锅炉房作为供热热源工程，是由锅炉及其辅机的产品设计和制造质量、锅炉房工艺设计、安装施工和锅炉房的管理运行四个主要环节组成的系统工程，其中的某一环节出现问题，就会影响全局，造成锅炉设备运行状态恶化。
42.锅炉房节能技术
锅炉房运行节能与锅炉的选型、锅炉辅机的选型、锅炉房的合理设计、锅炉的安装质量、锅炉房的运行管理及司炉的实际操作等多种条件有关。
锅炉的最大特点就是一种类型的锅炉对应一个煤种。选择锅炉炉型时，不仅根据所需热负荷量、热负荷延续图、工作介质，选择锅炉的结构形式、容量和台数，更重要的是针对用户本地供应燃料的品种选择燃烧设备，这是锅炉节能的前提。其次是按投资金额、施工进程、土地使用面积等因素选择组装锅炉或是散装锅炉。所以选择炉型时，要对该锅炉运行实例进行认真考察，并要对本地燃料特性充分掌握，选用的锅炉型号才能成为优选，否则不但浪费资金而且浪费燃料。
就供热锅炉房的锅炉辅机选型而言，我国尚未制定出明确的辅机容量指标。调查表明，对于相同容量的锅炉房，鼓风机、引风机等锅炉辅机的电功率最大相差可达一倍以上。建议按计算选型，计算公式可查阅各种锅炉房设计手册及有关著作。锅炉设备的辅机选型对节能的效果影响很大，设备选型合理，才会取得最好的经济效益。
锅炉的安装施工质量不仅关系到锅炉能否安全可靠地运行，而且关系到锅炉的长期运行工况和节能效果，尤其对散装锅炉更为重要。锅炉安装是锅炉制造工序的继续，炉排运行状态，烟、风道的密封性，炉排下风室间的密封性能，炉墙砌筑质量等，对锅炉能否满负荷运行及节能降耗影响很大。以下着重谈锅炉房的运行管理。
锅炉运行管理是对热力公司或管理部门而言的。一般单机容量等于或大于10蒸吨的锅炉房，大都设置较全的热工监测仪表，甚至设有微机循环检测和显示，并配置较全的技术管理部门，使管理水平有很大提高，但尚存在着如下问题，值得重视：
（1）配备专职司炉。司炉工种是一种技术性很强的工作，对锅炉运行的经济性有直接影响，对热力公司而言，是第一线技工。但是，目前临时司炉工居多，这是锅炉达不到在经济状态下满负荷运行的重要原因。因为锅炉运行要针对各种煤的特性采取不同的运行手段，即使同类品种的煤，当其收到基水分变化时，煤层厚度、煤层推进速度都要相应改变，随着室外温度变化，也需要调节锅炉燃烧负荷，这些都不是用制度硬性规定能做到的。
（2）健全检测制度。某些地方对节煤下达的指标是炉渣含碳量，这就忽视了排烟热损失。由于司炉为了达到合格炉渣含碳量，运行中过于增加煤在炉内的停留时间，增长炉渣区，结果使过量空气系数增加。炉膛内过量空气系数过大，锅炉炉膛平均温度降低，排烟过量空气系数大，除尘器阻力上升，降低了燃烧的所需空气量，使锅炉热效率大大降低。排烟热损失不是视觉所能观察到的，因而最易被忽视。
（3）建立合理的运行制度。锅炉房运行制度不合理，是造成锅炉热效率低的又一重要原因。如某热力公司2台20吨/小时链条热水锅炉房的运行记录中的运行时间为：
1：00～8：00（运行7小时）
9：35～12：30（运行2小时55分钟）
12：00～17：50（运行5小时50分钟）
18：30～22：30（运行4小时）
全天运行近20小时，分4次运行，根据锅炉从压火状态启运到基本稳定热工况至少需2小时，见下表。上述运行制度，低效率下的不稳定工况占总运行时间的42％，若是将上述运行时间改为每天两次运行，每次9.5小时，使不稳定工况占总运行时间的21％，锅炉负荷和热效率将有很大提高。
锅炉压火启运后热工况
时间10：15～11：1511：15～12：1512：15～16：15锅炉热效率（%）56.9764.5176.56锅炉热效率平均值（%）60.7445.56
（4）防止“大马拉小车”的运行方式。锅炉在“大马拉小车”下运行，即低负荷率下运行是锅炉浪费能源的又一重要原因。锅炉只有在70%～110%额定负荷下运行才处于经济工作状态。从下表中可看出，稳定工况下负荷率为76%时，锅炉效率最高为76.6％，连续低负荷下运行锅炉的效率为66.09％，反而高于长期停运；负荷率为81％不稳定工况时锅炉运行效率为63.08％。
同一台锅炉在不同运行方式下测试结果
运行总时间/小时锅炉效率（%）负荷率（%）备注连续运行7266.0953见注①间歇运行37.563.0881见注②稳定工况负荷率下运行7.6776.676见注③
注：①3月18日2时开始启动，连续低负荷率下运行至3月21日8时为止。
