供熱鍋爐技術(shù)節(jié)能潛力分析

【摘 要】我國從上世紀(jì)70年代開始節(jié)能減排得到了越來越多的重視，但如今40多年過去了，霧霾天氣層出不窮、水體污染比比皆是，節(jié)能減排的形勢依然十分嚴(yán)峻。

【關(guān)鍵詞】供熱；鍋爐；技術(shù)

鍋爐節(jié)能技術(shù)隨著能源的日漸緊張和對環(huán)境保護(hù)的日益迫切，節(jié)能工作更加深入；同時(shí)，由于供熱生產(chǎn)上經(jīng)濟(jì)效益需求的提高，作為降低作業(yè)成本的直接有效措施，鍋爐節(jié)能工作也應(yīng)更前進(jìn)一步。尤其對我國這樣一個(gè)發(fā)展中的大國來說，如何有效地利用和節(jié)約資源，使之更好地適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展的需要，已成為我國一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略問題。目前，鍋爐節(jié)能技術(shù)在鍋爐設(shè)計(jì)、制造以及使用等多方面都加以應(yīng)用，并朝著多元化的趨勢發(fā)展。

0.前言

我國的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是煤多油少，由此決定了國內(nèi)工業(yè)鍋爐主要以燃煤為主，其消耗量約占全國原煤總產(chǎn)量的五分之一左右。燃煤工業(yè)鍋爐不但能耗高，而且污染嚴(yán)重，是僅次于電站鍋爐的第二大污染排放源，因此，對其進(jìn)行節(jié)能減排改造就顯得十分緊迫了。正是基于這一現(xiàn)實(shí)狀況，國家把燃煤工業(yè)鍋爐的改造列入了十大重點(diǎn)節(jié)能工程項(xiàng)目之首，是非常正確的。供熱鍋爐技術(shù)主要涉及以下領(lǐng)域，鍋爐及附屬設(shè)備選型與鍋爐房設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)；鍋爐及附屬設(shè)備改造節(jié)能技術(shù)；鍋爐房余熱回收節(jié)能技術(shù)；熱媒輸配節(jié)能技術(shù)；凝結(jié)水回收利用節(jié)能技術(shù)；典型用熱工藝與設(shè)備節(jié)能技術(shù)等方式提高供熱鍋爐的熱效率問題。

1.往復(fù)給煤機(jī)和分層給煤裝置改造節(jié)能

東北地區(qū)冬季天氣嚴(yán)寒多雪，多數(shù)儲煤環(huán)境不理想，儲煤多數(shù)為露天儲備。燃煤的含水含冰率很高進(jìn)入落煤斗后塊煤時(shí)常將落煤斗堵塞，落煤效果極差，需要司爐人員投入巨大精力在落煤口處捅煤，同時(shí)在落煤斗外以重力敲擊，這樣大大浪費(fèi)了人力和物力。

采取往復(fù)給煤機(jī)不但能滿足大型高產(chǎn)高校礦井系統(tǒng)的大流量輸送要求，而且大大提高了設(shè)備的工作可靠性和生產(chǎn)的安全性，擴(kuò)大了生產(chǎn)能力的可調(diào)節(jié)性。具有生產(chǎn)能力大、體積小、重量輕、便于安裝、給料調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。

分層給煤裝置改造在于熱效率高、節(jié)流損失少、有限的燃料盡可能多地轉(zhuǎn)化成工作能量。分層燃燒模式下節(jié)氣門不完全打開，保證進(jìn)氣管內(nèi)有一定真空度（可以控制廢氣再循環(huán)和碳罐等裝置）。這時(shí)，發(fā)動機(jī)的扭矩大小取決于噴油量，與進(jìn)氣量和點(diǎn)火提前角關(guān)系不大。

2.鍋爐及附屬設(shè)備選型與鍋爐房設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)

鍋爐房設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇中，鍋爐設(shè)備的選型是最重要的核心問題。從節(jié)能角度出發(fā)，鍋爐選型時(shí)：（1）應(yīng)通過合理的計(jì)算確定鍋爐的設(shè)備容量，繪制負(fù)荷曲線圖進(jìn)行分析。（2）針對供應(yīng)的煤種選擇爐型。若鍋爐爐型與燃用煤種不符，就會出現(xiàn)燃燒不完全、燃料結(jié)焦嚴(yán)重等問題，造成鍋爐出力嚴(yán)重不足、熱效率低、能源浪費(fèi)大。（3）確定鍋爐型號及臺數(shù)，盡量使鍋爐在高效經(jīng)濟(jì)條件下運(yùn)行。

