淺析燃煤鍋爐節能改造技術

周文鋒

【摘 要】目前，我國的工業燃煤鍋爐熱效率普遍較低，主要原因是排煙熱損失和不完全燃燒熱損失過大。為了降低排煙熱損失和不完全燃燒熱損失造成的浪費，必須圍繞這兩點進行采取技術改造。可以通過鍋爐煙氣余熱回收、給煤裝置改造、爐膛內壁噴涂節能涂料、燃燒系統改造、爐拱改造、鍋爐輔機節能改造等技術方式提高燃燒鍋爐的熱效率問題。

【關鍵詞】燃煤鍋爐；節能改造技術；節能降耗

0 引言

據統計，全國工業燃煤鍋爐約70%是蒸汽鍋爐，30%是熱水鍋爐，年耗煤炭約4億噸標準煤。工業燃煤鍋爐型式各異，但其熱效率普遍較低，比發達國家低20%左右。中國燃煤工業鍋爐煤渣含碳量設計低，據有巨大的節能潛力。對于磨損率低的鍋爐，可以通過先進、合理的技術改造措施，提高鍋爐熱效率；對于磨損率高的鍋爐，可以以更新為主。

1 分層給煤裝置改造技術

目前，我國的燃煤鍋爐原料大多使用原煤，塊煤、末煤混合入爐居多。原有的斗式給煤裝置，使混合煤阻礙空氣進入鍋爐量，減少燃燒煤與空氣的接觸面積，影響煤充分燃燒。可以將斗式給煤裝置改造為分層給煤裝置，將原煤中的末煤層層篩選、過濾，上層煤塊縫隙多，空氣進入量大，可以使煤塊充分燃燒，下層煤末也可松散地分布在爐排上，煤炭的燃燒率隨之提高。使用分層式給煤裝置，可以改善鍋爐內原煤的通風狀況，提高煤炭的燃燒率，這種方法既節約成本，效率又高，可大量使用。

2 節能涂料噴涂技術

燃燒鍋爐的爐膛內壁，由于長時間燃燒煤中煙氣粉塵的堆積，鐵管在高溫氧化作用下，鐵管壁磨損嚴重，降低了鍋爐使用壽命。鐵管壁的磨損，鐵管的遠紅外輻射系數低，使鐵管傳遞熱量到水中的時間延長，爐膛內的熱傳遞效果差。可以通過對鍋爐鐵管壁和省煤器管表面噴涂遠紅外輻射節能涂料的方式，提高鐵管表面的熱輻射系數，增加鐵管傳遞熱量到水中的速度，可以有效保護爐膛內壁和省煤氣使用壽命，節約原煤消耗量，成本不高且效果極好。

3 鍋爐煙氣余熱回收和富氧燃燒

燃煤鍋爐煙氣排放溫度普遍高達180℃以上，這種高溫燃燒既污染了環境，又會浪費了寶貴的煙氣余熱資源。要改善這種情況可思考利用熱管換熱技術，這種方法可有效回收這部分受污染的煙氣余熱資源，用來預熱鍋爐助燃空氣充當空預器的作用，預熱鍋爐給水達到省煤器的效果，可以生產熱水充當水加熱器功能。該項技術的應用可以變廢為寶，其經濟效益和社會效益非常顯著。

4 煤粉鍋爐改造節能降耗

公司原有一臺東鍋產的75T/h煤粉鍋爐，現擬對該鍋爐進行技術改造，使鍋爐能摻燒或全燒蔗髓，并將鍋爐出力提高至85T/h。

4.1 原鍋爐的設計數據

根據對原鍋爐的結構進行計算，原鍋爐的結構數據如表1：

因該鍋爐原設計為全燒煤粉，溫度水平較高，結構較緊湊，但鍋爐仍可以達到甚至超過設計參數。

但鍋爐改燒蔗髓后，因蔗髓的熱值低（只有1600Kcal/Kg左右），水分高（≥50%），加熱及燃燒時間長，便需要足夠的爐膛容積和爐膛內的燃燒時間，才能使蔗髓在爐膛內得到充分的燃燒，從而提高鍋爐的燃燒效率。同時，必須對鍋爐的受熱面進行適當的調整，才能使鍋爐能達到設計參數。

