摘 要：鍋爐普遍存在于我們的生活和工作中，鍋爐的節(jié)能環(huán)保工作是我們國(guó)家很關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，在此期間，國(guó)家大力推廣燃煤鍋爐改造，使其滿足節(jié)能環(huán)保的要求。但在這期間，有些單位還是缺乏節(jié)能環(huán)保的意識(shí)，本文就節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題以及治理措施做簡(jiǎn)要分析，并提出相應(yīng)問(wèn)題的措施，為鍋爐設(shè)計(jì)以及鍋爐運(yùn)行提供參考。

關(guān)鍵詞：鍋爐；節(jié)能；環(huán)保；現(xiàn)狀；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.069

1 前言

鍋爐，是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數(shù)，并通過(guò)對(duì)外輸出介質(zhì)的形式提供熱能的設(shè)備[1]。

我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐的型號(hào)很多，有SZL、SHL、DZL、SZS等多種爐型，其中每一種型號(hào)的鍋爐都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，雖然在設(shè)計(jì)上每一種鍋爐的熱效率都滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低值要求，但是在使用中就不盡其然了。其中主要問(wèn)題還是使用單位在管理方面的欠缺以及鍋爐運(yùn)行人員對(duì)某些細(xì)節(jié)的忽視，導(dǎo)致燃煤鍋爐在運(yùn)行中不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的效率，浪費(fèi)燃料，污染環(huán)境。

2 燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)狀

目前我國(guó)工業(yè)鍋爐的制造業(yè)技術(shù)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也取得了很好的成績(jī)，主要表現(xiàn)在工業(yè)鍋爐行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，設(shè)計(jì)制造業(yè)技術(shù)水平也在不斷提高，且產(chǎn)品的種類(lèi)日益增加。但是，目前工業(yè)鍋爐行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中，還存在著能源利用率低、環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，我國(guó)鍋爐總數(shù)達(dá)57.92萬(wàn)臺(tái)[2]，其中工業(yè)鍋爐約57 萬(wàn)臺(tái)，以燃煤鍋爐為主。鍋爐耗煤約24.8億t標(biāo)煤，其中工業(yè)鍋爐年耗煤量達(dá)7.2億t標(biāo)煤，約占我國(guó)能源消費(fèi)總量的20%[3]。燃煤工業(yè)鍋爐污染物排放是重要污染源，年排放煙塵、二氧化硫、氮氧化物分別占全國(guó)排放總量的33%、27%、9%[4]。

燃煤工業(yè)鍋爐量大面廣，單臺(tái)鍋爐容量比較小，運(yùn)行中使用熱效率不高，安裝污染控制系統(tǒng)的運(yùn)行成本比較高。就目前情況來(lái)看，真正安裝減排系統(tǒng)的鍋爐相對(duì)較少，為了加強(qiáng)燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能環(huán)保，需加強(qiáng)推廣應(yīng)用。

工業(yè)燃煤鍋爐中，10 t/h及以下的約41萬(wàn)臺(tái)，76萬(wàn)蒸噸約占燃煤工業(yè)鍋爐總數(shù)量90% 和總?cè)萘康?3%，平均熱效率為67%；20 t/h及以下的約45萬(wàn)臺(tái)，123萬(wàn)蒸噸，約占燃煤工業(yè)鍋爐總數(shù)量97%和總?cè)萘康?0%，平均熱效率為68%。由此可以看出，我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐在2013 年之前以小型化為主，平均容量較小，技術(shù)裝備水平較差，熱效率較低[5]。

“十二五”期間，隨著我國(guó)節(jié)能減排、可再生能源利用、“煤改氣”等政策的推行，工業(yè)鍋爐的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、燃燒方式也發(fā)生了不同程度的變化，生物質(zhì)鍋爐、余熱鍋爐、燃油氣鍋爐等得到了較快發(fā)展。2013年開(kāi)始，為了改善大氣環(huán)境，控制污染物排放量，國(guó)家發(fā)布了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，把燃煤工業(yè)鍋爐的節(jié)能環(huán)保作為重要內(nèi)容，提出淘汰10t/h以下的燃煤鍋爐，其余燃煤鍋爐加裝脫硫脫硝裝置，降低大氣污染物的排放量，以減輕環(huán)境的污染。2016年11月質(zhì)檢總局對(duì)《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》（TSG G0002-2010）的部分內(nèi)容進(jìn)行了修改，修改的主要內(nèi)容就是提高了工業(yè)鍋爐的熱效率，主要目的就是節(jié)約燃料。

