低碳視域下造紙行業清潔能源改造工程技術

馬雅妮

(隴西縣住房和城鄉建設局 甘肅 隴西 748100)

0 引言

煤炭是一種非常重要的基礎能源，一些區域具備煤炭能源優勢，在礦井和地面建筑物采暖等多項供熱過程中應用燃煤鍋爐。近年來我國全方位推進生態環境保護工作，燃煤鍋爐需要改為燃氣鍋爐，不僅要高效開展燃煤鍋爐房清潔能源改造工作，也要選用科學合理的工程技術，在制定符合要求的改造方案之后，嚴格按照工程統一規定做好管理工作，為后續實現資源最優配置目標創造條件。現階段人們生活品質逐步提高，最初的燃煤鍋爐供熱形式無法滿足環境保護要求，這就要做好燃煤鍋爐房清潔能源改造工作，要求工程技術人員做好本職工作，選用經濟性強和實用性高的改造方案，在做好生態環境保護工作的基礎上，保證各項工程技術充分發揮作用，為后續提高燃煤鍋爐房清潔能源改造的效果奠定基礎。本文從燃煤鍋爐房清潔能源改造方案的內容入手，展開闡述，針對如何高效應用各項改造技術進行全面探討。

1 燃煤鍋爐房清潔能源改造方案

1.1確定建設方案

為了保證最終確定的燃煤鍋爐房清潔能源改造方案具有合理性，就要在前期制定項目建設方案時，深入現場做好調查工作，并要結合燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐的實際要求、周邊替代熱源情況進行細致分析，確定各項內容符合實際要求的建設方案，具體包括以下幾種類型。

一是如果發現建設項目周圍存在可替代的熱源，那么就要選擇將所供用戶接入背的熱源和熱網這一方案，并且還要將其作為臨時供熱的方案，在后續完場項目建設工作之后及時切換。這種方案具有諸多優勢，如存在替代熱源，供熱保障度非常高、工期安排自由度比較大，但是其也存在弊端，如實際需要投入的資金比較多。

二是在調查分析之后，發現項目建設區域不存在可以替代的熱源，這就要制定更加周密的建設方案，規定建設流程，已選擇煤庫等不影響現有供熱系統的建設場地為主，并且還要將其作為新廠房建設用地，在等到完成新系統建設工作之后有效連接原鍋爐房的系統[1]。這種方案能夠緩解工程建設壓力，但是也需要增加資金投入量。

三是遵循“原拆原建”原則建設新的廠房，如在實際操作過程中以土建結構為主，充分利用與之相關的設備和系統，并要保證在建設當年完工。這種方案的特征表現為：整體建設需要的資金比較少，甚至還可以簡化前期辦理手續，但是其也存在一定的弊端，如建設周期極易受到多項因素的影響，在實際建設過程中具有較大的壓力，并且供熱保障風險也比較大。

因此，為了做好燃煤鍋爐房清潔能源改造工作，需要結合具體要求，在明確各個方面的優點和缺點之后，選擇符合實際要求的建設方案，保證改造效果符合實際要求。

1.2確定建設項目的規模

將燃煤鍋爐房清潔能源改造項目所在區域的供熱規劃方案作為核心依據，精準確定項目建設的具體規模。在此期間，需要精準判斷負荷需求、未來規劃、項目周邊是否存在潛在用熱需求等。通常狀況下，在實際開展燃煤鍋爐改為燃氣鍋這項工作時，將發展觀念作為保障確定具體規模，并且要保證實際的供熱能力滿足近、遠期發展用戶的供熱需求[2]。除此之外，需要充分利用用熱需求信息資料，其主要來源包括當地政策文件、中期和長期發展規劃、實地調研等。現階段燃煤鍋爐房清潔能源改造非常緊迫，既要保證最終確定的建設項目規模符合政策要求，也要保證實際改造期間的操作滿足未來尖峰熱源要求。因此，在實際確定建設項目規模時，一定要全面考慮項目所在區域的現狀、未來規劃、發展政策等多項內容。

2 合理設計熱源供水和回水溫度

通常狀況下，很多煤改氣項目會選擇一次供水溫度為130 ℃、一次回水溫度為72℃，作為鍋爐的熱源供水和回水溫度，將這項操作與低溫差供熱進行比較，可知具有方便按照用戶需求合理調節水力工況和熱力工況的優勢。

此外，結合業內的另外一種設計理念進行研究，可知其存在一定的錯誤性，具體是指“大流量小溫差”的設計理念，存在違背節能運行原則的問題，這種設計理念被廣泛應用。深入研究，可知主要指在熱源鍋爐供回水母管上設置旁通道，并在供水母管、旁通道連接的位置上安裝三通調節閥。在此種狀況下，在熱源鍋爐運行期間，鍋爐具體產生的高溫熱水會在氣溫補償器的調控下，受到三通調節閥的影響，出現改變水母管與旁通管回水混合比的現象，在降低一次網的供水溫度之后進行調節[3]。

一些設計人員認為此種方式可以消除冷熱不均，提高鍋爐出力，在節能方面具有重要作用。但是此種設計理念不正確，按照其運行方式進行研究，不難發現這種運行方式是一種變相的大流量小溫差的運行方式，具體特征包括輸入外網的循環流量大于進入鍋爐的循環流量，并且在三通調節閥的作用下成定流量運。主要因為在此種模式的影響下，無形中加大了一次網的循環流量，并且加熱用戶側不做任何調節的狀況下，可以緩解冷熱不均問題，提高供熱效果，但是在實際判斷供熱系統是否具有節能特征時，需要從系統的種耗能狀況入手進行考查。雖然此種運行方式能夠改善供熱效果，但是每當系統循環流量提高一倍，其電功率就會增加八倍，一旦供熱系統使用此種運行方式，反而會產生更多能源消耗量，因此大流量小溫差的運行方式存在弊端。

