叶帅
河北绿源地热能开发有限公司 河北保定071000
摘要：工业锅炉为工业生产和居民生活提供蒸汽，是重要的热能动力设备。我国工业锅炉约50多万台，其中煤炭消耗量约占我国煤炭消耗总量的20%，可知工业锅炉在我国的节能减排中具备巨大的潜力。基于此，以下对工业换热设备节能降耗技术进行了探讨，以供参考。
关键词：工业换热设备；节能降耗技术；研究
引言
工业换热设备是能源系统中应用最广泛的单元设备之一。我国在用工业换热设备近60万台，其中石油、化工、冶金、电力行业在用设备约20万台，年回收热量(主要是二次能源)相当于约5.7亿吨标准煤。但长期以来，工业换热设备节能是高耗能特种设备节能工作中的“硬骨头”，节能监察工作没有取得有效发展。工业换热设备的高效性、合理性和可靠性直接影响产品的质量、数量、经济成本和能耗。
1燃煤锅炉节能环保原理分析
工业燃煤锅炉的节能和稳定运行与锅炉设计和燃烧控制密切相关。锅炉热效率是锅炉设计和运行的关键技术指标之一。相关部门需要重视锅炉热效率的提高，确保锅炉节能环保改造的连续性和高效性。在新时代的发展中，锅炉的热效率容易受到各种因素的影响，如排烟热损失、燃料不完全燃烧、热损失等。锅炉的热效率会被水、蒸汽、导热油吸收的热量充分燃烧，进而产生热比。大型燃煤锅炉的热效率一般在60%-80%的范围内。随着我国工业化进程的不断加快，燃煤锅炉在生产中的重要性日益凸显。随着煤炭消耗量的不断增加，烟气污染问题日益严重，造成空气污染、雾霾等问题。此外，由于烟气燃烧不充分和硫等污染物含量高，燃煤锅炉已成为大气环境的重要污染源。烟气处理后，技术人员需要实施有针对性的处理方法，从根本上解决烟气污染问题。
2工业锅炉发展的整体概况
工业锅炉是目前许多工业企业和城市能源服务单位广泛使用的一种蒸汽动力设备，在电力输出、供热和热水供应领域发挥着巨大的作用。随着我国经济的快速发展，今天人们对工业锅炉的能耗比、安全环保指标有了进一步的要求。一方面，工业锅炉由于存在一次点火、连续长时间运行的模式，长期处于怠速或低负荷运行状态。据统计，大多数工业锅炉的能耗利用率甚至不到15%，浪费率高达80%以上，造成了巨大的能源浪费。另一方面，工业锅炉由于其造价低、生产速度快，仍然受到许多企业，特别是中小企业的欢迎。长期以来，工业锅炉作为重要的动力设备，在各行各业仍将发挥不可替代的作用。因此，为了在短期内提高企业的生产效率，维护社会的环境利益，必须重视工业锅炉的节能减排。在现有生产模式下，应优化工业锅炉生产系统，降低能耗，提高资源利用率，降低废气和废料的排放率，实现工业锅炉系统的良性发展。。
3工业换热设备节能降耗技术研究
3.1选型节能
所选的热交换设备应具有以下特性:较高的传热系数、较低的压力降低、重量轻和抗工作压力能力、可靠的使用寿命、良好的产品质量、工作安全以及所用材料的兼容性易于设计、制造、安装、维护和维护。基本选择标准如下:(1)热交换设备应能经受工作环境和环境腐蚀，并具有合理的耐压性；(2)换热设备易于清洗，易更换易腐蚀、振动强等项目。；(3)热交换设备应具有成本效益。在选择时，应考虑到设计成本、制造成本、安装成本、维护成本等。热交换设备必须尽可能便宜。选择热交换设备时应考虑以下因素:(1)合理选择符合传热、安全、可靠和能效要求的基本类型和参数；(2)考虑到材料的经济性质，合理选择材料；(3)符合安装、运行、维护等要求。
3.2改造后热量利用方案
为了更好地利用保温资源，在混合式过渡水箱和混合水箱中安装了新型u形换热器，用于从高温水箱中提取的保温材料和空气水箱中的低温水箱换热器。此外，对热交换管道和空气箱体使用隔热层，以避免自然热损失。