3 存在的問(wèn)題

3.1 鍋爐設(shè)備落后老舊

現(xiàn)如今，很多鍋爐使用單位都面臨設(shè)備老舊，自動(dòng)化水平低，設(shè)計(jì)燃料與使用燃料不匹配等問(wèn)題。在使用過(guò)程中未能按要求布置尾部煙氣處理措施，燃煤鍋爐一般使用負(fù)壓燃燒技術(shù)，但是由于鍋爐運(yùn)行人員水平低，在操作過(guò)程中不注意，使得鍋爐漏風(fēng)嚴(yán)重，再加上燃料燃燒不充分，這樣一來(lái)就導(dǎo)致了鍋爐熱效率低，浪費(fèi)能源，而且對(duì)環(huán)境污染也十分嚴(yán)重。

3.2 制造廠家水平層次不齊

鍋爐生產(chǎn)廠家眾多，有些規(guī)模較小，技術(shù)水平低下，雖然他們?cè)O(shè)計(jì)制造的鍋爐在設(shè)計(jì)文件技術(shù)鑒定的時(shí)候都是滿足要求的，但是在使用過(guò)程中有些還是會(huì)暴露出一些問(wèn)題，比如燃料燃燒與爐型不符，運(yùn)行效率不能滿足設(shè)計(jì)效率等一系列問(wèn)題。

3.3 運(yùn)行管理水平低

目前，鍋爐使用單位對(duì)鍋爐運(yùn)行人員培訓(xùn)不重視，致使運(yùn)行人員水平層次不齊，節(jié)能環(huán)保的技能欠缺、意識(shí)淡薄。運(yùn)行管理水平在很大程度上決定著鍋爐的效率和是否節(jié)約能源，是否使鍋爐排放的煙氣達(dá)標(biāo)。

3.4 排放物處理不當(dāng)

部分企業(yè)和使用單位為了提高自身的經(jīng)濟(jì)利益，減少投入成本，未對(duì)尾部煙氣加裝環(huán)保處理措施，污水未經(jīng)過(guò)處理就直接排放，有意忽視污染物的直接排放對(duì)我們生存的環(huán)境和大自然所帶來(lái)的危害。

4 治理措施

4.1 更新改造不能滿足節(jié)能環(huán)保要求的鍋爐

對(duì)于不能滿足節(jié)能環(huán)保要求的鍋爐進(jìn)行更換或者改造，對(duì)于鏈條爐排鍋爐，合理布置前后拱，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用，保證燃料在爐膛里充分燃燒。拱主要分為前拱和后拱，前拱位于爐排前部，主要起引燃作用，吸收來(lái)自火焰和煙氣的輻射熱，并輻射到新煤上，使其盡快升溫、點(diǎn)燃。后拱則位于爐排后部，主要作用有三點(diǎn)：引流、混合、保溫燃燒。

采用分區(qū)送風(fēng)技術(shù)，如圖1所示煤從煤斗進(jìn)入爐膛后，隨著爐排由前向后緩慢移動(dòng)。煤的燃燒主要分三個(gè)過(guò)程，在爐排的前部，是新煤的準(zhǔn)備燃燒區(qū)，主要進(jìn)行煤的預(yù)熱和干燥，然后是揮發(fā)分析出著火。在爐排中部，是焦炭燃燒區(qū)，該區(qū)溫度很高，同時(shí)進(jìn)行著氧化和還原反應(yīng)過(guò)程，放出大量熱量。在爐排后部，是灰渣燃盡區(qū)，主要是灰渣中剩余的碳的繼續(xù)燃燒。

