0、引言
为了履行特种设备安全与节能的监管职责，国家质检总局相继于2009年7月颁发了《高耗能特种设备节能监督管理办法》（以下简称《办法》）、2010年8月30日颁布了TSG G0002-2010锅炉节能技术监督管理规程（以下简称《规程》）和TSG G0003-2010工业锅炉能效测试与评价规则(以下简称《规则》2个节能技术规范，以加强高耗能特种设备节能审查和监管，提高能源利用效率，促进节能降耗。总局要求不但对在用的高耗能特种设备进行能效测试，而且对高耗能特种设备的新产品也要进行能效测试。锅炉是能耗最大的特种设备，也是整个国家耗能大户，因此，锅炉的能效测试工作无疑是件大事。
江苏省特检院常州分院自2010下半年以来已对100余台在用锅炉进行了能效测试，测试后发现主要存在如排烟温度过高、炉渣可燃物含量大、过量空气系数过大等问题，严重影响锅炉效率，如何提高锅炉使用效率、减少燃料消耗，是“建设节约型社会”的要求，也是广大使用锅炉业主的迫切需求。现根据1台SZL10-1.6-AII锅炉能效测试及改造后的对比结果说明锅炉效率的提升还有很大的空间。
1、能效测试
常州世鑫化工有限公司1台在用SZL10-1.6-AII锅炉，为常州锅炉有限公司2005年12月制造，2006年6月投入运行。该炉的设计参数如下：额定压力1.6MPa、额定出力10t/h、额定出口温度204℃、给水温度60℃、适用燃料11类烟煤、锅炉效率81.7%。该炉使用过程中，发现存在出力不足，燃烧不充分的现象，严重影响企业生产。2011年08月，江苏省特检院常州分院应用户要求对该台锅炉进行了能效测试，以对该锅炉的现状进行节能诊断，找出问题所在，为下一步的改造方案提供重要依据。
1.1测试按照《规则》采用锅炉运行工况热效率简单测试方法
测试期间运行工况为P:1.25 +0.1 MPa，D:7.6t/h，测点布置为与省煤器后水平烟道1 m处（见图1）。 测试结果按照总局颁布的《规程》进行汇总及评价（见表1）。
从测试结果汇总表看到锅炉的排烟温度、过量空气系数。均大大超过《规程》要求，炉渣可燃物含量C、飞灰可燃物含量超过GB/T 17954-2007工业锅炉经济运行标准的相关要求，锅炉效率则远低于《规程》规定的目标值，离限定值还有8个点的差距。
1.2锅炉检验及运行情况分析
能效测试结束后对该台锅炉进行停炉内部检验，发现锅筒内壁结垢1.0 mm~1.5 mm，覆盖率达60%左右；对流管内部结垢2 mm~3 mm，垢样分析结果为白色碳酸盐水垢。炉膛内水冷壁管和对流段水管积灰严重。
对锅炉运行记录、水质化验记录检查发现，该厂采用地下水及生产工艺回水作为锅炉水源，水处理设备不但要提供锅炉所用软水，还要提供反应釜所用冷凝水，近几年由于生产规模的不断扩大，现有交换器容量已无法满足锅炉用水要求，造成树脂频繁失效，不合格给水进入锅炉。
对锅炉辅机设备检查发现，省煤器积灰严重，铸铁散热片几乎已被堵死；出渣机落渣斗未采用水封，且已破损；引风机开度调节装置采用人工调节，在使用过程中由于炉膛有正压燃烧现象，引风机被司炉人员调至最大开度运行。
2、原因分析
结合锅炉的能效测试数据及锅炉检验运行情况分析，造成该台锅炉效率低的主要原因有以下2个方面。
