方德明 王鵬 程志紅

“節(jié)能、環(huán)?！?、“煤炭的清潔高效利用，降低環(huán)境污染”被列為“重點(diǎn)領(lǐng)域”及“優(yōu)先主題”。能源的浪費(fèi)、環(huán)境的污染，嚴(yán)重阻礙國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。目前我國(guó)一次能源消費(fèi)仍然以煤炭消耗為主，能源利用率低，環(huán)境污染嚴(yán)重。為進(jìn)一步落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，適應(yīng)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的新形勢(shì)，提升發(fā)展質(zhì)量、提高生活品質(zhì)的要求，開(kāi)源節(jié)流，節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)杭州市政府提出的節(jié)能減排目標(biāo)，燃煤鍋爐實(shí)施節(jié)能改造事在必行，也是杭州市節(jié)能減排工作的重點(diǎn)措施之一。

一、在用電站鍋爐和工業(yè)鍋爐的基本情況

近十年來(lái)，市政府及各相關(guān)職能部門(mén)對(duì)燃煤鍋爐環(huán)保治理十分重視，隨著“產(chǎn)業(yè)集聚、用戶集中、集中供熱”政策的實(shí)施，全市燃煤工業(yè)鍋爐的總量已經(jīng)大幅減少，現(xiàn)存的燃煤鍋爐主要集中在蕭山、富陽(yáng)、建德等區(qū)、縣(市)，雖然現(xiàn)存的燃煤鍋爐臺(tái)數(shù)總量呈下降趨勢(shì)，但裝機(jī)總?cè)萘看?，能源消耗的絕對(duì)量仍居首位。，因此工業(yè)鍋爐雖然有經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)，但是缺乏管理的制約手段，鍋爐房的整體管理水平較低，平均運(yùn)行效率比設(shè)計(jì)熱效率低10％左右，存在鍋爐燃煤與設(shè)計(jì)不匹配，低負(fù)荷運(yùn)行“大馬拉小車(chē)”等問(wèn)題。為此，落實(shí)工業(yè)鍋爐節(jié)能工程首先是抓好鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行普查，針對(duì)低效率鍋爐開(kāi)展熱工測(cè)試，摸清情況，然后有針對(duì)性的提供節(jié)能方案，幫助企業(yè)實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造。

二、在用工業(yè)鍋爐和電站鍋爐存在的主要問(wèn)題及原因

鍋爐是最大的耗能設(shè)備之一，經(jīng)過(guò)多年努力，我市在用鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況有了一定的改善，但總體上仍存在能耗高、污染嚴(yán)重的問(wèn)題。

從我市在用鍋爐運(yùn)行熱效率普查情況不難看出，除了大型電站鍋爐和少數(shù)先進(jìn)工業(yè)鍋爐熱效率能達(dá)到80％以上外，大部分工業(yè)鍋爐包括一部分熱電鍋爐其平均熱效率偏低，尤其是相當(dāng)數(shù)量的工業(yè)及生活鍋爐設(shè)備陳舊、單臺(tái)容量小、技術(shù)落后，其熱效率低至60％左右，不僅低效高耗，燃料適應(yīng)性差、污染嚴(yán)重，而且機(jī)械化、自動(dòng)化程度低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全性能差，不僅影響鍋爐本身的安全性、經(jīng)濟(jì)性，而且影響整個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和社會(huì)穩(wěn)定。

造成我市在用鍋爐能耗高、污染嚴(yán)重的主要原因：一是由于工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，部分企業(yè)為追求速度，只講經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，忽視能耗成本；二是鍋爐制造廠家片面追求利潤(rùn)，降低成本，鍋爐實(shí)際熱效率比設(shè)計(jì)效率低5～8％，造成低成本的低效高耗鍋爐占有相當(dāng)市場(chǎng)。三是由于能源緊張、燃料種類(lèi)的選擇與鍋爐設(shè)計(jì)技術(shù)要求的燃料不相匹配，導(dǎo)致熱效率下降。四是企業(yè)運(yùn)行操作水平低、維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)?shù)?，造成鍋爐在使用過(guò)程中運(yùn)行效率再次減損。五是企業(yè)法人、鍋爐操作人員(司爐工)節(jié)能意識(shí)普遍較低。

三、工業(yè)鍋爐節(jié)能降耗的對(duì)策措施

節(jié)能降耗，是當(dāng)前發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的重要內(nèi)容，也是緩解能源供需矛盾的客觀要求，更是企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高投入與產(chǎn)出比的現(xiàn)實(shí)需要，可采取以下五項(xiàng)措施：

