燃煤工业锅炉节能减排技术研发与应用

　　【摘 要】工业锅炉是重要的热能动力设备，在国民经济发展以及人民群众的生活中占据着十分重要的位置，但在使用过程中，对生态环境造成了严重的污染。现阶段，燃煤工业锅炉的低耗能、高污染严重违背了我国节能减排政策，很多地区基本都在实行淘汰燃煤工业锅炉的措施。基于此，文章介绍了我国燃煤工业锅炉的现状，分析了工业锅炉节能减排中存在的问题，总结了燃煤工业锅炉节能减排的优化措施。
　　【关键词】燃煤锅炉；节能减排；应用
　　工业锅炉为人民群众的生产和生活带来了很大的便利，被广泛应用到居民生活、建筑供暖以及工厂动力提供等领域，但工业锅炉是我国重要的能源消耗和污染源。随着社会经济的快速发展和人民群众生活水平的提升，大家对能源的需求量急剧增大，锅炉的数量急速增长，其节能管理和安全管理问题日益突出。因此，相关部门应采取一定的优化措施，有效利用与合理使用锅炉，并做好锅炉的节能减排工作。
　　一、我国燃煤工业锅炉现状
　　现阶段，我国在用燃煤工业锅炉达46.7万台，总容量达178万蒸吨，年消耗原煤约7亿吨，占全国煤炭消耗总量的18%以上。全国在用工业锅炉主要是中小容量锅炉，平均单台容量不高，其中，容量<2t/h的锅炉约占35%左右，2到10t/h的约占60%左右，≥10t/h的约占5%；污染物排放浓度高，烟尘排放质量浓度一般在450mg/m3，SO2排放质量浓度达1600mg/m3，燃煤工业锅炉年排放烟尘、SO2分别约占全国排放总量的33%、27%。
　　二、工业锅炉节能减排存在的问题
　　（一）运行效益较低
　　很多企业在选择锅炉设备的过程中，只注重自身的经济效益，导致许多锅炉设置在运行过程中处于低负荷运行状态，无法保证满负荷运行，极易造成锅炉运行的负荷波动大，风机、水泵等辅机的能源浪费现象较为普遍。与此同时，锅炉运行的管理模式比较粗放，操作人员节能意识不强，导致其实际运行的效益较低。
　　（二）自控水平低
　　为了实现给料、着火、燃烧、燃尽和物料流动的畅通，相关部门应该重视炉机配套设施。现阶段，我国燃煤工业锅炉的自控水平普遍较低，多数使用开环控制，无法根据用能变化自动调节锅炉运行状态。除此之外，主机与辅机的匹配度不高，导致相关设备的运行监测仪表不全或者失灵，无法掌握相关的运行数据，比如，燃煤量、过量空气系数，无法准确判断锅炉的运行状况。
　　（三）燃料与炉型匹配性差
　　燃煤工业锅炉是按一定的煤种（如挥发分、热值、灰分、水分等）进行设计的，在燃用与设计煤种性能相近的燃煤时，锅炉的运行才能处于比较好的状态。我国煤的种类很多，煤质存在很大的差异，由于燃煤供应缺乏约束性规范和标准，完全由市场调节，供给工业锅炉使用的燃煤基本是原煤，其粒度、热值、灰分、水分经常发生变化，导致煤种与炉型不适应，这就为着火和燃尽带来了一定的难度，甚至因买不到适合锅炉使用的燃煤，用户改造锅炉，以适应当地的燃料供应状况。除此之外，我国燃煤工业锅炉以层燃锅炉为主，层燃锅炉对煤种的适应性较差，在燃用煤种发生变化的情况下，它的燃烧情况必然会变化，一般是变得更差些；由于供应煤种的变化，运行管理人员无法掌握煤质情况和运行规律，无法采取有针对性的应对措施，导致锅炉出力不足，燃烧不完全，效率下降，带来严重的污染。
　　（四）锅炉水处理不够重视
　　锅炉使用过程中产生的水垢是一种导热性能极差的物质，能够降低锅炉热效率，浪费大量燃料，生成大量的水垢，甚至会造成锅炉运行事故。除此之外，锅炉使用单位在使用中，不重视锅炉水的处理问题，造成使用单位对燃料的需求增加。
　　三、燃煤工业锅炉节能改造技术