3 充分應用變頻水泵系統

如果想要做好水泵變流量調節工作，就要不斷創新水泵的變轉速技術。在實際改變水泵轉速過程中，實際上有多種調節方法可以進行選用，具體包括轉子串電阻、定子調壓、電磁耦合等[4]。結合這些調節方法進行研究，不難發現其存在功率因素低、轉差損失大、轉速調節范圍小等特征。結合現階段我國供熱行業具體應用的調速方法進行分析，了解到主要是以應用液力偶合和變頻調速兩種方式為主。

一是液力偶合調節方法：液力偶合是一種非常關鍵的液體傳動裝置，主要安裝在電機和水泵之間，將油液的動能和機械能二者之間的轉換作為基礎依據，這是滿足水泵變速要求的重要保障，這種變速方法具有功率適應范圍大的特征，并且在實際運行期間非常可靠，實際維修時需花費的費用適中。但是也存在一些弊端，如有一定的轉差功率損耗，在處于高速轉狀態時效率高，會在轉速下降的狀況下效率隨之下降。此外，如果從變轉速的調節性能角度出發進行研究，可知目前比較理想的方法是變頻調速。

二是變頻調速：主要依靠變頻器，在有效改變電機供電頻率之后，能夠達到改變水泵轉速的目的。此種調節方法的優勢在于實際調速過程中，具體產生的轉差率非常小，能夠使籠型異步電機達到調速的目的。對于其他類型的調速方法而言，無法得到與變頻調速相同的運動性能。

變頻器與其他普通裝置不同，主要表現為屬于高新技術的范疇，在科學合理匹配調節器的基礎上，既能實現智能化控制目標，也能充分發揮循環水泵變流量的節電潛力，對于后續實現全自動無人值守運行目標具有重要幫助[5]。現階段有效設計軟件，可以保證調解器具備較強的控制功能，在嚴格執行節假日和夜間不同運行制度的自動轉化指令之后，打破傳統形式手工調節控制模式的束縛。

通過充分應用變頻水泵系統的方式，達到燃煤鍋爐房清潔能源改造的目的，需要精準計算供熱循環水泵變頻調速節能效益。在此之后，可知正確應用變速調節方法能夠節省大量電能，但是考慮到現場設備存在一定的裕量，所以能夠判斷循環水泵變頻調速節能的效果更強。基于此，在實際開展燃煤鍋爐房清潔能源改造工作時，如果各項條件符合要求，那么就要應用水泵變頻技術為主，這樣可以達到預期改造目標。

4 設計并應用分散控制(DCS)系統

在實際開展燃煤鍋爐房清潔能源改造工作時，為了進一步提高清潔能源改造工程的管控效果，就要著重開展運營效率提升工作，不僅要節省更多人力資源，也要減少能耗，在達到減少運營費用的目的之后，在實際開展設計工作時充分應用分散控制系統。

DCS控制系統充分發揮作用，可以對廠區內的燃氣鍋爐、主廠房附屬設備的熱工參數等，進行集中顯示、集中操作、集中管理，甚至也能達到分散控制的目的。一般狀況下，燃氣鍋爐隨機配套的自動控制系統，主要以應用計算機網絡通信方式為主，在將這一自動控制系統與全廠DCS系統進行有效連接之后，能夠及時將信號上傳到DCS系統中，這樣有助于控制室集中控制各項設備。不僅如此，廠區內輔助設備、不配套控制系統的設備等都可以由DCS直接進行控制，較為常見的熱力系統就是由DCS直接控制。

結合全廠控制系統進行研究，可知主要由DCS、現場各類熱工儀表、電動執行機構等共同組建而成。將具體改造要求作為核心依據，需要在愛主廠房內合理設置控制室，并且還要在控制室內設置DCS 各操作員站、工程師站、實施電視監控顯示器等，這樣能夠不受其他因素的限制達到實時顯示工藝運行參數的目的[6]。需要在控制室內科學合理地設置運行值班人員，并且鍋爐等各項設備的啟停和運行工況礦中少量的現場操作內容，要求巡視人員積極配合，為后續進一步提高全廠運行控制和管理水平創造條件。控制功能較多，除去鍋爐啟動之前的準備工作和檢修工作，像啟動設備、停止、運行等多項操作都可以在控制室中完成。因此，設計功能豐富的控制系統，既能保證完成改造的供熱廠運行具有較強經濟性，也能實現精準化運行管理目標。

5 結合設計要求應用其他類型的節能措施

在開展改造工作時，燃煤鍋爐房清潔能源改造工程將“高效 燃氣熱水鍋爐”作為主要設備，同時還要為鍋爐配備高效燃燒器，保證鍋爐的實際燃燒效率處于大于93%的狀態。不僅如此，具體應用的工程熱網循環水泵、鍋爐本體循環泵等多項設備，也要以使用設備高效節能產品為主，從而達到節能的目的。在實際開展設計工作時，既要不斷優化設計方法，也要保證具體選用的保溫材料符合節能要求，在精準確定合理的保溫結構之后，節省更多保溫材料。

6 結束語

總之，目前人們生活品質不斷提高，大氣治理工作提出嚴格要求，通過高效開展燃煤鍋爐清潔房能源改造工作的方式，有效降低供熱對環境造成的污染。為了進一步提高工程建設有效性，需要充分利用各項工程技術，如精準確定燃煤鍋爐房清潔能源改造方案、合理設計熱源供水和回水溫度、充分應用變頻水泵系統、合理設計并應用DCS系統，采取多種不同節能措施，在保證該項工程操作具有較強經濟性和合理性的基礎上，滿足業主提出的合理要求，為后續做好環境保護工作創造條件。