1.加快鍋爐改造。利用原有鍋爐進(jìn)行技術(shù)改造，提高對(duì)煤種的適應(yīng)性擴(kuò)大對(duì)煤種的使用范圍，提高蒸汽出率和鍋爐熱效率，減少SOX的排放、控制NOX的排放、提高鍋爐調(diào)峰能力是企業(yè)節(jié)約能源、降低消耗、減少排放最經(jīng)濟(jì)最有效的方法。

2.余熱回收。有相當(dāng)數(shù)量的鏈條鍋爐排煙溫度高達(dá)180°～220℃，正確判斷溫度高的原因，適當(dāng)增加尾部受熱面如省煤器、空預(yù)器等。杭州崇賢熱電有限公司50t／h鏈條鍋爐利用原省煤器上部空間增加兩組省煤器約180m2，排煙溫度從原來(lái)185℃降至150℃，經(jīng)實(shí)際測(cè)算鍋爐熱效率提高2.3％，年節(jié)約資金120萬(wàn)元。

3.鏈條鍋爐應(yīng)用分層燃燒技術(shù)。我市絕大多數(shù)層燃鍋爐都是燃用原煤，其中占多數(shù)的是正轉(zhuǎn)鏈條爐排鍋爐，原有的斗式給煤裝置，不僅阻礙通風(fēng)，而且影響燃燒。分層分行燃燒裝置。按經(jīng)濟(jì)合理性劃分(主要體現(xiàn)在篩分器型式)，可分成鋼筋條式、漸擴(kuò)漸縮式(又稱梳齒式)、波峰波谷式(又稱壟溝壟臺(tái)式)、可變型組合式幾種。使用單位可以根據(jù)具體工況選擇采用分層燃燒設(shè)備以后，由于燃煤得以疏松，不僅改善了燃燒條件，更使得使用戶獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)用戶選擇了適合本單位具體情況的分層分行給煤裝置后，在其它條件不變的情況下，將給煤裝置改造成分層給煤，將煤按塊的大小、細(xì)末的程度排列在爐排上，利于通風(fēng)，改善了燃燒狀況，提高煤的燃燒率，減少排渣含碳量，平均節(jié)煤5％以上。爐渣含碳量、鼓引風(fēng)電耗、排煙濃度均有不同程度明顯的下降。

4.加強(qiáng)節(jié)能管理。加強(qiáng)節(jié)能管理是節(jié)能降耗的基礎(chǔ)性工作，應(yīng)引起全社會(huì)的重視。在認(rèn)真貫徹執(zhí)行《杭州市人民政府關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的實(shí)施意見(jiàn)》的基礎(chǔ)上，當(dāng)前，鍋爐節(jié)能管理應(yīng)重點(diǎn)做好兩項(xiàng)工作。一要重點(diǎn)做好能源計(jì)量工作。政府有關(guān)部門(mén)應(yīng)根據(jù)《杭州市企業(yè)能源計(jì)量工作實(shí)施意見(jiàn)》，重點(diǎn)落實(shí)好強(qiáng)化宣傳、搞好人員培訓(xùn)、建立技術(shù)平臺(tái)、加強(qiáng)跟蹤服務(wù)和監(jiān)督檢查五項(xiàng)措施二要加強(qiáng)鍋爐操作人員技術(shù)培訓(xùn)。同樣的鍋爐，鍋爐工的技術(shù)優(yōu)劣可以造成不同的燃燒情況，直接導(dǎo)致能耗的高低。

5.重視源頭節(jié)能。企業(yè)生產(chǎn)制造出什么樣的鍋爐，就決定了該鍋爐的能耗情況，是鍋爐節(jié)能的第一道關(guān)口。目前，我省有70余家鍋爐生產(chǎn)制造企業(yè)，相當(dāng)一部分企業(yè)為降低生產(chǎn)成本，以低價(jià)格提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，降低了鍋爐熱效率，普遍存在實(shí)際運(yùn)行熱效率比設(shè)計(jì)低5－8％個(gè)百分點(diǎn)，造成鍋爐高能耗。目前，我國(guó)對(duì)鍋爐生產(chǎn)的規(guī)范性法規(guī)還不完善，僅限于安全測(cè)試和環(huán)保測(cè)試，對(duì)最能判定鍋爐能耗狀況的熱效率測(cè)試項(xiàng)目卻嚴(yán)重缺失。

6.加強(qiáng)鍋爐水質(zhì)監(jiān)督。正確使用水處理設(shè)備鍋爐給水水質(zhì)必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

四、電站鏈條鍋爐節(jié)能降耗實(shí)踐(實(shí)例)

