現(xiàn)代化燃煤鍋爐提升燃效和降低能耗的對(duì)策

張偉

摘 要：當(dāng)前，燃煤鍋爐在燃燒使用過(guò)程中會(huì)不斷生成煙氣，對(duì)空氣造成一定的污染，增加部分能量消耗，這很明顯和目前打造資源節(jié)約型社會(huì)的目標(biāo)有巨大的差距。所以，推行燃煤鍋爐的現(xiàn)代化，提高其燃燒能效，降低能量消耗是大勢(shì)所趨。本文通過(guò)分析燃煤鍋爐使用過(guò)程中存在的問(wèn)題，總結(jié)了提升鍋爐燃燒效率并減少能量消耗的策略，希望對(duì)我國(guó)燃煤鍋爐的現(xiàn)代化帶來(lái)一定的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐;提升燃效;降低能耗

中圖分類(lèi)號(hào)：TK227 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）32-0137-03

Countermeasures?for?Improving?Fuel?Efficiency?and?Reducing

Energy?Consumption?of?Modern?Coal-fired?Boilers

ZHANG?Wei

（Jingneng?Shiyan?Thermal?Power?Co.，?Ltd.，Shiyan?Hubei?442000）

Abstract：?at?present，?the?coal-fired?boiler?in?the?combustion?process?will?continue?to?generate?flue?gas，?cause?certain?air?pollution，?increase?part?of?the?energy?consumption，?which?is?obviously?a?huge?gap?with?the?goal?of?building?a?resource-saving?society.?Therefore，?it?is?the?general?trend?to?carry?out?the?modernization?of?coal-fired?boiler，?improve?its?combustion?efficiency?and?reduce?energy?consumption.?By?analyzing?the?problems?existing?in?the?use?of?coal-fired?boilers，?this?paper?summarized?the?strategies?to?improve?the?combustion?efficiency?of?the?boiler?and?reduce?energy?consumption，?hoping?to?bring?a?certain?boost?to?the?modernization?of?coal-fired?boilers?in?China.

Keywords：?coal-fired?boiler;improve?fuel?efficiency;reduce?energy?consumption

燃煤鍋爐指的是憑借受熱面把煤炭燃燒生成的熱量傳遞給鍋筒，并以此為基礎(chǔ)生成熱水或者蒸汽的設(shè)施[1-3]。在我國(guó)北方，燃煤鍋爐是非常重要的取暖設(shè)備，也是供熱的重要途徑，它的運(yùn)轉(zhuǎn)情況好壞不僅與北方民眾的生活質(zhì)量密切相關(guān)，而且會(huì)影響我國(guó)工業(yè)化的進(jìn)程。燃煤鍋爐主要通過(guò)極低的成本來(lái)達(dá)成集中供暖的目的，給民眾提供集中供暖，帶來(lái)潔凈資源，同時(shí)減少運(yùn)輸費(fèi)用，供暖效率極高，廢水料等物質(zhì)的集中供應(yīng)和處理也更加方便[4-7]。當(dāng)前，燃煤鍋爐的運(yùn)用和養(yǎng)護(hù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但是在提高能效、減少排放、確保環(huán)保等方面，我國(guó)的燃煤鍋爐技術(shù)還有極大的提升空間。

1 我國(guó)燃煤鍋爐使用過(guò)程中遇到的問(wèn)題

在我國(guó)實(shí)施燃煤鍋現(xiàn)代化的進(jìn)程中，人們必須認(rèn)清它的發(fā)展?fàn)顩r，才可以對(duì)它的現(xiàn)代化進(jìn)程做出明確規(guī)劃。當(dāng)前，燃煤鍋爐煤氣排放不達(dá)標(biāo)是其產(chǎn)生污染、能效不高的最主要原因，而造成這一現(xiàn)象的根源在于煤炭燃燒產(chǎn)生一定的含硫和碳的化合物，它們的直接排放會(huì)給環(huán)境帶來(lái)巨大的威脅[8-10]。下面將聯(lián)系鍋爐使用過(guò)程中所存在的主要問(wèn)題進(jìn)行分析。