与改造前的废水处理和热回收工艺相比，改造后的系统最明显的特点是，在不改变废水处理工艺的情况下，传统的焦炭换热器热回收工艺已经废弃，在中只增加了一个新的换热器在整个热交换过程中空气箱、中转罐和混合罐内循环的环境是淡水。其中，空气箱热交换器通过高温废水加热淡水，通过循环水泵将高温淡水压入过渡罐和混合池，通过u形热交换器加热高温淡水得到一个。
3.3设计节能
工业热交换设备的设计应充分考虑到节能和节能原则:(1)充分考虑到热交换设备的经济性，合理选择材料，合理确定结构尺寸；(2)优化设计，提高换热效率，满足节能要求；(3)对于具有绝缘或冷却要求的热交换设备，应在设计文件中提出有效的绝缘或冷却措施；(4)同时满足热交换设备的许用减压率和传热系数要求；(5)热更换设备设计为尽可能使用高效的传热元件，以加强传热；(6)在设计时，应用于降低流体流动阻力，减小传热死区，减少管内振动，提高换热器的传热能力，延长传热设备的使用寿命。
3.4热管技术
热管的应用是基于蒸发-冷凝循环。热管内的工质在热量输入端被工业余热加热，由液体变成气体，吸收大量热量。汽化潜热随着流动的蒸汽到达冷端，同时再次冷凝成液体，冷凝后的液体返回加热段再次加热。重复以上过程。热管通过汽化潜热传递能量。即使传递的热量很大，热端和冷端的温差也不会太大。热管换热元件制成的换热设备称为热管换热器。热管换热器一般有两种:烟气-空气热管换热器和烟气-水热管换热器。鉴于热管换热器的特点，在换热器的冷段和热段都可以安装翅片，以扩大传热面积，增强传热，因此更适合于气-气传热。热管具有热回收效率高、结构紧凑、无运动部件、重量轻、无外接电源、气密性好、介质间无交叉污染等特点。[35]，在实践中得到广泛应用。由于工质材料的限制，目前热管价格偏高，在工业领域应用时间不长。实践中的堵灰、露点腐蚀等问题尚待解决，技术还不够成熟，需要进一步加强应用研究。
3.5合理配风
首先，保证锅炉风室的密闭性，避免出现炉膛漏风问题，将空气、可燃气体融合起来，这样才能够保证锅炉燃烧过程中不出现风量不足的现象，确保燃料的充足燃烧。其次，合理调整引风机、鼓风机的风量，保证这些设备的稳定运行。最后，认真观察火焰情况，有效判断锅炉配风情况，在火焰发红、发暗的情况下说明风量偏低，这时应增加锅炉风量；在火焰发亮的情况下说明风量偏高，这时应降低风量；在火焰发黄的情况下，说明配风量合适。
3.6结合现代信息技术优化工业锅炉系统
随着近年来信息技术的飞速发展和无线通信等信息基础设施的快速建设，尤其是5G通信在国内的快速建设，结合现代信息技术、物联网和大数据进行自动化、智能化的工业生产并不困难。因此，有必要利用现代信息技术对工业锅炉系统进行优化。由于超过60%的工业锅炉系统使用煤作为燃料，因此有必要使用自动化来代替传统的人力来填充煤燃料，以精确地控制单位时间的燃料填充，并确保煤填充的连续性。也就是说，防止由于过量装煤引起的燃烧不充分和大量煤渣的积聚，并防止由于燃料供应不稳定引起的锅炉运行效率的波动。
结束语
随着我国可持续发展战略的实施，控制每单位国内生产总值能耗的国家指标正在不断完善。热交换器作为关键工艺设备，在石油等部门的综合热回收和利用中发挥着越来越重要的作用对于稀土工业等化学工业，通过提取热量和供应需求的所有部分，我们可以充分利用剩馀能源，大大降低能源消耗成本。
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