工業(yè)鍋爐節(jié)能減排現(xiàn)狀與應(yīng)對策略

陳秀芬

(山西省朔州市懷仁縣供熱公司，山西 懷仁038300)

0 引言

中小型燃煤行業(yè)工業(yè)鍋爐通常采用燃料燃燒的方式，大部分為直接燃燒，直接導(dǎo)致大量煙塵、二氧化硫、二氧化碳等多種污染物的大量排放，被認(rèn)為是煤煙型污染源的主要來源。它是一項(xiàng)能量供應(yīng)的設(shè)備，因此制定并實(shí)施針對性強(qiáng)、切實(shí)可行的節(jié)能改造、污染物減排措施，對工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排，降低環(huán)境污染等都具有非常重大的意義，因此更應(yīng)該為鍋爐的節(jié)能減排找出相對應(yīng)的方法及應(yīng)對策略。

1 工業(yè)鍋爐節(jié)能現(xiàn)狀

從總體來看，工業(yè)鍋爐工作量大、工作面廣的特點(diǎn)使節(jié)能減排工作舉步維艱。從過去的經(jīng)驗(yàn)來看，工業(yè)鍋爐節(jié)能減排工作效果不明顯的主要原因可以歸納為人、料、機(jī)、爐、控五個(gè)方面缺乏應(yīng)有的綜合協(xié)調(diào)發(fā)展。

1.1 人的因素

企業(yè)不重視工業(yè)鍋爐運(yùn)行管理人員和操作人員的上崗培訓(xùn)，致使運(yùn)行管理人員水平參差不齊，操作人員素質(zhì)千差萬別，而且員工節(jié)能減排意識淡薄。由于工業(yè)鍋爐減排沒有實(shí)際可行的監(jiān)測、診斷、調(diào)節(jié)和控制設(shè)備等必要條件，所以人是節(jié)能減排工作的主體，人的行為和思想對節(jié)能減排工作的開展影響最大，存在的問題也最多。

1.2 燃料因素

煤炭工業(yè)長久以來都沒有實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)化分類、分質(zhì)供應(yīng)煤燃料，例如，適合層燃鏈條鍋爐燃燒的是煤塊，不是煤粉;適合煤粉爐燃燒的是煤粉，不是煤塊。工業(yè)鍋爐多年來一直希望煤炭工業(yè)可以為鍋爐行業(yè)提供燃料分類、分質(zhì)的優(yōu)質(zhì)化分類供應(yīng)服務(wù)。針對現(xiàn)在散煤、末煤的供應(yīng)現(xiàn)狀，應(yīng)在鍋爐爐前成型上解決這一問題。

1.3 鍋爐因素

保證工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的基礎(chǔ)是機(jī)械化連續(xù)燃燒，機(jī)械化連續(xù)燃燒消除了人工投煤爐的周期性，促使工業(yè)鍋爐連續(xù)、穩(wěn)定地工作，做到持續(xù)供煤、持續(xù)燃燒、持續(xù)出渣，因此企業(yè)應(yīng)盡快研發(fā)機(jī)械化連續(xù)燃燒的工業(yè)鍋爐，淘汰人工投煤鍋爐。工業(yè)鍋爐作為節(jié)能減排的硬件基礎(chǔ)，目前主要存在以下問題:需要不斷提高燃料和配風(fēng)的均勻性，對于變化劇烈的煤種，缺乏有效的燃燒調(diào)節(jié)技術(shù);需要降低爐渣含碳量;降低鍋爐排煙溫度。

1.4 輔機(jī)的因素

輔機(jī)主要完成以下工作:保證燃料機(jī)械化連續(xù)供應(yīng)、燃燒;連續(xù)供應(yīng)被加熱工質(zhì);均勻地提供燃燒需要的風(fēng)能;連續(xù)排除生成的灰渣;高效脫除生成的污染物(煙、硫、氮、塵)等。目前上煤設(shè)備、除渣設(shè)備等產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常松散，缺乏集成。輔機(jī)作為工業(yè)鍋爐本體節(jié)能減排的硬件基礎(chǔ)，產(chǎn)生的主要問題有機(jī)爐不配套、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定和系統(tǒng)銜接等。

