江志銘

【摘要】我國在用的燃煤鍋爐普遍存在燃燒效率不高、能耗大、安全隱患大等問題，因此，對燃煤鍋爐進行節(jié)能降耗改造迫在眉睫。本文闡述了當前燃煤鍋爐運行中存在的問題，介紹了節(jié)能改造技術措施的應用。節(jié)能改造效果表明，鍋爐的燃燒效率和耗能量都有了較大的改善，取得了較好的經濟效益。

【關鍵詞】鍋爐 節(jié)能改造 余熱 配風 對比 效益

隨著我國經濟的持續(xù)發(fā)展，工業(yè)化進入了高速發(fā)展的時期。因此，工業(yè)的發(fā)展對能源的需求量急劇增加，經濟發(fā)展與能源相對不足的矛盾也日趨尖銳。能源消耗大戶的燃煤鍋爐，年耗煤炭占煤炭總產量的四分之一左右，且在用燃煤鍋爐多為使用年限較長的老舊鍋爐，效率低、安全隱患多、污染重，燃煤鍋爐的實際運行熱效率僅為60%～65%，與設計效率有較大差距。由此看來，燃煤鍋爐的節(jié)能潛力巨大，因此，進行節(jié)能改造勢在必行。

1鍋爐運行中存在的問題

某工業(yè)蒸汽鍋爐，平均噸汽耗煤量為173.7kg。我們對鍋爐進行了熱效率測試，測得鍋爐的熱效率為70.53%左右，通過測試，發(fā)現(xiàn)鍋爐的過剩空氣系數為2.32，爐渣含碳量也偏高，為21.53%，鍋爐平均出力為12.7t/h。并且爐膛內滿膛堂火燃燒，火力不集中，火焰顏色呈暗紅色。由于各風室配風不均，沒有完全燃燒的碳粒子大量被排出，煙囪經常冒黑煙。

以上問題說明鍋爐處于非正常運行狀態(tài)，安全隱患多，急需進行節(jié)能改造和維修。

2燃煤鍋爐節(jié)能改造技術措施的應用

2.1鍋爐蒸汽余熱的利用

鍋爐余熱包括生產工藝后的蒸汽余熱和鍋爐排污的余熱。結合本廠的生產工藝流程分析，該廠有12臺蒸壓釜，容積各為100m3，鍋爐蒸汽出力為12.7t/h，24h連續(xù)運行。從蒸壓釜排出的蒸汽壓力平均為0.36MPa，通過螺旋板式換熱器對鍋爐給水進行熱交換，提高鍋爐的給水溫度。為了充分利用蒸壓釜排出的蒸汽余熱，對生產工藝流程重新進行安排，使蒸壓釜按一定順序逐個排汽。經過螺旋板式換熱器冷卻后的廢水變?yōu)樯a工藝用水，充分利用水資源。其次是充分利用鍋爐排污余熱。排污工藝通過排出鍋爐鍋筒中的水中懸浮物和溶解固體，來控制鍋爐水的質量和運行效率。鍋爐排污水溫度高達184℃左右，高熱、高壓條件下排污水蘊藏著高品位的熱能。將鍋爐排污水排入連排擴容器，經擴容器降壓產生二次閃蒸蒸汽加熱鍋爐給水，剩余廢水排入工藝用水水池中。

2.2鍋爐煙氣余熱的利用

當空氣預熱后，入爐空氣溫度得到了提高，經過預熱后的熱空氣進入爐內后，加速了燃料的干燥、著火和燃燒過程，尤其是提高煤層下部靠近爐排片處的溫度，改善煤層深處的燃燒，促進焦炭燃盡，從而保證爐內穩(wěn)定燃燒，起著改善、強化燃燒的作用。由于爐內燃燒穩(wěn)定，輻射熱交換的強化，可以降低化學不完全燃燒損失；另一方面，空氣利用煙氣余熱進行預熱，進一步降低了排煙熱損失，從而提高了鍋爐熱效率。根據經驗，當空氣在預熱器中溫度升高1.5℃時，排煙溫度可降低1℃。該鍋爐的排煙溫度為215℃，高于標準的要求。因此可利用空氣預熱器進一步降低鍋爐的排煙溫度。