1.1 燃煤鍋爐整體質(zhì)量不高

燃煤鍋爐的燃燒效果和鍋爐自身的質(zhì)量有很大關(guān)系，如果燃煤鍋爐設(shè)計(jì)、制造技術(shù)不理想，會(huì)造成鍋爐品質(zhì)整體下降，根本無(wú)法滿(mǎn)足高質(zhì)量的生產(chǎn)需要。燃煤鍋爐設(shè)計(jì)人員往往過(guò)于重視受熱面位置選擇和鍋爐外觀設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)多流于表面。和國(guó)際燃煤鍋爐比較，我國(guó)有關(guān)技術(shù)水平較低。國(guó)內(nèi)鍋爐和別的燃燒設(shè)施一樣，陷入了技術(shù)瓶頸，急需突破。我國(guó)部分燃煤鍋爐僅能滿(mǎn)足最基本的燃燒需要，由于其生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模不大、資金不足等，燃煤鍋爐自身就有一定的缺陷。此外，部分企業(yè)沒(méi)有足夠的資金支撐，習(xí)慣使用傳統(tǒng)的燃煤鍋爐，而傳統(tǒng)鍋爐存在嚴(yán)密性不足、漏風(fēng)、漏氣等現(xiàn)象，鍋爐整體質(zhì)量較低。

1.2 燃煤鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)效率不高

目前，部分企業(yè)生產(chǎn)的燃煤鍋爐實(shí)際熱能效率較低，和預(yù)期設(shè)計(jì)效率相比，下降明顯。燃煤鍋爐的供水品質(zhì)也無(wú)法達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，供水水質(zhì)偏硬，導(dǎo)致鍋爐管路內(nèi)壁會(huì)產(chǎn)生較多的水垢，造成供熱效果下降。同時(shí)，燃煤鍋爐的燃燒不夠均衡，在燃燒供熱的過(guò)程中，其前排溫度偏高，后排溫度則會(huì)有所下降，其中的焦炭燃燒不完全，火焰溫度無(wú)法達(dá)到預(yù)期溫度，熱輻射效果不理想，固體燃燒不足導(dǎo)致燃料流失極為嚴(yán)重[11-13]。而氣態(tài)和固態(tài)燃料燃燒不足是造成其熱能效率不高的根源。

1.3 現(xiàn)有工業(yè)鍋爐的配套設(shè)施不合理

當(dāng)前，我國(guó)的燃燒鍋爐多數(shù)處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，這對(duì)鍋爐熱能效率造成重大影響，降低了煤炭資源的利用效率。各種配套設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不佳，其燃燒性能無(wú)法達(dá)到最佳效果。同時(shí)，燃煤鍋爐的配套設(shè)備也不健全，容易引起燃煤鍋爐的燃燒不充分。另外，配套設(shè)備的品質(zhì)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，其燃燒性能不夠理想。在燃煤鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲等都會(huì)影響鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，導(dǎo)致其性能不夠穩(wěn)定。

2 燃煤鍋爐提高燃效和降低能效的策略

2.1 進(jìn)行爐拱改造

對(duì)燃燒鍋爐的爐拱進(jìn)行改造，能夠明顯提高鍋爐內(nèi)煤炭的燃燒程度，讓燃煤爐膛可以流入更多的氣體，讓其內(nèi)部的氣流能夠更好地混合，形成質(zhì)量更高的混合氣體。人們需要依據(jù)煤炭類(lèi)型來(lái)確定爐拱尺寸，假如燃煤鍋爐真正燃燒和設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的煤炭類(lèi)型有一定差異，那么煤炭在爐內(nèi)的燃燒效果就不會(huì)理想，影響鍋爐燃燒效率。所以，必須聯(lián)系鍋爐的現(xiàn)實(shí)情況，科學(xué)挑選燃燒煤炭，對(duì)鍋爐的爐拱和外觀進(jìn)行改造，讓鍋爐爐拱內(nèi)的氣流更多，各種氣體混合更為充分，進(jìn)而確保其更好地燃燒，調(diào)整燃煤鍋爐之內(nèi)氣體燃燒的狀態(tài)，提升燃煤燃燒效率[14-16]。

