淺談熱電鍋爐節(jié)能減排

呂潮海

摘 要：對于熱電企業(yè)而言，加快推進(jìn)熱電鍋爐的節(jié)能改造，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、低碳發(fā)展才能持續(xù)發(fā)展。熱電鍋爐節(jié)能改造主要基于我國熱電企業(yè)熱電鍋爐潛在的節(jié)能空間，通過有效調(diào)節(jié)鍋爐運(yùn)行工況，對落后的鍋爐配套設(shè)備進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)熱電企業(yè)高效、低耗、綠色發(fā)展。本文通過對鍋爐運(yùn)行方式的介紹，針對性地研究分析了熱電鍋爐節(jié)能減排的具體改造對策，旨在為熱電企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色、和諧發(fā)展提供有益參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：熱電鍋爐；節(jié)能減排；低碳；持續(xù)發(fā)展；改造

0 引言

隨著當(dāng)前大氣污染綜合防治壓力的增大，我國加快推進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級的步伐，轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)，走一條綠色發(fā)展、和諧發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展之路成為所有工業(yè)企業(yè)的必經(jīng)之路。面對日益嚴(yán)峻的污染形勢，環(huán)境對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的納污能力降低，人類如果再不治理污染，再不進(jìn)行節(jié)能減排將會面臨更加嚴(yán)重的環(huán)境污染形勢。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，pm2.5已經(jīng)耳熟能詳，空氣中主要的污染物是由于能源消耗產(chǎn)生的粉塵、硫化物、二氧化碳和氮氧化合物。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，一般一噸標(biāo)煤估計(jì)排放二氧化碳為2.66～2.72噸，我國年均消耗煤炭21億噸，那么產(chǎn)生的二氧化碳量更加龐大，這一數(shù)據(jù)告訴我們，能源消耗是造成環(huán)境污染的“罪魁禍?zhǔn)住薄τ跓犭娖髽I(yè)而言，其具有較高的煤炭消耗量，在燃煤過程中會產(chǎn)生大量的污染物，給環(huán)境治理造成沉重的壓力和負(fù)擔(dān)，也對經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展造成了十分惡劣影響。鑒于此，熱電企業(yè)更應(yīng)高度重視對鍋爐的節(jié)能改造，千方百計(jì)采取有效措施節(jié)能減排，最大限度地降低對環(huán)境的污染。

1 我國熱電企業(yè)鍋爐現(xiàn)狀

2015年2月我國火力發(fā)電企業(yè)單位數(shù)為1241家，同比增長2.14%[1]。這些火電企業(yè)中，絕大多數(shù)建廠較早，所用鍋爐爐齡相對較長，設(shè)備已經(jīng)老化，相關(guān)的系統(tǒng)配置也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前環(huán)境治理的要求，因而，大多數(shù)熱電企業(yè)具有較高的單位能耗，存在著較嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，造成比較嚴(yán)重的環(huán)境污染，熱電鍋爐高污染和高能耗現(xiàn)狀并不容樂觀。熱電企業(yè)鍋爐燃燒存在著諸多亟待解決的問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是從事鍋爐操作人員在進(jìn)行鍋爐燃燒工況調(diào)整時，由于專業(yè)性差，不能系統(tǒng)地掌握和了解相關(guān)的數(shù)據(jù)，不能及時根據(jù)負(fù)荷數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行有效地調(diào)整，也不能將鍋爐監(jiān)測儀表充分利用并將其作用有效地發(fā)揮出來；同時，很多熱電企業(yè)缺乏對鍋爐節(jié)能減排的專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)，仍在使用許多小容量的鍋爐，有的熱電企業(yè)雖然使用大容量的鍋爐，但這些大容量鍋爐尚處于低負(fù)荷的工作狀態(tài)，煤炭無法得到充分高效地燃燒，這也是熱電企業(yè)造成煤炭資源浪費(fèi)、熱量損失和環(huán)境污染的原因所在；此外，熱電企業(yè)鍋爐存在著較高的排煙溫度，大多數(shù)熱電企業(yè)鍋爐所排放的煙氣溫度都較高，有時候溫度甚至可以達(dá)到300多度，這種高溫排煙也會造成鍋爐煤炭資源燃燒的不充分，這樣勢必會造成資源的極大浪費(fèi)，這是造成環(huán)境大范圍污染和能源浪費(fèi)的主要原因所在。面對這種情況，大多數(shù)熱電企業(yè)采用燃燒的方法來解決這一問題，以此來最大限度地降低排放的粉塵量，減少有害氣體對空氣的污染和對人身體健康的危害；在實(shí)踐中，大多數(shù)熱電企業(yè)還會面對鍋爐受熱面過熱的問題，過熱的受熱面結(jié)焦就會導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)嚴(yán)重的積灰。隨著大氣污染綜合防治力度的加大，這些熱電企業(yè)必須適應(yīng)低碳、綠色發(fā)展的要求，結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能改造，抓住控制污染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，努力將污染排放降到最低，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

