燃煤工業鍋爐節能減排技術研發與應用

齊亞輝

【摘 要】工業鍋爐是重要的熱能動力設備，在國民經濟發展以及人民群眾的生活中占據著十分重要的位置，但在使用過程中，對生態環境造成了嚴重的污染。現階段，燃煤工業鍋爐的低耗能、高污染嚴重違背了我國節能減排政策，很多地區基本都在實行淘汰燃煤工業鍋爐的措施。基于此，文章介紹了我國燃煤工業鍋爐的現狀，分析了工業鍋爐節能減排中存在的問題，總結了燃煤工業鍋爐節能減排的優化措施。

【關鍵詞】燃煤鍋爐；節能減排；應用

工業鍋爐為人民群眾的生產和生活帶來了很大的便利，被廣泛應用到居民生活、建筑供暖以及工廠動力提供等領域，但工業鍋爐是我國重要的能源消耗和污染源。隨著社會經濟的快速發展和人民群眾生活水平的提升，大家對能源的需求量急劇增大，鍋爐的數量急速增長，其節能管理和安全管理問題日益突出。因此，相關部門應采取一定的優化措施，有效利用與合理使用鍋爐，并做好鍋爐的節能減排工作。

一、我國燃煤工業鍋爐現狀

現階段，我國在用燃煤工業鍋爐達46.7萬臺，總容量達178萬蒸噸，年消耗原煤約7億噸，占全國煤炭消耗總量的18%以上。全國在用工業鍋爐主要是中小容量鍋爐，平均單臺容量不高，其中，容量<2t/h的鍋爐約占35%左右，2到10t/h的約占60%左右，≥10t/h的約占5%；污染物排放濃度高，煙塵排放質量濃度一般在450mg/m3，SO2排放質量濃度達1600mg/m3，燃煤工業鍋爐年排放煙塵、SO2分別約占全國排放總量的33%、27%。

二、工業鍋爐節能減排存在的問題

（一）運行效益較低

很多企業在選擇鍋爐設備的過程中，只注重自身的經濟效益，導致許多鍋爐設置在運行過程中處于低負荷運行狀態，無法保證滿負荷運行，極易造成鍋爐運行的負荷波動大，風機、水泵等輔機的能源浪費現象較為普遍。與此同時，鍋爐運行的管理模式比較粗放，操作人員節能意識不強，導致其實際運行的效益較低。

（二）自控水平低

為了實現給料、著火、燃燒、燃盡和物料流動的暢通，相關部門應該重視爐機配套設施。現階段，我國燃煤工業鍋爐的自控水平普遍較低，多數使用開環控制，無法根據用能變化自動調節鍋爐運行狀態。除此之外，主機與輔機的匹配度不高，導致相關設備的運行監測儀表不全或者失靈，無法掌握相關的運行數據，比如，燃煤量、過量空氣系數，無法準確判斷鍋爐的運行狀況。

（三）燃料與爐型匹配性差

燃煤工業鍋爐是按一定的煤種（如揮發分、熱值、灰分、水分等）進行設計的，在燃用與設計煤種性能相近的燃煤時，鍋爐的運行才能處于比較好的狀態。我國煤的種類很多，煤質存在很大的差異，由于燃煤供應缺乏約束性規范和標準，完全由市場調節，供給工業鍋爐使用的燃煤基本是原煤，其粒度、熱值、灰分、水分經常發生變化，導致煤種與爐型不適應，這就為著火和燃盡帶來了一定的難度，甚至因買不到適合鍋爐使用的燃煤，用戶改造鍋爐，以適應當地的燃料供應狀況。除此之外，我國燃煤工業鍋爐以層燃鍋爐為主，層燃鍋爐對煤種的適應性較差，在燃用煤種發生變化的情況下，它的燃燒情況必然會變化，一般是變得更差些；由于供應煤種的變化，運行管理人員無法掌握煤質情況和運行規律，無法采取有針對性的應對措施，導致鍋爐出力不足，燃燒不完全，效率下降，帶來嚴重的污染。

（四）鍋爐水處理不夠重視

鍋爐使用過程中產生的水垢是一種導熱性能極差的物質，能夠降低鍋爐熱效率，浪費大量燃料，生成大量的水垢，甚至會造成鍋爐運行事故。除此之外，鍋爐使用單位在使用中，不重視鍋爐水的處理問題，造成使用單位對燃料的需求增加。

