北汽车工业学院本科，工程师，主要从事节能技术、计量技术研究。