2 熱電企業(yè)對鍋爐運(yùn)行方式的優(yōu)化

對于熱電企業(yè)而言，優(yōu)化鍋爐運(yùn)行方式首先需要對鍋爐燃燒工況進(jìn)行科學(xué)地調(diào)整。我們知道鍋爐內(nèi)部燃煤過程是十分復(fù)雜的，在燃燒時必須同時保證溫度、時間和氧氣三個基本要素，而不能有任何一個要素的缺失或者弱化，否則會使鍋爐運(yùn)行的熱效率和單位耗煤比值受到影響。在進(jìn)行鍋爐燃燒工況調(diào)整時，調(diào)整風(fēng)煤比是第一要務(wù)，將過剩空氣系數(shù)調(diào)整好的目的在于爐內(nèi)的煤炭資源能夠更加充分地燃燒，從而使煤炭資源損失降到最低，由此可見，熱電企業(yè)爐內(nèi)空氣系數(shù)必須得到較好地調(diào)整，過大或者過小都可能對鍋爐的正常運(yùn)行帶來影響。以粉煤爐為例，過大的爐內(nèi)空氣系數(shù)會使氣流速度加快，煤粉不能充分地與空氣進(jìn)行混合，這樣就會造成煤粉無法在爐內(nèi)有效停留，造成燃燒時間不足，煤粉無法得到充分燃燒，這樣勢必會造成熱電廠鍋爐的單位煤耗增加。鑒于此，熱電企業(yè)必須高度重視對爐內(nèi)空氣 的調(diào)整，使其處于正常的范圍，不因空氣系數(shù)過低或者過高而影響到鍋爐的正常運(yùn)行；同時，要注意對鍋爐漏風(fēng)的調(diào)節(jié)，我們知道鍋爐漏風(fēng)是造成熱損失的一大原因，也是導(dǎo)致一次風(fēng)溫度降低而增加引風(fēng)機(jī)熱負(fù)荷的主要原因。鍋爐漏風(fēng)會使有效送風(fēng)量減少，風(fēng)量不足自然也會導(dǎo)致爐內(nèi)燃燒不充分，從而出現(xiàn)積渣過多現(xiàn)象，嚴(yán)重的很可能會對鍋爐的正常運(yùn)行造成十分不良的影響。這就提示我們，在對鍋爐進(jìn)行日常維護(hù)時，一定要對爐體嚴(yán)密與否、空氣系數(shù)正常與否進(jìn)行有效監(jiān)測。在有效調(diào)整鍋爐運(yùn)行工況的過程中，還需對爐體受熱面吹灰，以防止積渣過度而導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行的熱效應(yīng)受到影響。

