無煙煤工業鍋爐節能評估分析和改造

尤毅聰

（福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院泉州分院，福建 泉州 362000）

無煙煤工業鍋爐節能評估分析和改造

尤毅聰

（福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院泉州分院，福建 泉州 362000）

本文對某印染公司的一臺SZL15-1.25-WⅡ鍋爐進行節能評估分析，尋找存在的問題并分析原因，提出技術改造措施，改造后鍋爐運行狀態明顯改善，熱效率提高了15%，經濟效益顯著。

無煙煤；工業鍋爐；節能評估；技術改造

福建省泉州市某印染公司的一臺SZL15-1.25-WⅡ鍋爐，2000年投入使用，2014年以后廠方發現鍋爐出力不足，司爐人員反映鍋爐很難燒。經熱效率測試發現：排煙溫度232℃，過量空氣系數2.78，爐渣可燃物含量26.23%，鍋爐熱效率僅為65.3%，比其他公司同型號鍋爐的熱效率低10%以上，我們對其進行了節能評估分析，尋找存在的問題，進行原因分析，提出綜合節能改造措施，改造后的鍋爐出力明顯提高，燃燒穩定，熱效率達到80.3%，提高了15%。

1 存在的主要問題

（1）鍋爐出力嚴重不足，僅能達到額定蒸發量的66%左右。

（2）火床不均勻，煤燒不透，爐溫較低，爐渣含碳量高達26.23%。

（3）鍋爐爐膛結焦嚴重，爐墻破損存在漏風現象。

（4）水膜除塵年久失修，引風阻力大，鍋爐微正壓燃燒，鍋爐房內煙塵污染嚴重。

（5）進行內外部檢驗發現，鍋爐受熱面水側嚴重結水垢，水垢厚：鍋筒底部至水冷壁管間2 mm，水冷壁管至水位線間1 mm，下降管內側1.5 mm，水冷壁管內側1 mm，煙管水側1 mm。

（6）爐外水處理裝置失效。

2 原因分析

（1）燃料煤管理不到位。鍋爐實際使用福建產的無煙煤，沒有固定采購商，煤的熱值變化較大。硫含量高，對灰份高，極易造成爐膛和受熱面積灰和結焦，煙道、風機殼體有腐蝕磨穿現象，特別是空氣預熱器。

（2）給煤裝置落后。鍋爐原設計的給煤裝置是斗式給煤裝置，這就造成塊狀以及粉末狀的煤被混合堆積在爐排上，經閘板的擠壓形成異常密實的火床，大顆粒間的縫隙被煤屑填充，使火床通風能力差，在火床薄處或顆粒集中處易形成火口和溝流，而煤屑多、火床厚處未有足夠的助燃空氣，造成燃燒不均勻，需要人工撥火調整火床。

（3）后拱的布置不合理，與前拱間的距離太大（前后拱間的喉口太大）。無煙煤鏈條爐排鍋爐的后拱布置在燃燒室的中后部，后拱通過輻射加熱把鏈條爐后段的熱量導流加熱前段的煤層，它主要起導流引燃作用，正確的后拱布置會強化無煙煤的完全燃燒。后拱布置不合理造成對前段煤層預熱不足，導致煤層燃燒不穩定，煤層燃燒不完全。

（4）鏈條爐排設計不合理。鏈條爐排所采用的迷宮式側密封結構復雜且強度差，與邊夾板的間隙大，造成大量漏風，在爐排和爐墻連接處經常出現跑紅火現象，側密封和邊夾板容易被燒壞變形，造成爐排卡死后拱起，掉爐排片現象頻繁，嚴重影響鍋爐穩定運行。空氣預熱器腐蝕穿孔，換熱效果不好，進入爐膛的風基本為冷風，也造成燃燒的不穩定。

（5）鍋爐輔機維護保養不當。水膜除塵年久失修，噴淋裝置多處無法噴水，除塵器筒壁未能形成水膜；一套三塔式鈉離子交換器沒有正常再生清洗，已失效，相當于進鍋爐的水是沒有處理的地表水，而鍋爐給水的硬度大約在6～7 mmol/l,沒有處理的水進鍋爐產生大量的水垢；鍋爐尾部沒有安裝省煤器等節能裝置，尾部熱量白白流失，造成鍋爐熱效率低。

3 綜合節能改造措施

（1）改造給煤裝置，由原來的斗式給煤改造為分層給煤系統。分層燃燒裝置技術集布煤器、疏煤器于一體，內置水箱保護裝置、煤閘板調控裝置、防阻塞裝置、變速傳動裝置、分層分粒裝置、自動噴淋裝置，構成一個完整的給煤裝置，安裝于鍋爐爐排前上方（取代原加煤斗）。

