淺談燃煤鍋爐的節能環保改造措施

陳鳳

摘要：我國煤炭資源豐富，并且銷售價格較低，使得當今各大行業的鍋爐多以煤為燃料，但是燃煤鍋爐存在消耗能源量較大、煙氣排放量大、熱效率低的缺點。我國每年消耗煤炭 4 億噸，鍋爐在實際工作中的熱效率不到 60%，在這一過程中的煙氣排放量達 600 萬噸，并且還產生 SO2 和 CO2 污染。燃煤鍋爐的使用嚴重影響了生態環境的健康發展，但是由于技術、經濟、成本等因素的限制，也不能取消煤炭鍋爐的使用。為了解決這一問題，要不斷加強對燃煤鍋爐的節能和環保的改造工作，以實現煙氣排放達到相關標準，實現經濟和環境的可持續健康發展。文章主要針對燃煤鍋爐改造過程中存在的問題進行分析，并提出相應的節能環保改進建議。

關鍵詞：鍋爐;燃煤節能;環保;改造措施;脫硫除塵;余熱利用

1燃煤供暖鍋爐供熱中存在問題的分析

1.1 燃煤供暖鍋爐自身先天不足降低了能源利用率

從鍋爐構造和運行工況中我們可以看出煤炭在鍋爐中很難完全燃燒，不管是在煙氣或是爐渣中都會有未燃盡的碳。不僅如此，爐排也存在著受熱不均的現象，雖然煤炭在進入爐膛前都會經過篩煤器將大塊煤炭篩離出來，但是篩離的不徹底，使得煤層內部不易燃盡造成爐渣中含煤量偏高。還有就是鍋爐水冷壁管和對流管容易在部分區域發生明顯脫碳現象和沿晶裂紋致使塑形下降，造成脆性爆破。管道在維修時需要退火停爐，爐膛內沒有燃盡的煤直接會退入出渣機中，所以爆管不僅影響鍋爐正常的使用還造成能源的很大浪費。造成水冷壁管和對流管腐蝕爆裂的主要原因有兩種情況：一種是由于 PH 過高，游離的氫氧化鈉會在鍋水中產生，隨著其濃度的增加會使管道表面的保護膜溶解并于管道中的鐵發生化學反應生成氫和亞鐵酸鈉，開始反映不是很劇烈，但腐蝕物使熱阻變大，導致其下部溫度升高、鹽濃度增加，腐蝕因此會越來越強烈;另一種是由于 PH 過低，鍋水帶有酸性直接破壞管道內膜使管道金屬面暴露在鍋水之中，鍋水與其反應生成原子態氫，隨著氫原子擴散滲透進管道金屬面的加劇，使鋼內碳不斷與其反應，出現脫碳現象造成管道壁變薄，在水壓作用下出現爆破。

1.2 燃煤鍋爐運行中對環境造成的影響

燃煤鍋爐之所以會污染環境，這就是要從鍋爐燃燒物煤炭的成分說起，眾所周知，它的主要成分有碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分等。其中硫是煤中的一種有害元素，硫燃燒生成二氧化硫或三氧化硫氣體，污染大氣，對人體有害，這些氣體又與煙氣中水蒸汽凝結在受熱面上的水珠結合，生成亞腐蝕金屬。不僅如此，含硫煙氣排入大氣還會造成環境污染;在就是氮元素在高溫下可與氧反應生成氮氧化物，它是有害物質。在陽光紫外線照射下，可與碳氫化合物作用而形成光學氧化劑，引起大氣污染;而灰分是煤中不能燃燒的固體灰渣，由多種化合物構成，如直接丟棄在土壤中會嚴重污染環境，降低土壤肥力，阻礙植物生長。簡單的講，只要是燃煤鍋爐，不管是燃煤蒸汽鍋爐還是燃煤熱水鍋爐，其中煤燃燒時硫元素的排放物還有氮氧化物的合成物以及灰分等排放到空氣和土壤中，對造成空氣和土壤形成污染。

2燃煤鍋爐的節能環保改造措施

2.1 爐膛拱型的優化

在火床爐中，爐拱發揮引煤燃火的作用，并控制爐內的空氣工況。經過前拱與后拱的合理搭配工作，可保持較好的爐內空氣動力，確保燃料著火面加大，并實現充分燃燒，提高對燃煤的適應性，并改善爐膛的充滿度。通過增加鍋爐中的受熱面，可減少飛塵排放，灰渣充分燃燒，將熱損失能量降到最少。隨著空氣動力的增加，也可確保爐內煙氣中的可燃氣體及攜帶的飛塵等充分燃燒，提高爐膛中的溫度，保證爐內工作達到最高效率與最高質量水平。可見，前拱與后拱是否合理搭配，對提高鍋爐的熱效率、減少環境污染、提高煤種適應力等具有重要作用，可有效實現鍋爐的高效、可靠運行。

2.2 合理配風

合理配風主要目標是實現鍋爐燃燒的連續性與經濟性。在層燃鍋爐中，風量的分配情況一般根據燃燒要求來決定，以此實現煤種的充分燃燒，提高鍋爐效率。在鍋爐運轉過程中，應盡量避免各風倉之間出現相互串風現象。盡量均勻分配應力。一般合理配風主要從以下幾點著手：首先，改良風倉的結構。實現各風倉的密封改造，以方便調節燃燒狀況，避免燃燒時的風量匱乏。同時改善風倉的密封度與結構，可實現均勻供風;其次，選擇恰當的鼓風機和引風機，實現經濟運行。鼓風的風量應保持科學合理，確保燃煤可以同空氣中的氧氣充分燃燒，減少產生黑煙及飛灰現象;再次，煙道的合理布置，可有效避免尾部漏風，提高煙道密封性。通過計算鍋爐的煙氣阻力，科學布置煙道，可減少阻力，提高除塵器的工作效率與工作效果。

2.3 盡量避免結焦現象

爐內發生結焦后，會對鍋爐的管壁造成侵蝕，影響鍋爐使用壽命，嚴重時會導致爆管危險。因此，加大對結焦現象的控制或者治理手段，對燃煤鍋爐運轉的安全性與經濟性十分重要。為避免爐內結焦，可以選用合適的清灰劑。清灰劑主要由硝酸鉀、硝酸鈉、催化劑構成。清灰劑進入爐膛后，在高溫作用下完全分解，并與鍋爐受熱面的結渣、結焦等接觸，使其脫落、分解，并起到助燃作用。這樣既保證了鍋爐的清潔、提高熱傳遞速度，也可減緩鍋爐受熱面被腐蝕，延長使用壽命，確保鍋爐的安全運行，降低成本。另外，選用新型激波吹灰器，通過激波作用，通過撞擊、震蕩、沖刷鍋爐的空預器、過熱器等，使其表面的積灰結焦可破碎脫落。由于這種設備的吹灰效果好，且吹灰較為徹底、成本低廉、回報高，因此使用非常廣泛，可取代傳統吹灰設備，實現鍋爐的節能環保。

3結束語

綜上所述，工業鍋爐節能改造的以上各項內容實施后，效果均能較大幅度地減少燃料以及電能的消耗，今后我國鍋爐的發展必然朝著高效率、高節能、燃燒充分、清潔生產的方向邁進。因此，加快改造燃煤鍋爐，實現節能環保目標，是我國當前一項刻不容緩的任務。

參考文獻：

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（作者單位：齊齊哈爾房產建筑段）