三、燃煤工業鍋爐節能改造技術

（一）給煤裝置改造

燃煤工業鍋爐使用的燃燒材料為原煤燃料，采用斗式給煤裝置，在給煤過程中將煤塊和煤粉混合供給，容易造成煤塊和煤粉堆實在爐排上，不利于鍋爐進風，影響煤燃燒效率。而將斗式給煤裝置改造為分層式給煤裝置，通過重力篩選方式，能夠將堆原煤中的塊狀、顆粒狀、粉狀煤燃料分層供給，使煤燃料松散分布在爐排上，實現給煤的均勻性，有利于鍋爐進風，改善煤燃燒供氧條件，提高煤燃燒效率。

（二）爐拱改造

通常情況下，正轉鏈條爐排鍋爐的爐拱是按設計煤種配置的，很多鍋爐無法燃用設計煤種，直接影響鍋爐的熱效率，甚至影響鍋爐出力。而相關人員按照實際使用的煤種，適當改變爐拱的形狀與位置，可以改善燃燒狀況，提高燃燒效率，減少燃煤消耗，這項改造可獲得10%左右的節能效果，技改投資半年左右可收回。

（三）改造燃燒設備

層燃工業鍋爐燃燒設備普遍存在布風不均、漏風嚴重的問題，嚴重影響著組織燃燒、調節鍋爐出力。通過改造不合理的調節件結構、配風裝置，能夠妥善地處理爐排風室之間的串風問題，改善布風不均現象；與此同時，在鏈條爐排銷軸兩端加裝帶翼（或擋板）的邊爐排，減少縱向串風，改進側密封結構，減少爐排與側墻間漏風，實現降低鍋爐過量送風的目的，提高鍋爐的熱效率。

（四）更新舊鍋爐硬件設備及軟件系統

工業煤燃燒鍋爐往往會因投入使用時間長，設備性能下降，導致工作效率降低，不利于節能減排。因此，企業應及時淘汰老舊鍋爐、低參數鍋爐，更新使用新型節能型鍋爐，實現熱電高效聯產，有效地提高鍋爐的能源供應效率。除此之外，在鍋爐改造過程中，還應該重視鍋爐控制系統的改造，實現鍋爐控制系統自動化，提高各項參數控制的速度和效率，實現高效的節能減排。

四、燃煤工業鍋爐節能減排的主要途徑

（一）建立和完善節能減排指標體系

政府相關部門應盡快出臺鼓勵節能減排和促進新能源發展的配套措施及優惠政策，各級職能部門建立協作聯動機制，努力形成整體合力，開展鍋爐節能減排的宣傳教育，營造濃厚的工作氛圍，提高人民群眾的節能意識，充分發揮技術機構的支撐作用。

（二）充分發揮企業節能減排的主體作用

政府相關部門應鼓勵企業加大節能減排技術改造和技術創新投入力度，增強自主創新能力。完善和落實鍋爐企業節能減排的各項管理制度，提高鍋爐熱效率，重視鍋爐運行人員和管理人員的節能技能培訓考核，提高相關人員的綜合素質。

（三）選用清潔燃燒技術

為了能夠使鍋爐節能減排發揮出巨大效益，相關部門必須選擇高效清潔的燃燒技術。現階段，常用的清潔高效燃燒技術主要有循環流化床鍋爐、拋煤機燃燒鍋爐、振動爐排鍋爐。這些技術能夠提高鍋爐熱效率，減少燃料的浪費。

（四）改進燃料消費政策

首先，城市及鄉鎮小容量的生活鍋爐以新能源（如太陽能）、生物質可再生能源（生物質顆粒直燃、氣化）和燃用清潔燃料為主，比如，油品和天然氣、煤氣、液化氣，相關部門可以改善燃料供應結構；其次，中等及大容量工業和供熱鍋爐積極推行容量大型化，工業鍋爐燃用動力優質化配煤（洗選或篩分）；最后，無法實施工業鍋爐燃用動力配煤的城市，應采用爐前篩分和成型的混煤配煤方式，開發新型的爐前分類、分質和成型化裝置。

五、結束語

綜上所述，燃煤工業鍋爐節能減排技術能夠有效地降低煤炭的資源消耗，減少環境污染，是實現經濟與環境和諧發展的技術戰略。因此，相關部門應結合燃煤鍋爐的實際使用情況，改造設備硬件技術和軟件控制系統，為我國燃煤鍋爐的高效運行提供保障，促進節能減排工程的有效進行。

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