下面以浙江寶潤(rùn)毛紡有限公司改造實(shí)例以點(diǎn)帶面說(shuō)明鏈條爐改造基本思路和方法。

1.現(xiàn)狀和技改的目的意義：

浙江寶潤(rùn)毛紡有限公司SH L20-25／400-A，系杭州鍋爐廠82年制造，從投產(chǎn)以來(lái)鍋爐出力一直達(dá)不到額定蒸發(fā)量，且排煙溫度高達(dá)220℃，鍋爐效率在70％左右，隨著供熱需求量的不斷擴(kuò)大，燃用一臺(tái)鍋爐蒸汽量不夠，燃用兩臺(tái)更不經(jīng)濟(jì)，由于受到場(chǎng)地的限制，通過(guò)對(duì)鍋爐的擴(kuò)容節(jié)能改造，是一種比較實(shí)用的途經(jīng)，因此決定對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)容技術(shù)改造，通過(guò)改造，要求達(dá)到如下參數(shù)：壓力2.45Mpa；額定蒸發(fā)量25t／h；鍋爐熱效率達(dá)到80％，如能達(dá)到上述目的，對(duì)熱電廠的供熱節(jié)能、減排具有很大意義。

2.設(shè)計(jì)改造參數(shù)：

Ⅰ、額定蒸發(fā)量：25t／h

Ⅱ、額定工作壓力：2.45Mpa

Ⅲ、蒸汽溫度：400℃；

Ⅳ、給水溫度：105℃

Ⅴ、空氣預(yù)熱溫度：140℃

Ⅵ、排煙溫度：150℃

設(shè)計(jì)煤種：二類(lèi)煙煤；低位熱值Q^H＝21382KJ／Kg；(5107Kcal／Kg)；

3.技改內(nèi)容：

根據(jù)原有鍋爐結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，不改變?cè)庥^尺寸，通過(guò)對(duì)前后拱的改造，增加水冷壁受熱面積，配置適當(dāng)鼓、引風(fēng)機(jī)容量和增加尾部受熱面以達(dá)到擴(kuò)容節(jié)能的目的。

(1)前、后拱的改造：

鏈條鍋爐著火條件較差，燃煤著火主要依靠爐拱的輻射熱量，以及由火焰氣流卷帶到新煤區(qū)的熾熱碳粒。因?yàn)槿剂蠈拥膶?dǎo)熱性差，向下燃燒傳播速度慢，只有爐排速度的十分之一。另一方面由于煤種變化，達(dá)不到設(shè)計(jì)煤種給燃燒帶來(lái)困難，主要體現(xiàn)在前拱不易著火，火床短，后面燃盡段燒不起來(lái)，灰渣含碳量高。熱效率低于設(shè)計(jì)效率5～10％左右。合理布置前后拱是改善火床煙氣成分濃度不均勻和著火條件的唯一途徑。前拱的換熱主要靠輻射，提高前拱的溫度，通過(guò)快速輻射傳熱給新煤。因?yàn)檩椛鋼Q熱量與溫度的四次方成正比。改造必須以提高前拱溫度為原則。前拱的布置根據(jù)煤種考慮適應(yīng)更差的Ⅱ類(lèi)煙煤。

(2)受熱面和水冷壁管系統(tǒng)的改造：

因運(yùn)行年數(shù)已久，本次改造結(jié)合大修，除鋼架、基礎(chǔ)過(guò)熱器，上、下鍋筒及對(duì)流管束全部更新，考慮到脹管工藝上、下鍋筒采用20g(原16Mng)材質(zhì)，經(jīng)計(jì)算壁厚分別從原來(lái)的20mm、16mm加厚至28mm和24mm，導(dǎo)汽管和下降管開(kāi)孔從φ77改用φ90一并考慮在內(nèi)，見(jiàn)《上、下鍋筒強(qiáng)度計(jì)算書(shū)》。

結(jié)論：

根據(jù)SHL20－2.45／400－A結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表明：在多臺(tái)改造的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行效果，把原有輻射受熱面積89m2現(xiàn)為100m2：：結(jié)合前后拱的改造和適當(dāng)增加尾部受熱面60m2，有效的重新分配鍋爐輻射和對(duì)流比例，改善燃燒條件可提高出力5t／h左右，降低排煙溫度50℃，提高效率8％左右，對(duì)節(jié)能減排具有十分重要的意義，經(jīng)測(cè)算爐膛煙氣出口溫度仍能維持原有水平。

五、效益分析

按提高鍋爐效率6％計(jì)算，每小時(shí)節(jié)原煤300Kg，年運(yùn)行7000小時(shí)，年節(jié)標(biāo)煤1500噸，按每噸700元計(jì)節(jié)約資金105萬(wàn)元。