4.2 鍋爐技術改造方案

1）鍋爐提高8m，爐膛水冷壁相應駁長8m，轉彎煙室水冷壁駁長6m。

2）在爐膛下部增加一個前置爐膛，前置爐膛內增加一套固定爐排和4臺帶調節板的蔗渣噴射器。固定爐排的面積約為24 m2。

3）前水冷壁下集箱前移6870，標高提高至4700，前水冷壁下部改造成前置爐膛的頂部。前置爐膛和原落渣斗間用耐火磚墻分開。

4）將爐膛出口窗的標高降低1500，以降低煙氣速度。

5）改造、降低高溫段過熱器，將高溫段過熱器降低1500，使其煙氣速度在合理范圍內。

6）原上組省煤器標高升高6500，改造、更換省煤器，把其橫向排數減少到16排，再在其下面增加一組省煤器，橫向排數為16排，以降低煙氣速度。

7）尾部鋼柱后移1160mm，并把其駁高約4000。

8）提高上組空氣預熱器的安裝位置，改造、更換上組空氣預熱器，其管箱高度改為4800，管箱深度增加1160，以增加受熱面積，降低煙氣、空氣速度。

9）原下組省煤器的安裝位置不變，煙道深度增加1160，改造、更換下組省煤器，使其橫向排數增加至39排，再在其上面增加一組省煤器，其橫向排數為39排。

10）原下組空氣預熱器的安裝位置不變，改造、更換下組空氣預熱器，其管箱高度不變，管箱深度增加1160，以增加受熱面積，降低煙氣、空氣速度。

11）改造熱風道系統，增加前置爐膛的底風系統、后二次風系統、噴渣風系統。

12）改造鋼架、護板系統。

13）更換給水泵、引風機，增加一臺噴渣風機。

5 鍋爐輔機節能改造與鍋爐本體保溫

在具體的時間中，燃煤鍋爐的主要輔機包括鼓風機和引風機兩部分，其運行參數與鍋爐的熱效率和耗能量緊密相關。要實現燃煤鍋爐的節能，就要應用適當的調速技術。要依據鍋爐的負荷需要調節鼓、引風量，來維持鍋爐運行的最佳狀況，這樣一方面可以節約鍋爐燃煤，另一方面又可以節約風機的耗電，節能效果十分突出。

一般狀況下，鍋爐本體在20℃的環境溫度下，散熱損失在2%左右。在具體的應用中，如果鍋爐本體保溫不好，會加速鍋爐的散熱損失，惡化周圍的環境。要改善這種不利的狀況，可以思考使用新型專用保溫膏。專用保溫膏材料粘度大，而且保溫效果好，干后抗沖擊、抗震動效果極佳，整體密封性能會有顯著加強，與特殊配套的防水涂料相配合使用效果會更佳，可有效減少散熱損失0.5%-1%，該種技術的應用會起到改善勞動條件，美化勞動環境的預期效果。

6 舊鍋爐更新與控制系統改造

該項改造是用新鍋爐替換舊鍋爐，即用大型鍋爐替來替換小型鍋爐，用新型節能型鍋爐替換舊型鍋爐，用高參數鍋爐來替換低參數鍋爐，以實現熱電聯產等效果。如用適當臺數大容量循環流化床鍋爐替換多臺小容量層燃鍋爐，就能實現熱電聯產。這樣的替換可以較大幅度提高鍋爐的能源效率，因此節能效益可觀，且投資回收期較短，長則4-5年，短則2-3年。

在具體的應用過程中，燃煤鍋爐控制系統節能改造主要有兩類：一是按照燃煤鍋爐的負荷要求，根據生產的實際適時調節給煤量、給水量、鼓風量及其引風量，使鍋爐始終處在良好的運行狀態當中。要實現這種改造，就要考慮將原來的手工控制或者是半自動控制改造成全自動控制系統。這類改造，比較適合于負荷變化幅度較大，而且變化頻繁的鍋爐，其節能效果也很好，一般可達10%以上。二是針對供暖鍋爐，在保持足夠室溫的前提下，根據戶外溫度的不斷變化，適時調節鍋爐的輸出熱量，以此來達到舒適、節能、環保的目的。實現這類自動控制，方可使鍋爐節約20%左右的燃煤。這種方法對于燃油、燃氣鍋爐，節能效果也是一樣的，因此說，這種技術改造的實用性很強，且其經濟效益更高。

7 結論

綜上所述，隨著節能減排的號角不斷吹進，對鍋爐行業和使用鍋爐的要求也越來越高。因此，從鍋爐生產企業要從社會需求的實際出發，立足節能減排，大力加強節能改造工作，切實為節能減排做出自己的貢獻。

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[責任編輯：程龍]