2.3鍋爐本體的改造

（1）鍋爐外墻保溫

爐體表面溫度最高達181℃，高于標準要求的50℃，需重新進行保溫。

（2）改造風室結構，合理配風，均勻給風

空氣供應是否充足和合理對鍋爐的安全、經濟性和出力都有很大的影響，其中，對鏈條爐沿爐排長度和寬度應有不同的配風要求。

1）沿爐排長度方向合理配風

原煤在爐排上由前往后的運動過程中，其燃燒分為3個階段：首先是預熱干燥并分解揮發(fā)物；其次是著火燃燒；最后是燃盡出渣。因為煤在爐排上的燃燒是分階段、分區(qū)進行的，所以沿爐排長度方向所需的空氣量不同，在煤的預熱干燥階段，可以完全不需要空氣，在揮發(fā)物析出區(qū)，有一部分可燃氣體已經開始著火，因此需要供給一部分空氣，使不斷析出的可燃氣體著火燃燒。以后，揮發(fā)物燃燒和焦炭的燃燒區(qū)域是燃燒過程的主要部分，需要進入大量空氣，最后是灰渣的形成區(qū)域，燃燒階段基本結束，所以不需要多少空氣，主要是爐排冷卻需要送風。

由于煤炭在鏈條爐排上的燃燒是沿長度分階段進行的，因此，爐排下供應的一次風必須分倉、分區(qū)調節(jié)，以使爐前著火區(qū)和爐后燃盡區(qū)的風量要少，中間燃燒旺盛區(qū)的風量要大。該鍋爐有7個風室，單用小風門調節(jié)，各個風室之間須嚴密不漏，以防短路而失去調節(jié)作用。

2）沿爐排寬度方向均勻配風

沿爐排寬度方向上的合理配風方法是均勻配風，以使燃燒均勻，防止出現(xiàn)火口等不正常燃燒現(xiàn)象。改進的措施主要是從風室的結構上著手，采用雙面進風、等壓風室等，盡量使水平風速保持不變，通過對鍋爐的合理配風，使整個爐排面上均勻燃燒。

合理的供風配比可以有效減小過量空氣系數，降低排煙熱損失Q2，而Q2在總的熱損失中占的比重最大。據統(tǒng)計，過量空氣系數每增加0.15，Q2就增加1%。各分段供風量的比例關系，需要根據煤質好壞、爐排上煤層厚度、煙氣含氧量、CO含量、負荷大小等因素確定，所以不同負荷和不同燃燒情況下的供風配比需要根據長時間的實際操作經驗進行總結，形成一整套數據，并最終用于指導操作上，提高鍋爐燃燒效率。

2.4水處理設備的改造

提高給水品質不僅是一項重要的節(jié)能措施，而且是一項重要的安全措施。鍋爐運行一段時間后，鍋爐受熱面上會形成一層水垢。水垢的導熱系數僅是鋼的1/40～1/30，結垢會極大降低傳熱能力，使排煙溫度升高，增加燃料消耗；水垢還會影響水循環(huán)的正常進行，造成管子過熱甚至爆管。據統(tǒng)計，鍋爐結垢每增厚1mm厚度，就要增加燃料消耗3%。工業(yè)鍋爐的給水必須按規(guī)程或規(guī)范要求進行給水處理。該廠使用鈉離子交換軟水設備，水處理人員要定期更換交換樹脂，保證水處理設備的正常運行。司爐人員必須加強對水質的監(jiān)察，及時清除水垢，以減少能源浪費。

2.5鍋爐輔機改造

裝設排煙氧含量在線監(jiān)控裝置以監(jiān)控鍋爐運行過量空氣系數，維修風機并加設變頻裝置，可以節(jié)約大量電能；檢查煙、風道漏風之處，用石棉帶進行密封，提高鍋爐密封和保溫性，加強爐膛負壓控制，以降低過量空氣系數。建立鍋爐水質在線監(jiān)測系統(tǒng)，對鍋爐給水、鍋水進行在線監(jiān)測。

