燃煤工業鍋爐節能減排與對策

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摘要：從人為層面和技術層面分別分析了燃煤工業鍋爐在節能減排方面存在的問題，針對各個問題給出了建議及措施。

關鍵詞：燃煤工業鍋爐；節能減排；問題；建議

燃煤工業鍋爐是一種和人民生活密切相關的特種設備，它在我們生活中發揮著重要作用。據統計，截至2015年年底，工業鍋爐約為57萬臺，其中以燃煤鍋爐為主。工業鍋爐年耗煤量達7．2億t標煤，約占到我國能源消費總量的20％。燃煤工業鍋爐的排放物是重要污染源，年排放煙塵、二氧化硫、氮氧化物分別占全國排放總量的33％、27％、9％。燃煤工業鍋爐的節能減排工作重要性可想而知，因此，有必要對這一問題進行深入分析和研究。

1燃煤工業鍋爐針對節能減排存在的主要問題

1．1人為因素。1．1．1鍋爐在設計制造過程中存在缺陷，生產水平層次不齊。鍋爐設計制造廠家眾多，規模小的廠家，技術力量薄弱，即使他們生產的鍋爐通過了設計文件的技術鑒定，是滿足基本要求的，但在運行過程中還是暴露出不同程度的問題。例如，燃料燃燒與鍋爐型式不符合，運行能效不能達到設計效率等眾多問題。還有一些設計制造單位在整個鍋爐的設計、制造流程中態度不端正、疏于把控；設計結構不合理、技術落后；生產加工過程中質量粗糙；安裝步驟不規范。另外，鍋爐的調試工作非常重要，關乎鍋爐能否正常運行。1．1．2鍋爐的運行管理水平缺乏科學指導。鍋爐運行單位對鍋爐運行人員培訓不夠重視，導致運行人員的水平層次不齊，節能減排的意識淡薄、技能水平有局限性。節能減排的監督管理工作不夠重視，往往是被動解決問題，而不是主動防控，同時，運行人員強調鍋爐安全運行的紅線而忽視鍋爐的經濟運行，僅憑經驗調整居多，在技術經濟運行方面比較懈怠，調整不及時。1．2技術層面。1．2．1與燃料相關的問題。工業鍋爐燃燒的煤炭所含的雜質元素較多，在運行中影響了熱效率。煤炭所含元素與工業鍋爐爐型不匹配會對運行產生許多負面影響，比如煤炭不容易完全燃燒則會影響工業鍋爐內部的爐膛溫度和煙氣溫度，兩者溫度不高會影響傳熱，進而影響工業鍋爐的熱效率；工業鍋爐排放的污染環境的氣體增多，不利于環境保護與資源的可持續發展。在運行操作過程中，許多單位沒有嚴格依照設計要求采購適合本單位鍋爐的煤種，造成煤的揮發分、灰熔點、焦渣、灰分、高低位發熱量等重要參數不能和鍋爐相適應。另外，在使用過程中沒有嚴格控制燃料的粒徑大小及水分等參數指標，也致使實際使用的燃料特性參數不符合鍋爐設計要求，鍋爐運行熱效率會因此下降。大部分單位在操作過程中，往往圖便利、貪便宜，采購當地燃料或是選擇未經細加工的原煤而非選擇符合顆粒徑要求的成型燃料。與經過加工處理并成型的燃料相比較，原煤的質量性能不穩定、顆粒度不勻稱、灰分含量高、很難完全燃燒，致使鍋爐運行熱效率低、各項熱損失高。1．2．2水處理不合格，輔機配套偏大。水是鍋爐中熱能的核心載體，若水質處理不達標，將直接導致燃煤鍋爐熱效率降低，耗煤量也增加。目前，部分燃煤工業鍋爐使用單位在水處理環節主要存在以下問題：①水處理設備和鍋爐供水量不匹配，設備陳舊，為節約投資沒有及時更換設備或濾芯，這導致水處理效果不好。②鍋水指標調控不當，會給鍋爐的安全和節能運行帶來嚴重隱患。在實操中，有部分單位違規運行，平時較少排污或不排污，造成鍋水指標超標，鍋爐在長期反復運轉下出現受熱面水側結垢現象，水垢的傳熱系數為金屬受熱面的1／50，嚴重影響傳熱，且容易出現汽水共騰現象，威脅鍋爐的正常、安全運行，也導致鍋爐能耗量增大。鍋爐房的輔助設備對鍋爐的節能運行會有一定的影響，如水泵（給水泵、循環水泵）、風機（送、引風機）等大功率配置，如果鍋爐本身存在負荷運行較低的情況，輔機不能長期處于高效狀態，功率大電耗相應高，整體增加鍋爐的能耗。1．2．3鍋爐燃燒產物存在的問題。運行中的燃煤鍋爐由煙囪排放的有害產物主要為二氧化硫、氮氧化物、煙塵等。鍋爐使用單位在運行過程中，在倡導環境保護的時代背景下，側重點集中在經濟效益方面，沒有足夠的環保意識。存在污染物排放控制不嚴格、不主動，同時，為了節約投資，燃煤單位在鍋爐運行中，沒有嚴格依據有關規定配備符合鍋爐排放量的除塵設備、脫硫設備及脫銷設備，因此對環境造成了較為嚴重的污染。爐渣含碳量升高也會造成能源浪費。造成煤不完全燃燒熱損失的因素主要有：燃料的種類及特性、燃燒設備及爐膛型式、燃燒的方式、鍋爐負荷的高低、管理運行水平、爐膛溫度的高低、燃料及空氣流的混合等等。

