化工燃煤鍋爐節能改造的主要問題與優化措施應用研究

趙丹

摘要：化工生產的過程中，會產生大量的能源需求，其中所使用的燃煤鍋爐屬于能源消耗量較大的設備，相關數據顯示，燃煤鍋爐的煤炭消耗量占據全年煤炭消耗量的1/4。部分化工生產企業所使用的燃煤鍋爐年久失修，能源消耗量較大，同時也會存在一定的安全隱患。在煤炭無法充分燃燒的情況下，還會帶來大氣污染、熱效率降低等問題。燃煤鍋爐實際運行中的熱效率一般僅能達到60%。與設計時的預期效果存在一定的差異。可見，對化工燃煤鍋爐進行節能改造具有重要的意義，是提升熱效率和改善環境污染問題的必然之舉。

關鍵詞：化工;燃煤鍋爐;節能改造;問題;措施

某化工企業生產所用燃煤鍋爐為10t/h鍋爐，鍋爐運行時，原煤由爐排進入，燃燒后的煙氣統一由除塵器凈化處理后排放，剩余的煤渣由人工運輸至墻外渣場集中裝車外運。據統計，該鍋爐的年運行時間為10個月以上，大約為310天，燃煤的最低發熱值為18800kJ/kg，灰分與硫分分別是30%和1%。該鍋爐的耗煤量為45t/d，平均年耗煤量是14310t。由于爐排區域的配風不當，原煤難以充分燃燒，會產生大量污染性較強的煙氣，且灰渣中存在部分焦炭狀煤粒，鍋爐的熱效率普遍低于57%，與設計的熱效率存在較大差距。

1燃煤鍋爐節能環保原理分析

工業燃煤鍋爐節能和穩定運行與鍋爐設計、燃燒控制之間的聯系十分密切，鍋爐熱效率是鍋爐設計、運行的關鍵技術指標之一，相關部門需要注重鍋爐熱效率的提升，保證鍋爐節能環保改造工作的持續性、高效性。在新時期的發展中，鍋爐熱效率極易受各項因素的影響，如排放熱損失、燃料未充分燃燒、熱損失等，鍋爐熱效率會被水、蒸汽、導熱油吸收的熱量、燃料進行充分燃燒，進而產生熱量比值，一般大型燃煤鍋爐熱效率在60%到80%范圍內。在我國工業化建設進程持續加快的過程中，燃煤鍋爐在生產中的重要性不斷突顯出來，在燃煤量持續增加的情況下，煙氣污染問題日益嚴重，引發大氣污染、霧霾等問題。另外，由于燃煤鍋爐煙氣燃燒不充分、硫元素等污染物含量比較高，已成為大氣環境中的重要污染源，在煙氣治理后，技術人員需要實行有針對性的治理方式，從根本上解決煙氣污染問題。

2燃煤鍋爐改造問題分析

2.1鍋爐制造質量偏低的問題

部分廠家在生產鍋爐時受到設計能力和制造工藝的影響，極易造成鍋爐制造質量偏低的問題。此類問題的產生必定會影響燃煤鍋爐的應用效果。而部分化工企業考慮到設備購置的成本，在進行鍋爐設備采購時，并未考慮到鍋爐的制造質量問題，致使鍋爐使用過程中造成大量的資源浪費。

2.2鍋爐運作效率問題

也存在一定的問題。相關研究資料中指出，部分鍋爐在燃燒過程中的熱能效率僅有60%，這與鍋爐設計時的預期效率存在較大的差異，這也意味著鍋爐燃燒過程中會存在燃料燃燒不充分的現象，不僅會帶來環境污染的問題，還會造成資源浪費的現象，同時增加化工企業的生產成本。

2.3鍋爐輔機配置不佳

鍋爐輔機配置不佳的問題也可能會影響鍋爐的燃燒率，從而影響熱能的產生。同時機械運轉的過程中所產生的噪聲也會消耗部分資源。

3化工燃燒鍋爐節能改造的有效措施

3.1給煤裝置改造

燃煤鍋爐的主要燃料是原煤，鍋爐類型普遍是鏈條爐排鍋爐，傳統集美裝置向爐膛給煤過程中，原煤的塊、末煤會混合堆疊到爐排中，無法保障鍋爐進風的有效性，在鍋爐爐膛內部氧氣供應不充足的情況下，原煤很難進行充分燃燒。為了進一步優化給煤形式，設計人員需要針對斗式給煤裝置進行改造，實行分層給煤裝置，保障中塊、末煤在爐排中的均勻性、分散性，提升爐膛的整體進風量，為原煤燃燒提供足夠的氧氣、燃料空間，減少碳含量，提高節能的整體效果，降低污染物的排放量。