燃煤在節煤裝置儲倉內經煤量調節閘板調控，通過轉動的疏煤器疏松煤塊，散播在滾筒布煤器上，由布煤器將燃煤通過分層分粒裝置均勻分送到運行的爐排上，形成大塊煤在下部，中塊煤在中部，小塊煤在上部的均勻平整、松散透氣的煤層，這樣燃燒減少了通風阻力，增加了單位面積的通風量，燃煤氧化反應增強、燃燒速度加快，燃燒更充分、更均勻，使鍋爐出力提高。

（2）建立燃料煤入庫管理制度。在采購方面，對原煤的產地、熱值進行管理，在產地上盡量選擇龍巖等大型礦，熱值選用大于25 116 kJ/kg(6000大卡/公斤)的無煙煤。對灰份及硫含量提出要求，幫助企業建立了燃料煤熱值化驗室，建立相關的煤入庫管理制度。

（3）改造后拱。加長后拱25 cm，使后拱與前拱的間距縮短了25 cm（縮短喉口的大小：喉口的間距由原來的120 cm縮短為95 cm）。

這樣剛進入爐膛的煤層及時受到后拱輻射熱的加熱，在爐排運行到末端時，可燃物基本燃盡，從爐渣可燃物含量化驗分析，爐渣可燃物含量全部小于5%。

（4）爐排側密封及邊夾板改造。將原來的迷宮式側密封結構改為新型的接觸式側密封結構，并改進邊夾板，改造后的側密封和邊夾板雖結構簡單，但強度大，不易損壞，爐排兩側的漏風減少了，減少了爐排和爐墻之間的跑紅火現象，爐排故障率明顯下降。

（5）在鍋爐尾部增加了省煤器。有效的回收了尾部的熱能，排煙溫度由原來的232℃下降到150℃以下，鍋爐的給水溫度提高了10℃。

（6）進行酸洗除垢。水垢成分分析：碳酸鹽垢30%，硫酸鹽垢70%。酸洗后，鍋筒水側表面、下降管、集箱水垢基本清除干凈，水冷壁管內壁有部分沒有清洗干凈，除垢率大于90%，鍋爐受熱面傳熱效果大大增強，提高鍋爐的熱效率。

（7）整修鍋爐輔機。整修三塔式鈉離子交換器，更換交換樹脂，對樹脂進行預處理，調試到軟化水符合鍋爐進水標準；整修水膜除塵器，更換噴淋裝置，調試使之能正常運行。更換了空氣預熱器，使進入爐膛的空氣溫度明顯提高。

（8）完善鍋爐房運行安全管理制度，對司爐人員和水處理人員進行針對性的培訓，強調重視鍋爐輔機管理，幫助完善鍋爐運行記錄，廠方管理人員及司爐人員感覺受益良多。

4 節能改造的經濟效益

通過對鍋爐的節能評估分析和技術改造，鍋爐對煤種的適應性明顯提高，可燃用揮發分較低的貧煤；燃燒工況穩定，爐膛在微負壓情況下運行，火床平整，基本杜絕了火口和溝流現象，爐膛溫度有較大幅度的提高，爐排卡死和拱起的情況少了，鍋爐故障率明顯降低，鍋爐出力已經恢復到了額定的出力，鍋爐熱效率顯著提升，由原來的65.3%，提高到80.3%，提高了15%。

從鍋爐技術改造后的測試情況看，鍋爐改造前后測試結果：改造后鍋爐出力由9.9～10.6 T/h變為15～15.6 T/h；排煙溫度由原來的232℃變為≤150℃；爐渣含碳量由原來的≥26.23%變為≤5%；鍋爐熱效率由原來的65.3%變為80.3%。

按該單位生產情況：日運行16小時，一年運行300天以上計算，年產蒸汽量約：72 000噸，技術改造后每年可節約煤2 500噸，每噸煤市場價大約為800元，年節能經濟效益200萬元。該鍋爐的節能評估分析和技術改造總費用僅為38萬元人民幣，經濟效益明顯。

5 結論

經對鏈條鍋爐進行熱效率測試，鏈條鍋爐的熱效率大部分在60%～70%之間，通過節能技術改造提升熱效率的空間很大，同時經濟效益非常顯著。對鍋爐進行技術改造，一定要根據鍋爐運行的實際情況，在認真做好節能評估分析的基礎上，針對存在的問題，采取有效的節能改進措施，同時考慮引入鍋爐節能新技術、新工藝，才能使節能技術改造效率最大化。加強鍋爐的運行管理，關注運行中出現的問題并及早發現解決，使鍋爐運行達到最佳狀況。

TK229.6

A

1671-0711（2016）10（上）-0052-02