在燃燒準(zhǔn)備區(qū)和燃盡區(qū)由于是揮發(fā)分析出和焦碳燃燒區(qū)，這兩個(gè)過(guò)程都不需要過(guò)多空氣，而在焦炭燃燒區(qū)，由于是主要的燃燒階段，則必須保證有足夠的氧氣，如果不分區(qū)送風(fēng)，則會(huì)出現(xiàn)在爐膛前后兩端空氣過(guò)剩 ，在中部不足的現(xiàn)象，燃盡率在85%左右，這樣就會(huì)浪費(fèi)燃料。因此選用合理的送風(fēng)技術(shù)，有助于燃料的燃燒，也有助于減少煙氣量，降低熱損失。

4.2 加強(qiáng)鍋爐的運(yùn)行管理

企業(yè)應(yīng)當(dāng)對(duì)鍋爐運(yùn)行和管理人員加強(qiáng)培訓(xùn)，提高相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)水平，使其懂得鍋爐節(jié)能環(huán)保的重要性，管理人員應(yīng)該合理安排，不定時(shí)檢查鍋爐運(yùn)行情況，保證鍋爐盡可能在設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)燃料下運(yùn)行。現(xiàn)就鍋爐運(yùn)行中主要的熱損失及處理辦法做如下分析：

燃煤工業(yè)鍋爐在運(yùn)行中主要的熱損失有：排煙熱損失q2、固體不完全燃燒熱損失q4、散熱損失q5等。

（1）降低排煙熱損失q2。鍋爐排煙熱損失的計(jì)算公式如下：

式中：、—計(jì)算系數(shù)；

—排煙處過(guò)量空氣系數(shù)；

—排煙溫度（℃）；

—入爐冷空氣溫度（℃）。

根據(jù)公式可以看出影響排煙熱損失的主要原因有排煙處過(guò)量空氣系數(shù)、排煙溫度、冷空氣溫度，下邊根據(jù)公式作簡(jiǎn)要分析：

1）控制鍋爐漏風(fēng)量。燃煤鍋爐一般采用負(fù)壓燃燒，如果在運(yùn)行過(guò)程中鍋爐設(shè)計(jì)的觀察孔、關(guān)火孔及煙道出現(xiàn)漏風(fēng)的現(xiàn)象，這樣就會(huì)影響鍋爐正常燃燒，增加煙氣量，使得排煙熱損失增加。因此，在鍋爐運(yùn)行中，運(yùn)行人員要及時(shí)觀察是否出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，第一時(shí)間處理。

2）控制鍋爐排煙溫度。鍋爐排煙溫度高低是反映鍋爐設(shè)計(jì)、運(yùn)行狀況及設(shè)備良好水平的一個(gè)綜合性參數(shù)。鍋爐運(yùn)行中，由于運(yùn)行人員操作不當(dāng)引起排煙溫度升高或煙氣量增大，都會(huì)增大排煙熱損失，降低鍋爐熱效率。運(yùn)行中降低排煙熱損失可以從防止受熱面結(jié)渣和積灰來(lái)考慮。如果鍋爐受熱面積灰和結(jié)渣，由于灰垢的傳熱系數(shù)很小，這樣一來(lái)就會(huì)是鍋爐的吸熱量減小。同樣大的鍋爐受熱面積，如果結(jié)渣和積灰，傳給工質(zhì)的熱量將大幅度減少，會(huì)提高爐內(nèi)和各段煙溫，從而使排煙溫度升高。運(yùn)行中，合理調(diào)整風(fēng)、粉配合，調(diào)整煤層厚度和爐排速度，調(diào)整風(fēng)速和風(fēng)率，防止?fàn)t膛局部溫度過(guò)高，均可有效地防止受熱面結(jié)渣。在鍋爐運(yùn)行中應(yīng)對(duì)受熱面定期進(jìn)行吹灰、除渣。

3）控制冷空氣溫度。鍋爐運(yùn)行中，如果冷空氣溫度高于設(shè)計(jì)值，將會(huì)減少空氣預(yù)熱器的傳熱溫差，使傳熱量減小，排煙溫度升高。當(dāng)冷空氣溫度升高較多時(shí)，空氣預(yù)熱器出口風(fēng)溫也會(huì)有所升高，這樣一來(lái)，雖然可以提高爐內(nèi)理論燃燒溫度水平，燃燒的經(jīng)濟(jì)效果有所提高，但也會(huì)使排煙溫度升高，所以，在運(yùn)行中應(yīng)該選擇合理的冷空氣溫度，不能隨意提高冷空氣溫度。