1.5 可控因素

此因素主要指監(jiān)測、診斷、調(diào)節(jié)和控制。目前工業(yè)鍋爐在設(shè)計(jì)、投運(yùn)方面缺乏有效的系統(tǒng)集成的自動(dòng)控制裝置，更無法談及監(jiān)測、在線診斷、在線調(diào)節(jié)工業(yè)鍋爐運(yùn)行中的熱工參數(shù)。諸多狀況均表明，目前人們對于正在運(yùn)行的工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排狀況知之甚少。“可控”作為工業(yè)鍋爐軟件和硬件的混合基礎(chǔ)，是工業(yè)鍋爐運(yùn)行的中樞神經(jīng)，應(yīng)是牽動(dòng)人、機(jī)、爐、料四個(gè)要素的指揮系統(tǒng)，是除人的因素外技能減排的一大瓶頸。

2 工業(yè)鍋爐技能減排對策

2.1 以氣代煤

天然氣是一種清潔能源，使用天然氣可以減少二氧化硫和粉塵排放量接近100%。降低二氧化碳排放量達(dá)60%和氮氧化合物排放量50%，因燃?xì)忮仩t熱效率高出燃煤鍋爐20%～30%，所以利用天然氣不僅能夠減少污染物的排放量，另一方面也能減少酸雨、霧霾天氣的形成，有利于減緩地球溫室效應(yīng)，從根本上發(fā)揮出改善環(huán)境質(zhì)量、節(jié)約能源的作用。

2.2 建立完善節(jié)能減排指標(biāo)體系

地方政府必須盡快制定鼓勵(lì)節(jié)能減排和促進(jìn)新能源發(fā)展的具體配套措施和優(yōu)惠政策，各級職能部門可以通過建立協(xié)作聯(lián)動(dòng)機(jī)制，盡量形成整體合力，以便大力開展對鍋爐等特種設(shè)備節(jié)能減排的宣傳教育，努力營造濃厚的工作氛圍，提高全民節(jié)能意識，極力發(fā)揮各行業(yè)協(xié)會(huì)及技術(shù)機(jī)構(gòu)的支撐作用，全力推進(jìn)工業(yè)鍋爐節(jié)能減排工作。

2.3 鍋爐和輔機(jī)節(jié)能減排技術(shù)

對鏈條爐排鍋爐而言，節(jié)能減排主要圍繞減少機(jī)械不完全燃燒損失和排煙熱損失兩個(gè)方面:①從燃燒設(shè)備和燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面強(qiáng)化煤燃料的引燃、燃燒、燃盡和傳熱技術(shù)，其中包含改革創(chuàng)新爐排片和配風(fēng)結(jié)構(gòu)、爐拱和二次風(fēng)強(qiáng)化著火、燃燒和燃盡技術(shù)，減少灰渣和飛灰含碳量的再燃、燃盡技術(shù)等。其中主要任務(wù)是減少機(jī)械不完全燃燒損失，如降低灰渣含碳量需從爐拱設(shè)計(jì)搭配、二次風(fēng)調(diào)整、爐排片設(shè)計(jì)、配風(fēng)均勻性四個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。②實(shí)行煙氣深度冷卻技術(shù)。目前工業(yè)鍋爐普遍的排煙溫度為160℃～300℃，從技術(shù)和投資回收的角度來看，我們現(xiàn)在已有能力將排煙溫度降到100℃以下，降低溫度可以使工業(yè)鍋爐熱效率比原來提高3%～9%，此技術(shù)目前已經(jīng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的示范工程，若能積極推廣該技術(shù)，必能為節(jié)能減排技術(shù)作出巨大貢獻(xiàn)。

2.4 工業(yè)鍋爐監(jiān)測、診斷、調(diào)節(jié)和控制

現(xiàn)在，我國多數(shù)工業(yè)鍋爐配備了儀表控制系統(tǒng)，甚至有一些采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或DCS 控制系統(tǒng)，但是，大都沒有配備對熱工和排放參數(shù)實(shí)行在線監(jiān)測、在線診斷、系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)和系統(tǒng)控制的功能。對此我們可以著手以下研究:①工業(yè)鍋爐節(jié)能減排監(jiān)測傳感器技術(shù)研究。在工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的監(jiān)測技術(shù)過程中需要對多種物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，因此要用到大量的傳感器。②鍋爐控制節(jié)能技術(shù)研究。③工業(yè)鍋爐能耗和排放監(jiān)測系統(tǒng)、評價(jià)、診斷、調(diào)節(jié)和控制技術(shù)。這類技術(shù)具有通過空氣和燃料的質(zhì)量流量前饋控制燃燒狀況、利用煙氣循環(huán)減少污染物排放、控制優(yōu)化熱效率等特點(diǎn)。

