淺析鍋爐節能改造的環保效用

摘 要：我國是世界上的能源消耗大國，并且在能源消耗中，煤炭的比例一直居高不下，2013年煤炭在中國能源結構中占比為67.5%。隨著十三五發展計劃地展開，可持續發展和綠色環保理念的深入發展，如何對現有煤炭鍋爐進行節能減排地改造，將對減少二氧化碳地排放和環境地污染有積極的意義。文章對我公司長期以來在實踐中鍋爐節能改造的實踐效果和有效經驗進行了介紹和歸納，以期為鍋爐使用效率地提升，節能減排技術地推廣，提供有益的借鑒和技術基礎。

關鍵詞：鍋爐節能；技術改造；環境保護

前言

我國能源供應主要依賴煤炭，燃煤鍋爐占鍋爐總數的75%以上，燃煤工業鍋爐更是我國主要的動力設備。然而，燃煤工業鍋爐，排出了大量的煙塵，同時伴有二氧化硫、氮氧化合物等有害氣體，嚴重地污染了環境，是我國大氣主要污染源之一。因此在煤炭資源利用比例暫時無法降低的基礎上，如何改造燃燒鍋爐，提升燃燒效率，減少污染物地排放，減輕環境承污的負擔，將對于工業生態地維護和可持續發展有非常重要的現實意義。

1 鍋爐污染物組成

1.1 國標中鍋爐污染物的界定

根據《鍋爐大氣污染物排放標準》GB13271-91中規定：（1）在1996年1月1號以后銷售的鍋爐，在煤的灰分≤25%的情況下：鍋爐出口原始煙塵濃度的排放標準為1800mg/Nm3；（2）經除塵后的煙塵排放濃度要<350mg/Nm3；（3）規定的二氧化硫的排放濃度（燃煤硫含量≤2%）：1200mg/Nm3。從這個規定中，可以看出大氣污染相當嚴重。

1.2 我司鍋爐污染物組成分析

我公司是制藥企業，主要以成品制劑藥和原料藥為主，在生產經營過程中，通過2噸的燃煤蒸汽鍋爐，完成對產品的烘干、滅菌、加熱反應等工藝過程。擁有一臺KZL2-12.5工業燃煤鍋爐，每年用煤量約500噸左右。為了減少污染，減輕鍋爐煙塵所造成的危害，在2006年，我們對鍋爐系統進行了改造，對煙氣進行了處理。煙氣在排放前，先經過干式除塵器，除去大部分粉塵；再經過水膜除塵器，進行除塵，同時，也除去了煙塵中大量的二氧化硫和氮氧化物，從而達到了排放要求。

2 鍋爐尾氣處理流程

我公司的水膜脫硫塔是通過將含有一定濃度的NaOH溶液，經過循環水泵噴射到脫硫塔內，形成水霧，與廢氣充分接觸，吸收SO2和氮氧化物，然后廢氣再經過水浴進一步吸收、洗滌，從而達到脫硫、除塵的目的。工藝流程圖如圖1所示。

主要產生的化學反應如下：

經過處理后的尾氣完全符合排放標準，如表1所示。

通過這項改造（1）與沒經過處理的煙塵初始濃度1800mg/m3相比，除塵率≥98%；（2）與干式除塵后，GB13271-91中規定排放標準350mg/Nm3相比，除塵率達90%以上；（3）二氧化硫的吸收，與GB13271-91中規定的二氧化硫排放標準1200mg/m3相比二氧化硫脫除率≥95%；與GB13271-2010中規定的二氧化硫排放標準900mg/m3相比二氧化硫脫除率≥93%，效果明顯。

盡管如此，如果按照每年消耗500噸煤計算，每噸煤產汽量為6噸計算，能產生3000噸蒸汽，需要滿負荷運行1500小時。煙氣排放量約為：1.95*107m3。這種情況下，每年仍有約569.4kg的煙塵，約1148kg的二氧化硫排放到大氣中。

這僅僅是2噸的小鍋爐，全國來講，2012年度全國原煤產量36.5億噸，據1998年工業普查統計，全國工業燃煤鍋爐保有量為52萬臺、120萬蒸噸，其中70%是蒸汽鍋爐，其余是熱水鍋爐，可見空氣污染相當嚴重。

3 鍋爐改造結果

在2015年上半年，為了響應政府節能減排的號召，我們將燃煤鍋爐進行報廢，更換為2噸的以輕質柴油為燃料的燃油鍋爐。不但進一步降低了污染物的排放，還提高了能源的利用率，達到節能減排的目的。

3.1 改造后尾氣達標情況

改造完成后，經檢測，尾氣排放達到了預期目標。煙塵的排放濃度：每立方減少：（29.2-11.1）mg/m3=18.1mg/m3；二氧化硫的排放濃度：（58.9-15）mg/m3=43.9mg/m3。由此可見，減排效果很好。具體如表2所示。

3.2 改造后鍋爐能耗分析

改造完成后，鍋爐的能耗節省情況如表3所示，其中理論耗油量、燃料節約了98噸標煤。改成燃煤鍋爐后，減少了很多鼓風機、引風機、脫硫循環水泵等用電設施，總的裝機容量減少了30多千瓦。如果，按照滿載運行1500小時，耗電量按80%計，約節3.6萬度電，相當于4.4噸標煤。改造完成后，減少了用氫氧化鈉吸收二氧化硫以及氮氧化物所造成的二次污染。

據統計，我國鍋爐的保有量與鍋爐制造廠家數量均居世界第一，至2013年底，共有燃煤鍋爐62萬臺，工業鍋爐約46萬臺，總容量達200萬蒸噸/小時（各資料數據均有差異，取保守值），年消耗煤炭高達7.3億噸。如果采取上述的改造方式，能夠節省大量的燃煤和燃油資源。

4 結束語

為治理大氣污染、應對當前的“十面霾伏”，政策和市場正倒逼國內許多地方推動煤炭清潔高效利用，淘汰低效高污染的燃煤爐具和鍋爐，可以說大力發展節能環保鍋爐正逢其時。我國“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦決定了煤炭的基礎能源地位，但長期以來依靠大量消耗煤炭資源的粗放式發展模式日益受到生態環境的約束，已經無法適應新形勢發展的需要。在生態環保逐步被重視的今天，高效、清潔地利用煤炭資源，才是有效改善大氣污染狀況的關鍵所在，真正解決目前面臨的霧霾問題和能源結構調整問題。國家能源局、國家發改委、環保部等七部委聯合發布《燃煤鍋爐節能環保綜合提升工程實施方案》，規劃到2018年，推廣高效鍋爐50萬噸，淘汰落后燃煤鍋爐40萬噸，完成節能改造40萬噸，提高燃煤工業鍋爐運營效率6個百分點，計劃節約4000萬噸標準煤。這是繼火電行業大幅提高排放標準后，國家部委首次針對其他燃煤工業鍋爐的環保提標改造措施。文章根據本公司的實際情況，因地制宜地對原有鍋爐排放方案進行了改造和優化，并取得了良好的效果，不但減少了能耗，提高了鍋爐的使用效率，同時還減少了對環境的污染，取得了良好的社會效益。

參考文獻

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