2.2 預(yù)防鍋爐發(fā)生結(jié)焦

運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，假如準(zhǔn)備工作存在問(wèn)題，燃煤鍋爐就會(huì)產(chǎn)生鍋爐結(jié)焦情況。一旦發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部受損，引起鍋爐內(nèi)壁腐蝕，繼而干擾鍋爐的正常運(yùn)用。假如結(jié)焦情況太過(guò)嚴(yán)重，還有可能引起管壁破損。所以，在燃煤鍋爐的使用過(guò)程中，預(yù)防鍋爐結(jié)焦就成了確保鍋爐安全，提升其運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量的重要手段。當(dāng)前，通常運(yùn)用清灰劑進(jìn)行清理，如硝酸鉀和硝酸鈉，把它們加入燃煤鍋爐中，待鍋爐溫度上升到一定程度，它們會(huì)和鍋爐爐膛內(nèi)凝結(jié)的渣滓進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使結(jié)焦正常分解、脫落，保持鍋爐內(nèi)壁整潔，提升鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)效率和煤炭燃燒效率。

2.3 調(diào)整鍋爐內(nèi)部的配置

2.3.1 要保證配風(fēng)的科學(xué)性。人們可以采用相應(yīng)的密封手段，保障鍋爐不同風(fēng)室的密封性，預(yù)防鍋爐爐膛漏風(fēng)，加速空氣和爐內(nèi)空氣的混合，避免風(fēng)量不夠?qū)е職怏w無(wú)法充分燃燒。同時(shí)，要科學(xué)控制引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)的使用，保障其科學(xué)運(yùn)轉(zhuǎn)。觀察鍋爐內(nèi)的火焰，以確定鍋爐內(nèi)的配風(fēng)情況，避免發(fā)生配風(fēng)不足現(xiàn)象。一旦火焰出現(xiàn)發(fā)紅情況或相對(duì)偏暗，其風(fēng)量就會(huì)不足，必須適量增加鍋爐內(nèi)的配風(fēng)量。假如火焰明亮，就表示配風(fēng)量偏大，應(yīng)當(dāng)適量減少。假如火焰呈黃色，就表示風(fēng)量合適，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)保持。

2.3.2 要對(duì)鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)情況做出適量調(diào)整。在燃煤鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，管理者必須及時(shí)觀察鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，檢測(cè)爐渣和飛灰內(nèi)的碳元素含量，組建完整的化驗(yàn)臺(tái)賬，及時(shí)解析檢測(cè)數(shù)據(jù)，以分析結(jié)果為依據(jù)，調(diào)整燃燒程序，為鍋爐高質(zhì)量運(yùn)轉(zhuǎn)提供依據(jù)。將爐膛鐵壁完全打開(kāi)，依據(jù)它的負(fù)荷情況來(lái)改變風(fēng)門(mén)開(kāi)度，一方面要保證燃?xì)鈨?nèi)的火焰不靠近爐膛內(nèi)壁，另一方面要保障煤粉在爐膛內(nèi)徹底燃燒。保證鍋爐內(nèi)剩下的空氣指數(shù)維持在理想狀態(tài)，其排放煙氣溫度也處于合理狀態(tài)，減少煙氣內(nèi)裹挾的熱量。人們要合理應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)，運(yùn)用機(jī)組自動(dòng)化調(diào)控對(duì)策，保障鍋爐設(shè)施一直處于理想運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。只要發(fā)現(xiàn)異常，預(yù)警系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警示，使人及時(shí)做出調(diào)整，最終保證能源的合理消耗，避免資源不正常使用。

2.4 改善制粉系統(tǒng)的穩(wěn)定性

燃煤鍋爐性能與其制粉系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況有很大關(guān)系，它直接影響鍋爐內(nèi)的燃燒情況，同時(shí)會(huì)改變鍋爐爐渣和飛灰內(nèi)的碳元素含量，最終影響鍋爐煤炭消耗。所以，必須逐步改善磨煤機(jī)出口分離器，讓磨成的煤粉更加細(xì)致，濃度更高，讓制成的煤粉有更好的性能，提高燃煤鍋爐燃燒效率。另外，定期監(jiān)測(cè)并調(diào)整鋼球磨煤機(jī)筒內(nèi)襯板，監(jiān)測(cè)電流變化情況，保證磨煤機(jī)一直保持理想運(yùn)行狀態(tài)，提升煤炭磨粉效率，讓煤粉充分燃燒，減少煤炭消耗。要保持磨煤機(jī)內(nèi)部干燥，適當(dāng)通風(fēng)，提升燃煤鍋爐運(yùn)行效率和煤炭燃燒效率，減少煤炭消耗，達(dá)到提高能效、降低能耗的目的。