3 鍋爐脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀

目前，我國僅有部分火力發(fā)電廠實(shí)施燃煤煙氣脫硫技術(shù)，其目的是減少向空氣中排放SO2的量。國內(nèi)比較成熟的凈化技術(shù)主要應(yīng)用于小型鍋爐設(shè)備中，而大型設(shè)備很少采用該技術(shù)。目前我國已經(jīng)從日本和西歐引進(jìn)了一批先進(jìn)技術(shù)，并且這些技術(shù)和設(shè)備具有運(yùn)行穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)、自控程度高等特點(diǎn)，唯一的缺陷就是運(yùn)行成本比較高，很難在我國大面積普及。鍋爐脫硫的投資成本比較大，不可能通過回收副產(chǎn)品來抵消該方面的花費(fèi)。

大量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有脫硫設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕、堵塞以及煙氣帶水等問題未能得到有效的解決，從而很難滿足國家的相關(guān)規(guī)范和要求。要提高鍋爐的脫硫效果，就需要從以下幾個(gè)方面著手:①對于正在興建的中小型鍋爐，一般選用除塵脫硫一體化的設(shè)備。②已有的燃煤中小型鍋爐，一般已經(jīng)具備了除塵系統(tǒng)，所以建議選用中效、低阻、占地面積小的噴霧脫硫器。而對于除塵系統(tǒng)不理想的系統(tǒng)，建議選擇除塵脫硫一體化設(shè)備。③對于存在廢堿的中小型鍋爐，例如造紙廠等，建議選擇濕法脫硫技術(shù)，從而達(dá)到以廢治廢，綜合利用的目的。目前我國大多數(shù)中小型燃煤鍋爐均選擇可除塵脫硫一體化的設(shè)備，但是中小型鍋爐脫硫技術(shù)未來的發(fā)展趨勢是干法或半干法煙氣脫硫，并且我國在這些方面也進(jìn)行了一系列的研究，期望能夠很好地緩解鍋爐脫硫技術(shù)的不足。

4 結(jié)語

工業(yè)鍋爐節(jié)能減排將進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期促，進(jìn)工業(yè)鍋爐進(jìn)人實(shí)質(zhì)性的良性軌道，盡管在目前的形勢下工業(yè)鍋爐改造和創(chuàng)新的新技術(shù)層出不窮，但這些新技術(shù)一旦應(yīng)用到新產(chǎn)品開發(fā)和市場競爭上，工業(yè)鍋爐產(chǎn)品的價(jià)格會(huì)急劇上升。所以，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)積極探尋恰當(dāng)?shù)墓?jié)能減排措施，并且予以大力推廣及應(yīng)用，從而促進(jìn)鍋爐運(yùn)行效率及節(jié)能效果的提升。

［1］ 李啟良，柏源，李中華. 應(yīng)對新標(biāo)準(zhǔn)燃煤電廠多污染物協(xié)同控制技術(shù)研究［J］.電力科技與環(huán)保，2013(3):7 -8.

［2］ 唐禹明.工業(yè)鍋爐節(jié)能減排分析及對策［J］.應(yīng)用能源技術(shù)，2011(2):23 -24.

［3］ 付嘯宇.略論當(dāng)前工業(yè)鍋爐節(jié)能減排現(xiàn)狀、存在問題及對策［J］.商品與質(zhì)量:學(xué)術(shù)觀察，2013(5):45 -46.

［4］ 唐禹明. 工業(yè)鍋爐節(jié)能減排分析及對策［J］. 應(yīng)用能源技術(shù)，2011(2).

［5］ 趙欽新，王善武. 工業(yè)鍋爐技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展思路探討［J］. 工業(yè)鍋爐，2009(1).