2.6加強培訓，提高鍋爐管理和運行操作人員的綜合素質

鍋爐的節(jié)能改造，要從硬件和軟件這兩方面同時進行，以取得最大的效果。受傳統(tǒng)觀念影響，人們常會認為司爐工這個崗位并不重要，司爐工也并無需具備專業(yè)知識和技術水平。殊不知，鍋爐的管理人員和運行操作人員的技術水平對鍋爐運行效率起著至關重要的作用。據測試，在爐型、煤種、用汽等條件相同情況下，由于操作水平的差異可使工業(yè)鍋爐運行效率相差3%～10%。因此抓住節(jié)能改造這個契機，通過對管理人員和運行操作人員的嚴格培訓，提高他們的專業(yè)知識和綜合素質，使其通過提高自己的管理和操作水平來實現(xiàn)節(jié)能的要求。通過技能培訓，使運行操作人員樹立節(jié)能操作新觀念。

3節(jié)能改造效果分析

3.1燃燒狀況對比

改造前，爐膛內滿膛堂火燃燒，火力不集中，火焰顏色呈暗紅色。由于各風室配風不均，沒有完全燃燒的碳粒子大量被排出，煙囪經常冒黑煙。改造后，由于進爐空氣溫度的提高，火力集中，爐膛溫度提高。各風室配風呈階梯形分布，爐膛內部形成湍流燃燒，碳粒子在爐膛內部停留時間延長，杜絕了冒黑煙現(xiàn)象。

3.2用煤量對比

通過核查鍋爐運行記錄，在鍋爐改造前的一個月中，平均噸汽耗煤量為173.7kg。改造后的一個月時間內，平均噸汽耗煤量為156.5kg。改造后噸汽耗煤量節(jié)約9.90%。

3.3鍋爐出力對比

改造前鍋爐平均出力為12.7t/h，改造后鍋爐平均出力為13.9t/h，改造后鍋爐出力提高8.63%。一年運行340d計算，年多產汽9792t。

3.4鍋爐熱效率對比

節(jié)能改造后，經過空氣預熱器的空氣溫度提高了95℃，排煙溫度由改造前的215℃降低到153℃；鍋爐給水溫度提高了62℃。通過對鍋爐進行能效測試發(fā)現(xiàn)，空氣過量系數由改造前的2.32降低到了1.64。爐渣含碳量由改造前的21.53%降低到了8.94%。鍋爐熱效率由改造前的70.53%提高到了79.61%，鍋爐熱效率提高了11.41%。

4節(jié)能改造后經濟效益分析

鍋爐節(jié)能改造效益分析是在鍋爐本體及其他部件運行正常，鍋爐輔機運行正常，電氣控制沒有問題，換熱設備正常工作的前提下進行，按改造后一個月內的噸汽耗煤量和產氣量進行分析，該臺鍋爐按24h運行，年運行天數為340d計算，年可節(jié)煤1951t，噸煤按1000元計算，年可節(jié)省燃煤195萬元。

5結語

總之，能源是人們生產和生活賴以生存的重要物質基礎，沒有足夠的能源供應，就沒有生產力和科學技術的發(fā)展。因此，我們應該著眼于未來，積極響應國家的節(jié)能減排工作，加大對燃煤鍋爐節(jié)能改造的重視力度，采用適宜的節(jié)能技術措施。這樣才能提高鍋爐的運行熱效率，達到鍋爐低耗高效的節(jié)能目的。

參考文獻：

[1]張海英，劉國華，曾斌.中小型工業(yè)鍋爐節(jié)能改造技術淺談[J].硅谷，2009年05期.

[2]霍坤義，張昌豪，黃轉霞.燃煤鍋爐節(jié)能改造技術措施[J].河南科技，2009年02期.