2.5 提升鍋爐煙氣熱量的有效利用率

燃煤鍋爐運(yùn)行期間勢(shì)必會(huì)排放一定煙氣。鍋爐煙氣包含大量熱量，這些熱量直接排放到空氣中，不僅會(huì)污染空氣，還會(huì)導(dǎo)致大量熱能浪費(fèi)，使得燃煤鍋爐運(yùn)行效率始終無(wú)法明顯提升。想要提高燃煤鍋爐的運(yùn)行效率，人們需要解決這方面的問(wèn)題。人們要合理改造燃煤鍋爐，對(duì)煙氣余熱進(jìn)行回收和再利用。當(dāng)前，人們多在鍋爐后端添加加熱器來(lái)回收熱氣。具體應(yīng)用時(shí)，人們要綜合考慮風(fēng)機(jī)配風(fēng)量和鍋爐煙氣余熱，兼顧熱量回收和設(shè)備安全，完善操作方法，引入先進(jìn)技術(shù)，以充分提升熱量利用率。

3 結(jié)論

燃煤鍋爐在我國(guó)供熱市場(chǎng)依舊占有不小的比例，目前，它依舊是我國(guó)北方地區(qū)的主要供暖方式。燃煤鍋爐常態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，會(huì)產(chǎn)生大量二氧化硫、含碳化合物和粉塵。一旦這些物質(zhì)直接排入空氣中，就會(huì)污染環(huán)境，降低空氣質(zhì)量。所以，人們要大力研發(fā)和革新節(jié)能環(huán)保技術(shù)，持續(xù)改進(jìn)燃煤鍋爐，不斷改善其性能，提高鍋爐燃燒效率，讓煤炭充分燃燒，減少能量損耗，進(jìn)而構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉博.淺析燃煤鍋爐運(yùn)行與節(jié)能減排[J].建材與裝飾，2019（30）：218-219.

[2]王維.淺談低NOx燃燒器技術(shù)在燃煤鍋爐中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（15）：159-160.

[3]賈立夫，郭蔚彤.燃煤鍋爐改造中存在的問(wèn)題及節(jié)能環(huán)保改造措施[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（12）：221-222.

[4]張道福.燃煤鍋爐存在的技術(shù)問(wèn)題以及解決方法討論[J].化工管理，2017（18）：131.

[5]李叡.燃煤鍋爐尾部設(shè)備低溫腐蝕問(wèn)題分析及防治[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019（8）：3.

[6]劉勇.燃煤鍋爐節(jié)能減排技術(shù)探析[J].全面腐蝕控制，2019（7）：13-15.

[7]王曉琴.燃煤鍋爐除塵改造方案的設(shè)計(jì)研究[J].山東煤炭科技，2018（3）：177-179.

[8]吉耀偉，張國(guó)防，杜軍林.火電廠摻燒劣質(zhì)煤的探討和應(yīng)用：輸煤系統(tǒng)篩分除雜設(shè)備改進(jìn)提高燃煤摻燒性[C]//2015清潔高效燃煤發(fā)電技術(shù)交流研討會(huì).2015.

[9]嵇遠(yuǎn)，謝海燕，孫英戰(zhàn).燃煤、燃?xì)忮仩t綜合效益模糊評(píng)價(jià)及分析結(jié)果：以烏魯木齊市集中供熱鍋爐為例[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2012（6）：180-184.

[10]梁志恒，杜慶東.應(yīng)用多傳感器融合技術(shù)的燃煤鍋爐供熱自動(dòng)控制系統(tǒng)[J].工業(yè)鍋爐，2004（6）：42-44.

[11]鄭雪晶，由世俊，張歡，等.二級(jí)網(wǎng)燃?xì)庹{(diào)峰集中供熱系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（8）：66-69.

[12]邱欣.工業(yè)燃煤鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀及節(jié)能改造研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（19）：89-90.

[13]張曉輝.揮發(fā)分反應(yīng)特性和立體分級(jí)燃燒對(duì)NOx排放的影響[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2008.

[14]林英國(guó)，曹光榮.聯(lián)合脫硫除塵技術(shù)在燃煤鍋爐超低排放改造中的應(yīng)用[J].中國(guó)資源綜合利用，2017（10）：72-74.

[15]杜洪軍，王慶波.燃煤層燃鍋爐能效測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析[J].中國(guó)高新區(qū)，2018（3）：23-24.

[16]胡增彬.高海拔環(huán)境對(duì)層燃燃煤工業(yè)鍋爐能效的影響[J].中國(guó)特種設(shè)備安全，2014（1）：54-56.