張勇彭偉慶

（1.華北天然氣銷售分公司；2.大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司檢測中心）

FHC-D紅外線新型節(jié)能涂料在鍋爐上的應(yīng)用

張勇1彭偉慶2

（1.華北天然氣銷售分公司；2.大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司檢測中心）

鍋爐和加熱爐是比較常見的加熱設(shè)備，在石油行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。依據(jù)2009年對大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司節(jié)能監(jiān)測報(bào)告，從8臺(tái)鍋爐的測試結(jié)果看，平均熱效率為77.52%，仍有待進(jìn)一步提高。為提高鍋爐效率，節(jié)約燃料，延長設(shè)備使用壽命，2010年9月在效率相對較低的3臺(tái)鍋爐上使用新型節(jié)能涂料，取得較好的節(jié)能效果，鍋爐排煙溫度由改造前的168℃降為144℃，排煙損失降低4.5%，爐效由80.4%提高到84.8%，節(jié)氣率5.02%，實(shí)現(xiàn)年節(jié)氣15.6×104m3。

紅外線 節(jié)能涂料 鍋爐 應(yīng)用

D O I:10.3969/j.i ssn.2095-1493.2011.03.011

1 原理

在各種鍋爐、加熱爐，燃燒物質(zhì)通過傳導(dǎo)、對流和輻射輸出熱量，其中傳導(dǎo)和對流要通過一定狀態(tài)下的介質(zhì)傳熱，而熱輻射是主要的熱傳輸方式[1]。在鍋爐的輻射熱面上涂刷耐高溫紅外線節(jié)能涂料，增強(qiáng)了受熱面的輻射吸收率，并且紅外波被涂層反復(fù)多次吸收并轉(zhuǎn)化為內(nèi)能傳遞，自身成為紅外輻射熱源，增強(qiáng)了受熱面吸收輻射熱量的能力，輻射面溫度提高。根據(jù)熱力學(xué)理論斯蒂芬-波爾茲曼“黑體單位面積所輻射的功率與溫度的4次方成正比”定律，使用紅外節(jié)能涂料的鍋爐的熱效率必定會(huì)得到較大提高。

紅外光照射到物質(zhì)上，光的反射、透射和吸收同時(shí)發(fā)生。反射光、透射光和吸收光的強(qiáng)度比是反射率γ、透射率τ、吸收率α，并且γ+τ+α=1。根據(jù)基爾霍夫法則，吸收率α與輻射率ξ相等，所以γ+τ+ξ=1。鍋爐采用涂料時(shí)沒有透射光，所以γ+α=γ+ξ=1。因此，吸收率（輻射率）高，反射率就低，實(shí)際檢測，本涂料反射率很小，所以輻射率就比較高。

減少受熱面平均灰垢厚度，降低結(jié)焦強(qiáng)度，使灰垢層熱阻減少，爐內(nèi)受熱面輻射和傳導(dǎo)熱量增加。據(jù)測定，鍋爐受熱面向火側(cè)易積灰垢，其熱阻比水垢要高23倍多，每積灰1 mm要浪費(fèi)燃料10%。熱傳導(dǎo)公式

式中：

Q——熱量；

Δt——水冷壁和鍋筒表面與受熱水管及鍋筒內(nèi)壁溫度差；

∑R——熱阻；

A——受熱面積。

從公式中可以看出，A為常量，Δt不變時(shí)，有效減少∑R，就可以增加熱量Q。而涂料的使用恰恰使受熱面附近的灰垢分子受到多次輻射而產(chǎn)生不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這就增加了懸浮粒子在爐內(nèi)的停留時(shí)間。在煙氣流漩渦分離作用下，細(xì)微煤顆粒和飛灰甩回爐內(nèi)，減少了飛灰逸出量，不僅降低了灰垢分子的吸附力，減少灰垢層厚度，而且對消除煙塵也十分有效，可有效增加吸熱，提高爐內(nèi)受熱面的熱吸收率，達(dá)到節(jié)能目的。

2 特點(diǎn)

FHC-D紅外線新型節(jié)能涂料主要應(yīng)用于鍋爐（加熱爐）。該產(chǎn)品具有耐高溫、輻射率高、黏結(jié)牢固、降低鍋爐煙垢和水垢結(jié)生速度等特點(diǎn)，節(jié)能效果明顯，尤其對加快鍋爐升溫速度，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率，延長爐體使用壽命具有獨(dú)特的效果。

3 應(yīng)用

項(xiàng)目于2010年9月22日完成現(xiàn)場施工，先后進(jìn)行了清灰、除垢、刨光及涂料粉刷等工作，于2010年10月10日投入運(yùn)行。

鑒于檢測時(shí)環(huán)境溫度較高，改造后的3臺(tái)鍋爐只運(yùn)行1臺(tái)10 t蒸汽鍋爐。鍋爐的運(yùn)行測試結(jié)果表明，鍋爐排煙溫度由改造前的168℃降為改造后的144℃，排煙損失降低4.5%，爐效由80.4%提高到84.8%，節(jié)氣率5.02%，實(shí)現(xiàn)年節(jié)氣15.6×104m3。FHC-D紅外線新型節(jié)能涂料在鍋爐上應(yīng)用效果較好，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

（1）FHC-D紅外線新型節(jié)能涂料增強(qiáng)了鍋爐受熱面的輻射吸收率，促使輻射面溫度不斷升高，有效提高了鍋爐效率。年節(jié)約燃料氣15.6×104m3，每立方米氣按1.65元計(jì)算，節(jié)約成本26×104元。

（2）FHC-D紅外線新型節(jié)能涂料在分公司鍋爐上應(yīng)用后，取得較好效果，節(jié)氣率5.02%，達(dá)到項(xiàng)目預(yù)期指標(biāo)。

（3）FHC-D紅外線新型節(jié)能涂料可在其他鍋爐和加熱爐上推廣應(yīng)用。

[1]周斌，周全力，江紅輝.工業(yè)鍋爐房綜合技術(shù)與管理[M].北京：中國勞動(dòng)出版社，1991.

[2]安紅昌.職工節(jié)能減排手冊[M].北京：燕山出版社,2009.

張勇，2006年畢業(yè)于英國利茲城市大學(xué)，助理工程師，E-mail：zhy2009@petrochina.com.cn，地址：北京市朝陽區(qū)慧忠里甲118號205室，100101。

2011-02-18）