工業鍋爐節能減排現狀與應對策略

陳秀芬

(山西省朔州市懷仁縣供熱公司，山西 懷仁038300)

0 引言

中小型燃煤行業工業鍋爐通常采用燃料燃燒的方式，大部分為直接燃燒，直接導致大量煙塵、二氧化硫、二氧化碳等多種污染物的大量排放，被認為是煤煙型污染源的主要來源。它是一項能量供應的設備，因此制定并實施針對性強、切實可行的節能改造、污染物減排措施，對工業鍋爐的節能減排，降低環境污染等都具有非常重大的意義，因此更應該為鍋爐的節能減排找出相對應的方法及應對策略。

1 工業鍋爐節能現狀

從總體來看，工業鍋爐工作量大、工作面廣的特點使節能減排工作舉步維艱。從過去的經驗來看，工業鍋爐節能減排工作效果不明顯的主要原因可以歸納為人、料、機、爐、控五個方面缺乏應有的綜合協調發展。

1.1 人的因素

企業不重視工業鍋爐運行管理人員和操作人員的上崗培訓，致使運行管理人員水平參差不齊，操作人員素質千差萬別，而且員工節能減排意識淡薄。由于工業鍋爐減排沒有實際可行的監測、診斷、調節和控制設備等必要條件，所以人是節能減排工作的主體，人的行為和思想對節能減排工作的開展影響最大，存在的問題也最多。

1.2 燃料因素

煤炭工業長久以來都沒有實現優質化分類、分質供應煤燃料，例如，適合層燃鏈條鍋爐燃燒的是煤塊，不是煤粉;適合煤粉爐燃燒的是煤粉，不是煤塊。工業鍋爐多年來一直希望煤炭工業可以為鍋爐行業提供燃料分類、分質的優質化分類供應服務。針對現在散煤、末煤的供應現狀，應在鍋爐爐前成型上解決這一問題。

1.3 鍋爐因素

保證工業鍋爐節能減排的基礎是機械化連續燃燒，機械化連續燃燒消除了人工投煤爐的周期性，促使工業鍋爐連續、穩定地工作，做到持續供煤、持續燃燒、持續出渣，因此企業應盡快研發機械化連續燃燒的工業鍋爐，淘汰人工投煤鍋爐。工業鍋爐作為節能減排的硬件基礎，目前主要存在以下問題:需要不斷提高燃料和配風的均勻性，對于變化劇烈的煤種，缺乏有效的燃燒調節技術;需要降低爐渣含碳量;降低鍋爐排煙溫度。

1.4 輔機的因素

輔機主要完成以下工作:保證燃料機械化連續供應、燃燒;連續供應被加熱工質;均勻地提供燃燒需要的風能;連續排除生成的灰渣;高效脫除生成的污染物(煙、硫、氮、塵)等。目前上煤設備、除渣設備等產業發展非常松散，缺乏集成。輔機作為工業鍋爐本體節能減排的硬件基礎，產生的主要問題有機爐不配套、產品質量不穩定和系統銜接等。

1.5 可控因素

此因素主要指監測、診斷、調節和控制。目前工業鍋爐在設計、投運方面缺乏有效的系統集成的自動控制裝置，更無法談及監測、在線診斷、在線調節工業鍋爐運行中的熱工參數。諸多狀況均表明，目前人們對于正在運行的工業鍋爐的節能減排狀況知之甚少。“可控”作為工業鍋爐軟件和硬件的混合基礎，是工業鍋爐運行的中樞神經，應是牽動人、機、爐、料四個要素的指揮系統，是除人的因素外技能減排的一大瓶頸。

2 工業鍋爐技能減排對策

2.1 以氣代煤

天然氣是一種清潔能源，使用天然氣可以減少二氧化硫和粉塵排放量接近100%。降低二氧化碳排放量達60%和氮氧化合物排放量50%，因燃氣鍋爐熱效率高出燃煤鍋爐20%～30%，所以利用天然氣不僅能夠減少污染物的排放量，另一方面也能減少酸雨、霧霾天氣的形成，有利于減緩地球溫室效應，從根本上發揮出改善環境質量、節約能源的作用。

