摘 要：当前不少企业的锅炉及其蒸汽输送系统仍存在设备、技术相对落后，运行管理粗放等问题，能源浪费较为严重，亟需解决，这类热力设备系统也是对企业进行节能诊断的重要内容。但在工程实践中，对企业进行节能诊断时，发现目前已有的众多涉及锅炉热效率和蒸汽输送系统的设备检测、节能监测与节能评价的标准和方法，并不完全适应企业对检测和节能诊断的实际需要，很多时候甚至是与实际脱节的。为此，提出一种从企业实际需求出发，突出重点，能实现快速检测，并在此基础上进行节能诊断，以快速发现关键问题和有效解决问题为目标的锅炉及其蒸汽输送系统检测与节能诊断方法。
关键词：锅炉 蒸汽输送 检测 节能诊断 方法
中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（a）-0062-03
Abstract：There are many problems about boiler and steam transportation system， such as low level of device and technology in use， undelicacy of operation management， they lead to large amount of energy-waste. It is important to carry out energy-saving analysis， however the existing standards or methods of boiler test and steam transportation system testcan not meet practical requirements. A method is put forth that can test boiler and steam transportation system quickly， also key problems of energy-waste would be discovered to guide the energy-saving projects.
Key Words：Boiler；Steam transportation；Test；Energy-saving analysis；Method
锅炉在工业企业中应用广泛。锅炉生产的蒸汽则需通过蒸汽输送系统输送到各生产车间。当前不少企业的锅炉及其蒸汽输送系统仍存在设备、技术相对落后，运行管理粗放等问题，能源浪费较为严重，亟需解决。这类热力设备系统也是对企业进行节能诊断的重要内容，面对日益增加的节能减排压力，企业对节能检测和节能诊断有着广泛的实际需求，但这种需求显然不是逐次对单个设备的精确检测和分析，而是希望能够实现快速检测并判断问题，可以在短时间内完成改进处理，低费、有效解决问题。目前确实有多种针对锅炉和蒸汽输送系统的设备检测、节能监测、节能评价的标准和方法，但这类规范、标准和方法往往注重的是论述严密、检测精确，也存在为检测而检测的弊端，并不完全适应企业对节能检测和节能诊断的实际需要，很多时候甚至与实际脱节。为此，提出一种突出重点，能实现快速检测，并在此基础上进行节能诊断，以快速发现关键和有效解决问题为目标，针对锅炉及其蒸汽输送系统的检测与节能诊断的方法。
1 问题的提出
目前有多种针对锅炉的热效率检测和节能监测、节能评价的标准和方法，如GB/T10180-2003《工业锅炉热工性能试验规程》、TSG G0003-2010《工业锅炉能效测试与评价规则》、GB/T 17954-2007《工业锅炉经济运行》、GB 24500-2009《工业锅炉能效限定值及能效等级》、GB/T 15317-2009《燃煤工業锅炉节能监测》；TSG G0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》、NBT 47035-2013《工业锅炉系统能效评价导则》等。涉及蒸汽输送系统的能效检测和评价的标准和方法主要有GBT 12712-1991《蒸汽供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求》、GBT 15910-2009《热力输送系统节能监测》、GBT 3486-1993《评价企业合理用热技术导则》、GB/T4272《设备及管道绝热技术通则》等。