科學(xué)采用富氧燃燒技術(shù)。熱電企業(yè)傳統(tǒng)送風(fēng)只能將含氧量20.9%的自然風(fēng)送到爐內(nèi)，如果采用富氧燃燒技術(shù)，則能夠?qū)⒑趿看笥谧匀伙L(fēng)含氧量的風(fēng)送至爐內(nèi)，這樣就能夠在很大程度上降低燃料質(zhì)量對鍋爐燃燒的影響，使火焰特性和爐內(nèi)的燃燒條件得到改變，使鍋爐內(nèi)溫度不斷增高，從而確保鍋爐安全高效燃燒，經(jīng)對熱電企業(yè)鍋爐污染物排放的監(jiān)測，采用富氧燃燒技術(shù)會明顯地改善鍋爐所排放煙氣的黑度，這就說明富氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用效果明顯。在實(shí)踐中，很多熱電企業(yè)改進(jìn)燃燒技術(shù)，采用富氧燃燒，通過加入助燃劑和使用氧化膜，能夠極大地降低鍋爐燃燒對煤炭資源的浪費(fèi)，能夠明顯地提高熱電企業(yè)的鍋爐燃燒效果，這對熱電企業(yè)節(jié)能減排和和諧持續(xù)發(fā)展大有裨益。熱電企業(yè)還可以進(jìn)行如下節(jié)能技術(shù)改造：例如，對運(yùn)行負(fù)荷變化大的鍋爐采用變頻調(diào)速技術(shù)對主要輔機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造，使電機(jī)為軟啟動，啟動電流從0逐漸上升到額定電流，不僅節(jié)能，同時也能維持鍋爐運(yùn)行在最佳狀態(tài)，且又維護(hù)了電機(jī)，減少了機(jī)械磨損，一般節(jié)電率可達(dá)30%左右[4]。

除此之外，熱電企業(yè)可以運(yùn)用分層式的燃燒方法來達(dá)到節(jié)能減排的效果，分層式的燃煤鍋爐需要燃燒用的煤是由塊煤和粉煤所組合成的，粉煤和塊煤都需要在分層的狀態(tài)下進(jìn)入爐內(nèi)進(jìn)行燃燒[2]。眾所周知，大多數(shù)熱電企業(yè)采用的鏈條爐將煤炭放入煤斗后，煤層厚度是靠內(nèi)設(shè)的閘門來控制和調(diào)節(jié)的，受煤炭自身自重的影響，煤炭會在閘門附近發(fā)生擠壓，從而緊密地堆積在爐排上，煤層之間幾乎沒有絲毫的縫隙和空間，無法進(jìn)行有效通風(fēng)，因而造成爐內(nèi)煤炭無法充分燃燒。使用分層式的煤炭燃燒技術(shù)就改變了以上方式中給煤的缺陷，將粉煤和塊煤分層，塊煤在下層但是粉煤在上面，形成疏松的煤炭結(jié)構(gòu)，這樣通風(fēng)的條件就會改善，煤層之間的氧氣量十分充足[3]。爐內(nèi)燃燒就會更加充分，減少煤炭資源的浪費(fèi)和熱量的損失，實(shí)際上就達(dá)到了節(jié)能減排的效果。

3 結(jié)束語

總之，隨著國家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，熱電企業(yè)也必須加快推進(jìn)節(jié)能減排，千方百計(jì)采取有效措施進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，有效地對鍋爐燃燒工況加以調(diào)整，科學(xué)采用分層燃燒技術(shù)，合理使用富氧燃燒技術(shù)，最大限度地保障鍋爐內(nèi)煤炭資源得到充分燃燒，提高燃燒效率；同時，通過采取現(xiàn)代化的技術(shù)手段和先進(jìn)的助燃氧化劑等，提高鍋爐燃燒效率，解決鍋爐燃燒過程中資源浪費(fèi)的問題，也降低排放黑度，達(dá)到節(jié)能減排的效果，從而獲得綠色和諧、持續(xù)發(fā)展的機(jī)會。

參考文獻(xiàn)

[1] http：//www.qianzhan.com/qzdata/detail/149/150722-9e7f4bb2.html

[2] 魏麗蓉.廣西首臺660MW.超監(jiān)界W火焰鍋爐冷態(tài)試驗(yàn)研究[J].輕工科技，2013.

[3] 姜新.熱電鍋爐節(jié)能減排探究[J].科技風(fēng).2014（23）：59-59.

[4] 陳立波.淺談熱電鍋爐節(jié)能減排[J].資源節(jié)約與環(huán)保.2013（8）：51.endprint