2推動燃煤工業鍋爐實現節能減排的建議與措施

2．1對系統本身存在的缺陷進行改造和創新。對鍋爐設備本體及輔助設備存在的設計缺陷進行創新改造，嚴格把控安裝質量，引進先進技術提高鍋爐設備功能，對鍋爐本體爐墻的密封與保溫進行加強設計，采用先進的保溫材料提升密封性。對設計制造人員進行先進技術的培訓，使得鍋爐的設計制造技術能夠與時俱進。比如增設先進的監控設備，使運行人員對鍋爐的運行情況及時作出反饋調整，為鍋爐安全以及經濟運行提供基本的技術保障。在現代科技飛躍發展的今天，工業鍋爐的運行可以利用電子、數字技術進行監控。對工業鍋爐實現自動化控制，可以大幅度節約事故的分析時間，提高操作效率。燃煤鍋爐也可以利用傳感器技術，實現對爐溫、燃燒程度等問題的監測、調節與管控。2．2提升運行人員的業務水平和節能意識。在燃煤工業鍋爐運行操作過程中，水處理人員、運行人員的能力素質、專業技術水平的高低以及節能減排意識直接影響鍋爐運行效果，影響鍋爐的耗煤量。鍋爐使用單位需對操作管理人員做好日常教育培訓，包括先進技術的定期培訓，同時，提高運行人員對節能減排知識的責任意識，增強環保意識。生產單位還需通過專業化技術考核加強對操作人員的監督，如在技術類考核類目中加入節能減排技術知識，達到督促操作人員加強對燃煤工業鍋爐節能減排知識與技術的學習，提高運行技術水平，促進鍋爐熱效率的提高。2．3技術層面的節能減排措施。2．3．1重視燃料燃燒問題。針對不同爐型要確保煤種的適用性，例如，鏈條爐屬于單面引火，對煤質的變化非常敏感，主要反映在對煤的結焦性、含水量、揮發分含量、灰分含量、顆粒度等方面有明確要求。同時，合理調節送風量，根據鍋爐爐型、燃燒設備及燃料層厚度等因素科學的配送燃燒所需的空氣。2．3．2減少受熱面的結渣（焦）、積灰。主要措施有：定期進行吹灰作業；使用除渣劑或清灰劑；避免鍋爐在低負荷下長時間運行并減少鍋爐啟停的次數，增強對鍋爐排煙溫度的控制，以提升節能效果。2．3．3盡量降低燃煤工業鍋爐爐渣含碳量。合理控制入爐煤的顆粒度；加強對爐膛溫度的調控，適當提高床溫，當床溫由800℃提高150℃時，煤顆粒燃盡時間可以減少80％左右；采用小流量的連續排渣方式；運行中采用大動量的二次風擾動，增加二次風的穿透深度，能夠改善爐膛中心區的燃燒效果，同時，在給煤側適當增大二次風量，非給煤一側則減少二次風量，以滿足它們對氧量的不同要求。2．3．4嚴格按照標準進行水處理。鍋爐用水需定期化驗，避免受熱面結垢，傳熱效果下降，從而造成煤耗增加，定期清理受熱面外部附著的灰垢。及時處理水垢，提高運行安全性。此外，給水氯離子高對鍋爐節能、出力、安全運行會造成影響，因此，需降低給水中的氯離子含量，可以進行水處理系統改造，增加除鹽設備等措施。

3結束語

隨著我國對環保的政策要求和對能源供應的政策變化，燃煤鍋爐被清潔能源取代是大勢所趨，但目前來說煤炭還是工業鍋爐的主要燃料，通過以上分析，合理的應用節能技術，對提升資源利用率、提高燃煤工業鍋爐能效及保護環境是非常有益的。

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作者:王思文 單位:內蒙古建筑職業技術學院 建筑設備與自動化學院