4）選擇合理的入爐風(fēng)量。在滿足正常燃燒的前提下，應(yīng)盡量減少入爐的過(guò)?？諝饬?。過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)大，既不利于鍋爐正常燃燒，也會(huì)增加排煙量，從而使鍋爐熱效率下降。在鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)該按要求裝氧量表和風(fēng)量表，以便正確監(jiān)視和分析入爐風(fēng)量的多少。

（2）降低固體不完全燃燒熱損失q4。固體不完全燃燒熱損失計(jì)算公式如下：

式中：—收到基灰分（%）；

—收到基低位發(fā)熱量（KJ/kg）；

、、—分別為飛灰、漏煤、爐渣含灰量占入爐煤總灰量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）；

、、—分別為飛灰、漏煤、爐渣可燃物含量（%）。

根據(jù)公式可知：鏈條爐的機(jī)械（固體）不完全燃燒熱損失由三部分組成：因爐排漏煤造成的q4損失；因飛灰中含有未燃盡的焦炭造成的q4損失；因煤渣中含有未燃盡的焦炭所造成的q4損失。鏈條爐的飛灰中有部分顆粒較大，在爐膛停留的有限時(shí)間內(nèi)難于完全燃盡。當(dāng)煤的灰分較高，特別是灰分的熔點(diǎn)較低時(shí)，熔化的灰分將未燃盡的焦炭包圍起來(lái)，焦炭難于與空氣接觸，使煤渣中可燃物的含量明顯增大。因此，鏈條爐的機(jī)械不完全燃燒熱損失q4較高。根據(jù)不同煤種，鏈條爐的q4約為6% ～15%。因此，降低固體不完全燃燒熱損失q4的主要辦法就是根據(jù)不同燃料特性和鍋爐結(jié)構(gòu)，合理布置受熱面，使得鍋爐能夠安全、穩(wěn)定、高效燃燒，選擇適合燃料燃燒的爐排，減少因漏煤、未燃盡的焦炭造成的q4損失。

（3）降低散熱損失q5。當(dāng)鍋爐運(yùn)行時(shí)，爐墻、鋼架、管道和某些部件的溫度總是高于周?chē)諝鉁囟?，由于鍋爐向空氣散熱所形成的熱量損失占輸入熱量的百分率稱(chēng)為散熱損失，用q5表示。影響散熱損失的主要因素就是爐墻外表面積和外表面溫度，爐墻外表面積一般根據(jù)爐型基本都是確定的，主要就是外表面溫度，因此要選擇一個(gè)合理的外表面溫度，一般情況下選取50℃，在運(yùn)行過(guò)程中，爐墻或者煙道外表面保溫層有破損，應(yīng)該及時(shí)處理，做好檢查工作，這樣鍋爐的散熱損失一般不會(huì)太大。

4.3 加快推動(dòng)鍋爐安裝廢物清潔和煙氣處理裝置

現(xiàn)如今有些工廠和企業(yè)在使用鍋爐時(shí)，忽視了鍋爐產(chǎn)生的廢水、廢氣物直接排放對(duì)環(huán)境造成的影響，未按要求安裝相應(yīng)的處理裝置。因此，應(yīng)該加快推動(dòng)未安裝處理裝置的工廠和企業(yè)及時(shí)安裝，同時(shí)各環(huán)保部門(mén)應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)管，嚴(yán)禁將未處理的廢水、廢氣物直接排放，從污染的源頭上解決問(wèn)題，保證我們生活在一個(gè)空氣清新、水源干凈的環(huán)境中。

5 結(jié)束語(yǔ)

就目前形式來(lái)看，燃煤工業(yè)鍋爐可能仍將是我國(guó)的主導(dǎo)產(chǎn)品，隨著我國(guó)對(duì)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)政策的變化以及對(duì)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，今后一段時(shí)間采用清潔燃料的鍋爐和采用潔凈燃燒技術(shù)的鍋爐將會(huì)是主要的趨勢(shì)。

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作者簡(jiǎn)介：豆永飛（1990-），男，甘肅慶陽(yáng)人，學(xué)士，初級(jí)，從事鍋爐檢驗(yàn)工作。