目前需要解决的问题有以下几个方面。
（1）对企业来说，蒸汽锅炉和蒸汽输送系统从设计到运行都是一体化处理，但实际在做检测时往往是割裂、分开处理，导致节能诊断无法系统化；（2）对锅炉的能效检测以检测为目的，对节能诊断帮助不大，企业抓不住需改进提高的重点；（3）对蒸汽输送系统的效率问题重视不够；（4）蒸汽输送系统检测涉及的相应国标、行标检测方法和能效标准一般比较笼统，且不大适应现场处理和实际解决问题的需要；（5）设备检测时间长，耗费的时间和精力多，但检测报告对解决企业实际问题帮助不大。
企业需要一种针对锅炉及其蒸汽输送系统的，能突出重点，快速检测，准确进行节能诊断，低费改进，最终有效解决问题的检测与节能诊断方法。
2 一种快速检测与节能诊断的方法
通过对多个工程案例的分析和研究，提出以下一种可实现快速检测与节能诊断的方法。
2.1 检测目的与要求
针对企业的实际需求，突出重点，能实现快速检测，并在此基础上进行准确的节能诊断，以快速发现关键问题和有效解决问题为目标。
2.2 检测关键指标
设置以下检测指标：一级指标：锅炉热效率、疏水阀完好率；二级指标：锅炉排烟温度、锅炉排烟处过量空气系数、（固体燃料锅炉）灰渣可燃物含量、疏水阀泄漏率、锅炉及管道保温符合性。
2.3 检测主要设备
（1）全自动烟气分析仪（不确定度要求：O2±0.2%；CO±5%；SO2±5%；NO±5%；NO2±5%；量程要求：O2 0～25%；CO 0～10 000 ppm；SO2 0～5 000 ppm；NO 0～4 000 ppm；NO2 0～500 ppm；分辨率0.1 ppm）；（2）热电偶温度计（精度不低于1.0级，量程要求：0～+400 ℃）；（3）超声波流量计（不确定度要求：±0.01 m/s；量程要求：0.01～25 m/s）；（4）疏水阀检漏仪（振动加速度，冲击脉冲/32 kHz，可测表面温度；配计算软件，可计算泄漏量）；（5）红外热成像仪（不确定度要求：±2 ℃或±2%；总像素：不低于76 800）。
2.4 检测与节能诊断程序和方法
2.4.1 检测与节能诊断程序
检测与节能诊断程序如图1所示。
2.4.2 检测与节能诊断方法
（1）锅炉热效率检测。采用反平衡测试方法。前后两次检测方法应相同，无特别要求的均可以采用锅炉热效率简单测试法（TSG G0003-2010《工业锅炉能效测试与评价规则》），以快速测定锅炉热效率，重点在于快速判明锅炉的各项热损失。通过现场检测对锅炉过量空气系数和排烟温度等关键技术指标进行分析判断，结合锅炉主、辅设备配置水平及对炉体、风烟道的保温检测和泄漏检查，现场可以形成指导锅炉燃烧调整等初步节能诊断意见，需要用到的主要检测设备有全自动烟气分析仪、热电偶温度计、超声波流量计、红外热成像仪。
（2）蒸汽输送系统疏水阀完好率检测。利用疏水阀检漏仪对运行中的疏水阀进行检测并记录有泄漏表征的疏水阀数据（如仪器显示的振动值）。根据疏水阀泄漏严重程度，现场可以形成初步的疏水阀处理建议。
（3）锅炉本体及输送系统的保温检测。利用红外热成像仪重点检测表面破损及超温部位，记录所有超温部位及其表面温度数据，现场可以形成初步的保温部分处理建议。
2.4.3 节能诊断要点
（1）锅炉能效。锅炉热效率及排烟温度、排烟处过量空气系数等关键运行控制技术指标应符合TSG G0002-2010 《锅炉节能技术监督管理规程》（含“第一号修改单”）规定的要求，如常用锅炉热效率：燃天然气锅炉应在92%以上（节能目标值98%），燃轻重油锅炉90%以上（节能目标值96%），一般燃煤（层燃）锅炉不应低于80%（节能目标值+5%）。节能诊断要点：根据锅炉热效率判断锅炉的总体能效水平，是否存在改进的空间，是否有改造的价值；根据锅炉实测运行控制工况，结合使用燃料的质量技术指标、灰渣可燃物含量化验结果，判断与锅炉最优化燃烧工况的偏离程度，在此基础工业上提出燃烧调整建议；根据锅炉外表面温度检测情况提出保温方面的改进意见；根据锅炉泄漏检查情况提出锅炉的密封改进建议；是否存在有余热余能的回收再利用空间等。