a1锅炉结垢、积灰严重，降低了锅炉的热效率。水垢的导热系数大约只有钢板的1/10~ 1/100，也就是说如果有0.1 mm厚的水垢附着在钢板上，其热阻相当于加厚了几毫米到几十毫米；受热面严重积灰同样增加了热阻，使热交换恶化。燃料燃烧所放出的热量不能很快地传递到锅水中，大量的热量被烟气带走，造成排烟温度升高，排烟热损失增加。此时为了保证锅炉参数，就必须投入更多的燃料，这样又带来燃烧不充分，造成锅炉炉渣及飞灰可燃物含量超标。据估算，锅炉受热面上每增加1mm厚的水垢，锅炉运行就要浪费3%～5%的燃料。这台锅炉受热面平均结垢约2 mm左右，如此估算要浪费燃料约60/0~100/o，这是锅炉热效率低的主要因素；
b)灰斗破损、引风机长期在最大开度下运行，导致锅炉过量空气系数偏高，也是造成锅炉热效率低的重要因素。过量空气系数是燃料燃烧实际空气用量与燃料燃烧理论空气需要量的比值。过量空气系数o与热损失q的关系见图2。
图2中曲线q2+q3+q4。表示锅炉排烟热损失、气体未完全燃烧热损失与固体未完全燃烧热损失之和，可以看出当过量空气系数超过apy=1.25后，随着不断增加锅炉的热损失也在不断增加；而当锅炉排烟温度一定时，锅炉的热损失q也随着c。的增加而增加。所以应该在保证燃烧的前提下采用低过量空气系数，如果过量空气系数过大，炉膛内大量热量被过量空气带走，势必带来排烟热损失升高，锅炉效率降低。
三门峡富通新能源主要销售燃烧木屑颗粒机生产的颗粒燃料的生物质锅炉，如下图所示：
3、解决方案
根据影响热效率的原因分析，对该台锅炉采取以下解决方案：a）更新水处理设备，根据生产和锅炉用水需要，重新计算交换器容量，安装新水处理设备，该项投资13.5×10
4元；b）由于该锅炉结垢比较严重，故聘请有资质化学清洗单位采用化学清洗和机械除垢相结合方法进行除垢，清洗后检验发现锅筒内水垢已基本清除，水管内水垢厚度<1.0 mm，该项工作花费8×10
4元；c）鉴于该炉排烟温度过高，且省煤器经常堵塞，建议厂方取消省煤器，改装15m3烟管式余热水箱，烟管采用螺纹管以增加烟气扰动，提高换热效果，该项投资花费8.5×10
4元；d）修补落渣斗破损处，进一步检查烟、风道漏风之处，用石棉绳进行密封，提高锅炉密封保温性，加强炉膛负压控制，以降低过量空气系数，减少锅炉排烟损失；e）建议厂方按照《规程》要求将来应加装燃烧自动调节装置，以满足燃烧及负荷调整的需要，并保证锅炉热工工况稳定、高效，并防止受热面结渣及结焦。
整个项目改造历时近1个月，改造结束后再次对锅炉进行能效测试，结果汇总见表2。
根据锅炉运行台账，同1台锅炉，改造前5天燃煤使用平均数约40 t/d，改造后5天燃煤使用平均数：38 t/h，每天能节省燃煤约2t，按照每吨煤1 000元计算，每天节省费用约2 000元，这样不到6个月就可以全部收回改造投资，给企业带来可观的经济效益。
4、结语
锅炉自诞生之日起就在国民经济中扮演了重要的角色，在电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等工业行业及民用采暖中都需要锅炉供给大量的蒸汽。锅炉也是能耗大户，在给我们提供动力的同时也消耗着巨大的化石能源，据统计锅炉的燃料消耗占全国燃料总消耗的一半以上，是用能大户。由于中国用能设备落后、管理水平落后、锅炉操作人员水平不高，能量有效利用率仅为35%左右，与日本(62%)、美国(53%)等国家相比，还存在很大差距。这台锅炉的成功改造，使特种设备检验检测机构和锅炉使用企业实现了双赢，也为以后锅炉能效测试工作的开展提供了有益的经验。
