煤炭在我国一次能源消费结构中占70%以上，是我国主要能源形式，燃煤电站、工业锅炉和工业炉窖是三大煤耗主要设备，除电站锅炉外，全国目前约有55万台燃煤工业锅炉和炉窑，而其中又以层燃工业锅炉（主要是链条锅炉，占总量60%以上）为主，量大面广，耗煤量约占全国年耗煤总量的1/3。

我国现有燃煤工业锅炉中主要以链条锅炉为主，链条锅炉机械化程度高，对负荷变化适应性较强，易于操作，安全可靠，在我国工业、集中供热系统中广泛应用。多年来链条炉在结构和技术上不断改进，但是在实际使用中链条锅炉普遍存在运行热效率较低、出力不足的问题。链条锅炉的燃烧方式为层燃方式，燃煤进入炉体后为单面引燃，由于燃烧方式的限制导致以下不足：一是单面引燃，着火条件差，新煤点燃迟缓，在炉膛温度区停留时间短，难以燃尽；二是配风供氧不合理，横向配风不均，纵向主燃区缺氧；三是煤种适应性较差，工业锅炉的燃煤颗粒度、热值、灰分等均无法保证稳定，当煤种发生变化时，其燃烧工况相应也发生变化，燃烧效果变差。另外由于运行管理不善，在运行中普遍存在运行负荷低、过量空气系数大、灰渣含碳量高、排烟温度高和烟尘排放浓度高等问题，导致锅炉运行效率较低和出力不足。

一般来说，我国链条锅炉设计热效率在72-80%左右，但实际运行中平均热效率只有约60-65%，部分锅炉运行热效率甚至低于50%，通常比锅炉设备经济运行标准中规定合格效率低10%以上。链条锅炉燃烧效率低，出力不足，运行经济性较差，同时由于燃烧条件恶化，烟尘和污染物排放量也较大，污染严重。按照平均节煤效率下限10%计，从全国链条锅炉总量和燃煤总量分析，工业锅炉的节能改造市场总量超过千亿，同时为达到国民生产总值单位GDP能耗降低20%的目标，国家发改委在“十一五”规划中将工业锅炉和炉窑节能改造列为十大节能工程之首，国家发改委、财政部对工业锅炉节能技术改造 发布了指导性意见，并颁布了相应的财政奖励办法。

锅炉能量平衡分析
工业锅炉锅炉能量流向和平衡计算如图所示，输入锅炉的能量除转化为蒸汽的热能为有效利用能量之外，主要通过排烟（Q2）、气体不完全燃烧（Q3）、固体不完全燃烧（Q4，通过灰渣含碳量衡量）、散热（Q5）、灰渣物理热（Q6）损失掉，而其中又以排烟热损失（Q2）、气体不完全燃烧热损失（Q3）和固体不完全燃烧热损失（Q4）占主要部分。通过对大量工业锅炉设备运行的调研，发现我国工业锅炉运行普遍存在运行效率低下，出力不足的问题，主要问题表现在以下几个方面：

1、排烟温度偏高导致排烟热损失增大

排烟热损失是锅炉的主要热损失之一，可达10-20%。排烟热损失主要取决于排烟温度和过量空气系数的大小。
在调研中发现，由于烟气通道、受热面积灰与结垢、运行负荷等因素的影响，锅炉尾部省煤器后部烟道烟气温度最高可达230oC左右，排烟温度偏高导致排烟热损失的增加。而《工业锅炉经济运行》标准（GB T 17954-2007）中规定锅炉尾部排烟温度须低于180oC，通过合理配风和优化运行排烟温度可保持在120oC左右，通过降低排烟温度可有效降低排烟热损失，进而提高锅炉热效率。

2、过量空气系数过高导致排烟热损失增大

过量空气系数是决定排烟热损失的另外一个重要参数，在锅炉运行中为了减少排烟热损失，应在满足燃烧反应需要的前提下尽量保持较低的空气系数，并尽可能避免燃料室及各部分烟道的漏风，以降低排烟热损失。当过量空气系数过大时，会造成燃煤与空气混合不均匀，有的区域出现空气不足，另外区域又严重过剩，致使炉膛温度降低，排烟量增大，带出热量增加，也就是排烟热损失增加。
对大量锅炉的调研结果表明，由于链条炉内燃料燃烧过程组织不合理以及炉内温度偏低，容易造成入炉煤点燃困难，为促进入炉煤的燃尽，司炉工一般选择将鼓风量调大，同时各风室存在的串风、漏风现象，使得在实际运行中炉内过量空气系数超过设计值，导致排烟热损失的增大。

3、炉膛平均温度较低，燃料燃烧效率较低，导致不完全燃烧热损失增加

炉膛温度的高低是燃料燃烧好坏的重要因素，过低的炉膛温度不能维持炉膛内良好的燃烧。为了保证炉内燃烧的稳定，炉膛出口的温度不宜低于800oC。炉膛温度偏低是目前工业锅炉运行中较为普遍的问题，调研结果表明，大多数炉膛内火焰平均温度不超过1000oC，而炉膛内整体平均温度不到900oC，从而造成燃料着火困难和难以燃尽，同时气体可燃物难以燃尽，随烟气排出炉外，造成气体不完全燃烧热损失。
燃料的不完全燃烧直接引起灰渣含碳量增加，导致机械不完全燃烧热损失增大，也就是燃料进入锅炉以后，部分燃料不能完全燃尽，随灰渣排出炉外而造成的热能损失。对层燃炉来说，机械不完全燃烧热损失是最大的损失项，可达15-20%以上。机械不完全燃烧热损失主要受入炉煤的煤质、粒度分布和含水量影响，同时锅炉运行参数如煤层厚度、进煤速度、风煤配比等配置失调也会导致燃料不能完全燃烧。

4、辅机缺乏调节手段，大马拉小车

燃煤锅炉的主要辅机——鼓风机和引风机的运行参数与锅炉的热效率和耗能量直接相关，鼓引风机的运行直接影响锅炉的烟风平衡。锅炉的鼓引风机通常设计参数偏大，在运行过程中“大马拉小车”，虽然通过手动调节风门可以简单调节鼓引风量，但是缺乏调节依据和准确性，容易引起锅炉的配风失调。通过变频调速技术，按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量，维持锅炉运行在最佳状况，一方面可以节约锅炉燃煤，又可以节约风机的耗电，效果良好。

5、控制调节手段落后

现有锅炉控制调节手段落后，一般凭借司炉工经验司炉、手动调节，调节的合理性和准确性较差，这也是导致锅炉运行热效率偏低的一个重要原因。操作人员在调整锅炉燃烧工况或负荷变化时，由于无法掌握具体数据，不能及时根据负荷变化调整锅炉运行工况，锅炉、电机的运行效率受到了限制，造成能源浪费。

以上各因素互相影响，最终反应结果就是造成锅炉运行热效率较低，由工业锅炉测试结果的统计分析可知，我国链条锅炉的平均使用热效率只有60%左右，相对于国外锅炉运行水平低10-20%左右，节能潜力较大，而在工业锅炉的各项热损失中，排烟热损失、不完全燃烧热损失占锅炉总体热损失的70-80%，抓住锅炉运行效率较低的主要矛盾并采取相应措施和技术可有效提高锅炉运行热效率，从而节约燃料，减少排放。