（2）蒸汽输送系统。疏水阀完好率至少应达到95%以上，节能目标值100%。现场检测判断为“泄漏”的疏水阀应安排拆开检视，更换或维修处理；车间冷凝水经技术经济比较有回收条件的应实现全部回收；热力管道及附件的保温不应有严重破损，脱落等缺陷，其外表面温度≥50 ℃，除有特殊要求外，均应考虑保温处理；热力管道任何部位保温层外表面温度不应高于管内介质温度45 ℃（依据GBT 15910-2009《热力输送系统节能监测》“6考核指标”之6.1保温结构允许最大温升）。
（3）热力系统整体诊断。在检测和专业判断的基础上，需对企业热力系统进行综合分析。要点是：新蒸汽输送管道及凝结水管道设计是否合理；锅炉和车间用汽的压力是否匹配，是否存在过大的节流损失；热力系统的疏水阀和截止阀、旁通阀设置是否合理和足够；运行管理是否适当，能源是否能够做到分级利用，有无条件提高冷凝水回收率等。
（4）首次报告，节能诊断应对未达到满意运行效果的关键指标和参数，进行节能潜力计算，并提供计算分析结果。即计算某关键参数未达标，由此造成的年能源浪费量及折算燃料费用。
（5）末次报告，节能诊断应对经整改后的实际效果进行节能计算，以验证通过检测和节能诊断，项目实际已经产生的节能效果。
3 案例分析
采用上述方法对某纺织企业型号为SZL10-1.25-AⅡ的蒸汽锅炉及其蒸汽输送系统进行快速检测和节能诊断。现场进行了两次采用相同方法的检测和诊断。首次检测和诊断：锅炉热效率69.09%，现场诊断出锅炉节能设施基本齐备，但无安装烟气氧量表，导致燃烧调整和运行参数难以准确控制，锅炉风煤配比明显不合理；锅炉的保温和密封存在缺陷；蒸汽管道、阀门及法兰盘存在保温缺陷，如保温层老化、湿水剥落以及渗漏现象，现场共检测105个疏水阀，良好率为83.8%。经节能诊断提出针对性的低费，无需做重大技术改造的节能改进措施，主要是通过加装烟气氧量表并在运行中将烟气含氧量精确控制在现场节能诊断专家给出的允许波动范围内，维修轻微泄漏的疏水阀，更换泄漏严重的疏水阀等。企业付出的改进成本仅在1万元左右。企业落实改进措施3个月后再次进行检测与诊断：锅炉测试热效率82.07%，比首次检测的热效率提高了12.98%；保温有明显改善，杜绝了跑冒滴漏现象。疏水阀良好率提升至95.2%。改进后的节能效果：企业年节约原煤量约402.7 t，实现减排SO2：0.442 t/a、减排CO2：556.33 t/a、减排NO：0.506 t/a。企业统计数据显示，吨产品蒸汽耗量下降近25%。收到了非常好的节能减排效果。
4 结语
通过节能诊断的有效途径，提高企业的蒸汽锅炉及其输送系统的效率，对降低企业单位产品能耗，实现节能减排目标，提高企业经营效益具有重要的现实意义。目前已有的锅炉能效和蒸汽输送系统的设备检测、节能监测、节能评价的标准和方法，并不完全符合企业的实际需要，很多时候甚至是与实际脱节的。为此，提出以下一种突出重点，能实现快速检测，并在此基础上准确进行节能诊断，以快速发现关键问题和有效解决问题为目标的检测与诊断方法。具体要求有：选择合适的检测设备，设置实用、合理的检测指标，在对锅炉热效率、疏水阀完好率两个一级指标，以及锅炉排烟温度、锅炉排烟过量空气系数、（固体燃料锅炉）灰渣可燃物含量、疏水阀泄漏率、锅炉及管道保温符合性5个二级指标进行必要检测的基础上，通过对节能诊断要点的专业分析，快速判断发现问题，指出并计算节能潜力，提出改进建议和措施；企业利用3～6个月的时间进行改进后，再次进行检测和诊断，以验证项目实际节能效果。该方法对检测和评价人员提出了更高的要求，需要检测和评价人员具备较高的专业知识和技能，以及丰富的工程实践经验。
参考文献
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