關(guān)于輔助設(shè)備及用電設(shè)備的選擇，首先要選擇新型的節(jié)能設(shè)備，其次按鍋爐運(yùn)行工況合理選擇風(fēng)機(jī)和水泵，避免大馬拉小車的現(xiàn)象。

3.鍋爐房爐渣熱量回收技術(shù)

鍋爐在燃燒運(yùn)行中排放的高溫爐渣（800～950℃），通常以底渣形式直接排放，在渣場自然冷卻或用水沖洗到室溫狀態(tài)，造成物理熱能的損失，同時(shí)極大惡化了鍋爐運(yùn)行現(xiàn)場的生產(chǎn)環(huán)境；高溫爐渣中殘留的S和N仍可在爐外自燃釋放出大量SO2和NOX，造成大氣環(huán)境二次污染。

另一方面，由于鍋爐采用底渣直接排放形式，直接影響到鍋爐料床內(nèi)料層厚度和爐膛床壓的穩(wěn)定性，當(dāng)任何一個(gè)條件穩(wěn)定性較差時(shí)，會出現(xiàn)大塊爐渣沉積現(xiàn)象（俗稱爐膛結(jié)焦），致使排渣不暢，嚴(yán)重時(shí)可堵塞排渣管道，造成鍋爐停爐檢修。因此防止和避免爐膛結(jié)焦，必須保持爐膛內(nèi)燃煤具有良好的流化條件，即保證鍋爐內(nèi)料層厚度和爐膛床壓的穩(wěn)定。

高溫渣余熱利用的途徑：

3.1以熱水、熱風(fēng)形式回收

典型如循環(huán)流化床鍋爐渣通過冷渣機(jī)加熱鍋爐給水；電站煤粉鍋爐渣利用干排渣機(jī)加熱鍋爐一次風(fēng)。

3.2產(chǎn)生蒸汽，用于生產(chǎn)或發(fā)電

典型如高爐渣通過干熄渣技術(shù)余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽 3、直接干燥其它物料：典型如高溫硫酸渣干燥原料黃鐵礦，高溫金屬鎂渣通過回轉(zhuǎn)圓筒干燥煤粉等。

4.熱媒輸配節(jié)能技術(shù)

一級網(wǎng)的設(shè)計(jì)供回水溫度應(yīng)同鍋爐或換熱器的實(shí)際可達(dá)到的運(yùn)行參數(shù)相一致，而二級網(wǎng)的設(shè)計(jì)供回水溫度應(yīng)同采暖系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)相一致，否則設(shè)計(jì)將是脫離實(shí)際的，就會給工程帶來巨大損失。

一級網(wǎng)的供回水溫差應(yīng)盡量大些。這樣可以大大降低一級網(wǎng)的運(yùn)行電耗。根據(jù)熱量公式 Q=G*C*（tg-th）可知，提供相同發(fā)熱量Q時(shí)供回水溫差與循環(huán)水量成反比。供回水溫差大，則循環(huán)水量就小，一級網(wǎng)的電耗就會大大降低。

二級網(wǎng)，也應(yīng)該是大溫差，小流量最省電。但由于二級網(wǎng)，直接同用戶的采暖系統(tǒng)相連，用戶采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況制約供回水溫差和循環(huán)水量。

5.注重人員技術(shù)水平管理

加強(qiáng)管理、注重考核鍋爐房的管理人員和司爐工的技術(shù)水平對鍋爐運(yùn)行效率起了重要的作用，通過對鍋爐房的管理人員和操作人員的強(qiáng)化培訓(xùn)，提高鍋爐操作人員和管理人員專業(yè)知識。實(shí)行合理的考核獎(jiǎng)懲，開展運(yùn)行班組間的節(jié)能競賽，提高司爐人員的節(jié)能意識和責(zé)任心。熟悉掌握系統(tǒng)和設(shè)備功能，定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。加強(qiáng)水質(zhì)管理，定期清理水垢；在水質(zhì)符合GB/T1576《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)要求基礎(chǔ)上減少排污量，排污量應(yīng)控制在5%以下，最佳為2%；應(yīng)防止各種管道、閥門漏汽漏水，總泄漏量不超過2%-3%。使系統(tǒng)和設(shè)備在最佳狀態(tài)下工作。

綜上所述：工業(yè)鍋爐節(jié)能改造技術(shù)，它可以提高鍋爐的熱效率，能夠使鍋爐的熱效率達(dá)到70%-80%，可以節(jié)煤10%-15%。基本原理是把高新材料技術(shù)、燃燒技術(shù)和鍋爐綜合技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，通過一系列物理、化學(xué)變化，使燃燒煤達(dá)到強(qiáng)化燃燒，充分燃燒，完全燃燒的一種全新的燃燒方式。這種技術(shù)已經(jīng)得到了國家和用戶的認(rèn)可。