②锅炉采取停12小时，供12小时间歇运行，3月21日8时至3月24日6时停止。
③锅炉在上述间歇运行时的某一段稳定工况的7.67小时，即3月22日18时至23日6时止。
总之，锅炉房系统工程中的四个主要环节互相影响，紧密相关，如某一环节中的某一主要因素失控，就会影响锅炉的经济运行，使得每蒸吨容量供暖面积下降。
43.供热泵的节能
热泵是一种将低温物体中的热能传递至高温物体的一种装置。热泵的基本原理早在19世纪即已提出，20世纪20年代末付诸实用，40年代开始用于空调，但直至70年代以后，由于能源和环境污染问题日趋严重，才进一步受到重视，并认为是回收低温余热的主要技术之一。
在自然界中，水总由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温，但人们可以通过电能用水泵把水从低位提升到高位使用，同样可以通过电能利用热泵技术把热量从低温传递到高温，实现将低温热源提升到高温热源来使用。所以热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的工质），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。
热泵技术的第一个特点在于它能长期地、大规模地利用江河湖海、城市污水、工业污水、土壤或空气中的低温热能。众所周知，从用透镜聚光取火到太阳能热水器，都是将低温热能提升为高温热能的方法，但是它们在地面上无法全天候运行。热泵技术突破了这种局限，可以把我们生产和生活中以及自然界通常弃之不用的低温热能提升为高温热能利用起来。显然，有了高温热源，如一台锅炉，就可以实现供热、制冷或其他工业用途，所以热泵的应用遍及各个行业和领域。
热泵技术的第二个特点在于它是世界上最节省一次能源（即煤、石油、天然气等）的供热系统。它能用少量不可再生的能源（如电能）将大量的低温热能升为高温热能。例如，电热采暖消耗1千瓦时的电，最多只能提供1千瓦时的热，而一般设计施工好的热泵系统，消耗1千瓦时的电，就可提供4千瓦时的热。例如，同样提供10千瓦时的热，采用电阻式采暖，需消耗34千瓦时的一次能源（其中包括24千瓦时千瓦时的发电与输配电损失）；采用高效率的燃油、燃气锅炉采暖，如不计算管道的热损耗，还需消耗29.1千瓦时的一次能源；而采用电热泵采暖只需消耗2.7千瓦时的电能，再加上发电与输配电损失的3.3千瓦时，总计只消耗6千瓦时的一次能源。热泵技术所消耗的一次能源仅是前两种供热方式的1/5或近1/6。
热泵技术的第三个特点在于它在一定条件下可以逆向使用，既可供热，也可用于制冷，而不必搞两套设备的投资。上海某纸业有限公司是生产高级涂布白纸板的专业企业，固定资产4亿元，1999年完成销售收入2.68亿元。公司生产的白纸板质量可替代进口产品。
该公司生产所用蒸汽由热电厂提供。纸机烘缸原采用三段通汽方式，在实际运行中存在以下问题：一是烘缸蒸汽传热效率低，造成吨纸汽耗较大；二是纸机提速困难，产量难以提高；三是纸板生产品种变化时设备故障频繁，断纸现象比较严重；四是操作和控制复杂。1997年年底该公司采用了美国一家公司的喷射热泵控制系统对原系统进行改造。项目建设期为1个月，新系统使蒸汽的热能得到了充分利用，吨纸汽耗明显下降，纸机提速20％左右，设备的维修量也大大降低。1999年纸板产量比1998年上升了70.7％，经济效益非常显著。安装热泵控制系统之后，不仅使操作和控制简单化，而且能满足生产品种的频繁变化。
改造前，汽耗为9.0109焦耳/吨纸，改造后，汽耗降低到7.5109焦耳/吨纸以下，降低了16.7％，平均每吨纸节约1.5109焦耳。1998年1月至1999年8月累计节约蒸汽143932109焦耳，年平均节约蒸汽86359109焦耳，年平均节能效益345.4万元，年减排二氧化碳达7677吨。
该项目总投资364.5万元，项目投资回收期为1.1年。
国内的造纸厂在纸机干燥部都可以安装使用这种热泵控制系统，替代现在普遍使用的多段通汽方式，不仅蒸汽热能得到充分利用，而且纸机烘缸冷凝水排出通畅，纸机运行安全可靠，这种热泵控制系统能成为企业节约能源、提高效益的得力手段。