2.2 建立完善節能減排指標體系

地方政府必須盡快制定鼓勵節能減排和促進新能源發展的具體配套措施和優惠政策，各級職能部門可以通過建立協作聯動機制，盡量形成整體合力，以便大力開展對鍋爐等特種設備節能減排的宣傳教育，努力營造濃厚的工作氛圍，提高全民節能意識，極力發揮各行業協會及技術機構的支撐作用，全力推進工業鍋爐節能減排工作。

2.3 鍋爐和輔機節能減排技術

對鏈條爐排鍋爐而言，節能減排主要圍繞減少機械不完全燃燒損失和排煙熱損失兩個方面:①從燃燒設備和燃燒室結構設計方面強化煤燃料的引燃、燃燒、燃盡和傳熱技術，其中包含改革創新爐排片和配風結構、爐拱和二次風強化著火、燃燒和燃盡技術，減少灰渣和飛灰含碳量的再燃、燃盡技術等。其中主要任務是減少機械不完全燃燒損失，如降低灰渣含碳量需從爐拱設計搭配、二次風調整、爐排片設計、配風均勻性四個方面進行優化設計。②實行煙氣深度冷卻技術。目前工業鍋爐普遍的排煙溫度為160℃～300℃，從技術和投資回收的角度來看，我們現在已有能力將排煙溫度降到100℃以下，降低溫度可以使工業鍋爐熱效率比原來提高3%～9%，此技術目前已經進入實質性的示范工程，若能積極推廣該技術，必能為節能減排技術作出巨大貢獻。

2.4 工業鍋爐監測、診斷、調節和控制

現在，我國多數工業鍋爐配備了儀表控制系統，甚至有一些采用了先進的計算機控制系統或DCS 控制系統，但是，大都沒有配備對熱工和排放參數實行在線監測、在線診斷、系統自動調節和系統控制的功能。對此我們可以著手以下研究:①工業鍋爐節能減排監測傳感器技術研究。在工業鍋爐節能減排的監測技術過程中需要對多種物質進行監測，因此要用到大量的傳感器。②鍋爐控制節能技術研究。③工業鍋爐能耗和排放監測系統、評價、診斷、調節和控制技術。這類技術具有通過空氣和燃料的質量流量前饋控制燃燒狀況、利用煙氣循環減少污染物排放、控制優化熱效率等特點。

3 鍋爐脫硫技術的現狀

目前，我國僅有部分火力發電廠實施燃煤煙氣脫硫技術，其目的是減少向空氣中排放SO2的量。國內比較成熟的凈化技術主要應用于小型鍋爐設備中，而大型設備很少采用該技術。目前我國已經從日本和西歐引進了一批先進技術，并且這些技術和設備具有運行穩定、技術先進、自控程度高等特點，唯一的缺陷就是運行成本比較高，很難在我國大面積普及。鍋爐脫硫的投資成本比較大，不可能通過回收副產品來抵消該方面的花費。

大量調查發現，現有脫硫設備的結垢、腐蝕、堵塞以及煙氣帶水等問題未能得到有效的解決，從而很難滿足國家的相關規范和要求。要提高鍋爐的脫硫效果，就需要從以下幾個方面著手:①對于正在興建的中小型鍋爐，一般選用除塵脫硫一體化的設備。②已有的燃煤中小型鍋爐，一般已經具備了除塵系統，所以建議選用中效、低阻、占地面積小的噴霧脫硫器。而對于除塵系統不理想的系統，建議選擇除塵脫硫一體化設備。③對于存在廢堿的中小型鍋爐，例如造紙廠等，建議選擇濕法脫硫技術，從而達到以廢治廢，綜合利用的目的。目前我國大多數中小型燃煤鍋爐均選擇可除塵脫硫一體化的設備，但是中小型鍋爐脫硫技術未來的發展趨勢是干法或半干法煙氣脫硫，并且我國在這些方面也進行了一系列的研究，期望能夠很好地緩解鍋爐脫硫技術的不足。

4 結語

工業鍋爐節能減排將進入快速發展時期促，進工業鍋爐進人實質性的良性軌道，盡管在目前的形勢下工業鍋爐改造和創新的新技術層出不窮，但這些新技術一旦應用到新產品開發和市場競爭上，工業鍋爐產品的價格會急劇上升。所以，相關人員應當積極探尋恰當的節能減排措施，并且予以大力推廣及應用，從而促進鍋爐運行效率及節能效果的提升。

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