3.2優化爐拱

爐拱能夠加強爐膛內氣流的有效混合，全面組織爐內的傳熱、燃燒，主要分成前拱、中拱、后拱三部分。前拱的敞開度充足，不需要設置過高，后拱的覆蓋率充足，可以確保出口煙氣流速達到最佳狀態，因而確保前后拱距離適中。另外，爐拱形狀、尺寸與燃用煤種聯系十分密切，相關人員

需要根據實際情況選擇煤種，適當改善爐拱形狀、位置，減少燃煤的消耗量。

3.3風倉、風室結構改造

（1）風倉結構的主要作用為對風量進行有效分配，從而增強煤炭的燃燒率，起到改善鍋爐熱效率的重要作用。因此，在進行鍋爐改造時，也應將風倉結構改造作為重點的改造內容。尤其需要做好對傳統封倉間結構的合理優化，通過提升風倉結構的密封性以及各風倉之間的配合度來進行風量調節，實現對鍋爐內部的均勻供風，從而增強鍋爐的熱效應;（2）燃煤鍋爐的煤炭能否充分燃燒與配風質量存在密切的聯系，只有確保空氣的充足供應才能提升燃煤效率，從而實現對能源的高效利用。因此，在進行鍋爐改造時，也應做到對風室結構的合理調整，使其能夠滿足鍋爐燃燒的配風需求。

3.3.1合理控制爐排長度方向的配風質量

鍋爐生產的過程中，需要通過爐排將原煤運輸到鍋爐內部，在此過程中，原煤需要經歷三個燃燒階段：（1）第一階段主要進行預熱干燥;（2）第二階段原煤才被燃燒;（3）第三階段原煤充分燃燒后產出灰渣。由于三個階段燃燒特點的不同，對于空氣量和空氣質量的需求也存在一定的差異。就第一階段來說，進行原煤預熱干燥時基本無需空氣，而在進入第二階段后，原煤燃燒則需要提供部分空氣，使原煤得以充分燃燒，釋放出熱量提供生產動力。最后一階段的空氣需求量較大，主要是由于空氣可以提升原煤燃燒效率，最后產出灰渣，整個燃燒過程結束后，也需部分空氣用于送風保證爐排的快速冷卻。根據上述風量需求，需要在爐排下設置行分倉供風系統，確保各個階段均能得到適宜的風量供應。同時在各個分倉部位設置功能調節系統，控制出風量。

3.3.2合理控制爐排寬度方向的配風質量

爐排寬度方向的配風要求與長度方向的配風要求存在較大的差異，爐排寬度方向需要進行均勻配風，保障燃煤的充分燃燒。（1）在進行改造時，可以對風室結構進行有效調整，可將原有的風室結構轉變成雙面進風結構或者等壓風式結構，確保寬度方向配風的均勻性。實踐證明，寬度方向配風均勻可以有效降低煙氣熱損現象;（2）原煤燃燒效率還與爐排上放置的原煤厚度以及煙氣含氧量存在一定的聯系，要求相關生產人員能夠根據以往的生產經驗，結合爐排上的原煤厚度合理配風，從根本上提升燃煤燃燒率。

3.4采用先進的脫硫除塵技術

為了做好脫硫除塵工作，技術人員需要引進鈉鈣雙堿法脫硫工藝，這項工藝相對成熟，具有脫硫效率高、運行安全、操作便利等優勢，有效地改善了石灰法塔內易結垢的缺陷，吸收效率比較高，在經過脫硫除塵后排放的煙氣符合鍋爐大氣污染排放標準。

結論

綜上所述，在現代燃煤鍋爐生產、運行過程中仍存在很多問題，相關部門必須正確認識、了解這些問題，全面落實資源節約型環保友好型思想，針對燃煤鍋爐進行節能環保改造，通過實行創新、改進措施，實現節能、環保改造的預期目標。

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