该公司原采用三段通汽方式，这是一种串联的逆向供热系统，即蒸汽流动方向和纸页运动方向相反，每段产生的冷凝水经汽水分离器产生二次蒸汽供下一段使用，从形式上讲蒸汽得到充分利用。但在实际运行中该系统存在一个缺点，由于是串联系统，各段烘缸压差较小，所以在暖缸、纸机提速、调整车速和断纸等工况时易导致烘缸虹吸管排水不畅，使烘缸水位升高，影响传热效率，妨碍生产；另三段温度过高导致压榨后的纸面在烘缸干燥时易产生纸毛、卷曲等纸病和末级背压过高。因此原系统不仅存在蒸汽浪费现象，而且影响纸品质量和产量。
为了解决上述问题，该公司采用喷射热泵控制系统，热泵以少量高压蒸汽作为动力，高压蒸汽高速通过热泵喷嘴时产生的抽吸力（文丘利原理）将汽水分离器的二次蒸汽吸入热泵内，通过混合后获得高品位的蒸汽，重新回用于烘缸中。热泵系统的控制采用流速控制方法，并应用计算机根据纸机的生产品种，对每组烘缸的热平衡参数进行模拟计算，得到最佳的二次蒸汽流速控制参数。系统应用计算机通过调节热泵高压蒸汽阀门来控制二次蒸汽管道上的孔板，前后压差不变，从而实现二次蒸汽流量恒定，保证烘缸水位最佳，使烘缸传热效率最高，达到节约蒸汽、提高产品质量和产量的目的。
新系统具有以下特点：
（1）由于热泵的抽吸作用，能保持较高烘缸压差（可达70千帕左右），保证虹吸管冷凝水排水畅通，达到最佳传热效率。
（2）由于控制系统可靠，烘缸表面温度可维持在控制范围之内，便于暖缸、纸机提速、调整车速和断纸等工况调节。
（3）烘缸蒸汽中不凝性气体可连续排出，可防止不凝性气体在缸内积聚造成蒸汽传热效率降低。
（4）保证湿端烘缸表面温度60℃～70℃，防止了纸病产生。同时使末端背压降低至0.11兆帕（改造前0.20兆帕），减少排放损失。
（5）用1.25千克的蒸汽即可干燥1千克的水分。
喷射热泵控制系统能够降低蒸汽消耗，提高产量和质量，投资回收期短，节能效益十分显著。该系统采用电脑控制，自动化程度很高，操作简单，可替代目前造纸行业普遍采用的多段通汽方式，是未来纸机干燥部通汽的理想系统装置。
44.供热管的节能
在众多的传热元件中，热管是人们所知的最有效的传热元件之一，它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可控制温度等一系列优点，将大量的热量通过很小的截面积远距离、高效地传输而无需外加动力。
由于热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点，已广泛应用于石油、化工、动力、交通、冶金、建材、轻工、纺织和机械等领域的高效传热设备，以及电子装置芯片冷却、笔记本电脑CPU冷却及电路控制板等的冷却。微型热管已批量化、大规模生产，工业领域余热回收用的热管换热器属非标产品，将根据各种设备规模、大小、使用情况和工艺条件的不同进行设计和制造。
45.工业燃煤锅炉的节能
工业锅炉是重要的热能动力设备，一般指容量小于或等于65蒸吨/时，压力小于或等于3.82兆帕，温度小于或等于450℃的各种容量和参数的锅炉，它广泛应用于工厂动力、采暖通风、热电联产和生活热水供应，需求量很大。1998年末，全国在用工业锅炉总数50.12万台，合125.69万蒸吨，年耗燃煤约3亿吨。由于机组容量小，生产厂家混杂，产品质量参差不齐，加上燃煤供应以未经洗选加工的原煤为主，细颗粒煤比例过大，燃烧设备与燃料特性不适应，辅机不匹配和运行操作水平低等原因，锅炉效率普遍较低。
由于产品技术水平和运行水平不高，锅炉效率较低，加上量大面广，全国工业锅炉年排放温室气体二氧化碳约1.6亿吨碳，烟尘380万吨，二氧化碳530万吨和大量的一氧化氮，是大气环境污染的主要排放源之一。
因此用节能技术对工业锅炉机组进行必要的改造，以消除锅炉缺陷及改进燃烧设备和辅机系统，使其与燃料特性和工作条件匹配，使锅炉性能和效率达到设计值或国际先进水平，从而实现大量节约能源和达到环境保护指标。例如，北京鲁谷供热厂投资20万元，用分层燃烧技术对2台40吨/小时热水锅炉进行改造，改造后锅炉效率达到83％，锅炉出力增加，供暖能力由80万平方米提高到131万平方米，而且排尘量下降，整个投资在一个采暖期便全部回收。如果以单机容量10吨/小时为计算基数，锅炉效率由62％提高到80％，以年运行5000小时计，则年节省原煤218吨，折合标煤156煤当量，节能率22.5％，减排二氧化碳109吨。如果全国工业锅炉有30％进行节能改造，按效率提高15个百分点计，全国可年节省标煤1290万煤当量，减排二氧化碳903万吨。因此市场潜力巨大，经济效益和社会效益均好。
46.双人字形节能炉拱