　　（一）给煤装置改造
　　燃煤工业锅炉使用的燃烧材料为原煤燃料，采用斗式给煤装置，在给煤过程中将煤块和煤粉混合供给，容易造成煤块和煤粉堆实在炉排上，不利于锅炉进风，影响煤燃烧效率。而将斗式给煤装置改造为分层式给煤装置，通过重力筛选方式，能够将堆原煤中的块状、颗粒状、粉状煤燃料分层供给，使煤燃料松散分布在炉排上，实现给煤的均匀性，有利于锅炉进风，改善煤燃烧供氧条件，提高煤燃烧效率。
　　（二）炉拱改造
　　通常情况下，正转链条炉排锅炉的炉拱是按设计煤种配置的，很多锅炉无法燃用设计煤种，直接影响锅炉的热效率，甚至影响锅炉出力。而相关人员按照实际使用的煤种，适当改变炉拱的形状与位置，可以改善燃烧状况，提高燃烧效率，减少燃煤消耗，这项改造可获得10%左右的节能效果，技改投资半年左右可收回。
　　（三）改造燃烧设备
　　层燃工业锅炉燃烧设备普遍存在布风不均、漏风严重的问题，严重影响着组织燃烧、调节锅炉出力。通过改造不合理的调节件结构、配风装置，能够妥善地处理炉排风室之间的串风问题，改善布风不均现象；与此同时，在链条炉排销轴两端加装带翼（或挡板）的边炉排，减少纵向串风，改进侧密封结构，减少炉排与侧墙间漏风，实现降低锅炉过量送风的目的，提高锅炉的热效率。
　　（四）更新旧锅炉硬件设备及软件系统
　　工业煤燃烧锅炉往往会因投入使用时间长，設备性能下降，导致工作效率降低，不利于节能减排。因此，企业应及时淘汰老旧锅炉、低参数锅炉，更新使用新型节能型锅炉，实现热电高效联产，有效地提高锅炉的能源供应效率。除此之外，在锅炉改造过程中，还应该重视锅炉控制系统的改造，实现锅炉控制系统自动化，提高各项参数控制的速度和效率，实现高效的节能减排。
　　四、燃煤工业锅炉节能减排的主要途径
　　（一）建立和完善节能减排指标体系
　　政府相关部门应尽快出台鼓励节能减排和促进新能源发展的配套措施及优惠政策，各级职能部门建立协作联动机制，努力形成整体合力，开展锅炉节能减排的宣传教育，营造浓厚的工作氛围，提高人民群众的节能意识，充分发挥技术机构的支撑作用。
　　（二）充分发挥企业节能减排的主体作用
　　政府相关部门应鼓励企业加大节能减排技术改造和技术创新投入力度，增强自主创新能力。完善和落实锅炉企业节能减排的各项管理制度，提高锅炉热效率，重视锅炉运行人员和管理人员的节能技能培训考核，提高相关人员的综合素质。
　　（三）选用清洁燃烧技术
　　为了能够使锅炉节能减排发挥出巨大效益，相关部门必须选择高效清洁的燃烧技术。现阶段，常用的清洁高效燃烧技术主要有循环流化床锅炉、抛煤机燃烧锅炉、振动炉排锅炉。这些技术能够提高锅炉热效率，减少燃料的浪费。
　　（四）改进燃料消费政策
　　首先，城市及乡镇小容量的生活锅炉以新能源（如太阳能）、生物质可再生能源（生物质颗粒直燃、气化）和燃用清洁燃料为主，比如，油品和天然气、煤气、液化气，相关部门可以改善燃料供应结构；其次，中等及大容量工业和供热锅炉积极推行容量大型化，工业锅炉燃用动力优质化配煤（洗选或筛分）；最后，无法实施工业锅炉燃用动力配煤的城市，应采用炉前筛分和成型的混煤配煤方式，开发新型的炉前分类、分质和成型化装置。
　　五、结束语
　　综上所述，燃煤工业锅炉节能减排技术能够有效地降低煤炭的资源消耗，减少环境污染，是实现经济与环境和谐发展的技术战略。因此，相关部门应结合燃煤锅炉的实际使用情况，改造设备硬件技术和软件控制系统，为我国燃煤锅炉的高效运行提供保障，促进节能减排工程的有效进行。
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