工业锅炉节能减排现状及对策探究

聂守耀

摘要：加强工业锅炉节能减排现状及对策的探究是十分必要的。本文作者根据多年来的工作经验，对工业锅炉节能减排现状及对策进行了研究，具有重要的参考意义。

关键词：工业锅炉节能对策

中图分类号：TK229 文献标识码： A 文章编号：

工业锅炉作为工业和社会的必须消耗品，为工业生产提供工业蒸汽，并且为社会大众提供热水供应。工业锅炉在国民经济和社会发展中居重要地位，但是工业锅炉能源消耗和污染排放均位居全国工业行业第二，煤炭消耗也远高于钢铁等其他高耗能工业行业，为响应可持续发展，改善工业锅炉污染排放和能源消耗问题，本文就工业锅炉的现状及其节能减排的措施进行相关探讨。

1.工业锅炉的工作过程

工业锅炉的功能是生产具有一定温度的水或蒸汽，其基本的构成是锅筒和炉膛。燃料在炉膛里进行燃烧，燃烧产生高温烟气（将化学能转化为热能），通过锅筒受热面，将热量传递给锅筒内的水。锅炉的工作过程概括起来包括三个同时进行着的过程:燃料燃烧过程、烟气向水的传热过程和水循环过程。

1.1燃料的燃烧过程

燃料经振动给料机加到煤斗中并落在炉排上，炉排由链条带动，将燃料带入炉内，燃料一边燃烧一边向后移动，燃烧所需要的氧气由鼓风机在大气中抽得的空气经空气预热器送入炉排中的风箱后，向上到达燃料燃烧层。燃烧剩下的灰渣，在炉排末端落入灰斗。

1.2烟气向水的传热过程

炉膛的四周都布置着水管，称为水冷壁。由于燃烧放热，炉膛内温度很高，高温烟气与水冷壁进行辐射换热和对流换热，将热量传递给管内的水，同时烟气受引风机的引力向炉膛上方流动，烟气经过炉膛出口并通过省煤器（利用烟气余热加热锅炉给水）和空气预热器（利用烟气余热加热燃料燃烧所需要的空气）进行热交换后，较低温度的烟气经除尘、去硫等一系列净化工艺最后从烟囱排出。

1.3水循环过程

经过加温的热水流向供热管网，在循环泵（循环泵的功能是克服液流的阻力，使系统按照一定速度流动，以保证最远环路系统液体流回热源）的作用下，水向锅炉方向流回，经补水泵自动测压补水后，流回锅炉加温。

2. 我国工业锅炉的使用现状

2.4排烟污染大

目前我国企业主要采用有机热载体锅炉，这种锅炉采用的燃烧方法多为层燃，排烟温度比较大，通常在 300℃以上，并且烟气中包含了大量的SO2、CO2以及 NO 气体，这些夹杂着大量污染气体的高温烟尘不仅流失了大量的热量，损耗了能源，所造成的环境污染也极为巨大。

1.2 锅炉自动化运行水平低

当前我国的工业锅炉普遍未配置相应的运行检测仪，因此锅炉操作人员在对锅炉燃烧工况和负荷变化进行调整时往往无法掌握具体数据，不能及时调整锅炉的运行工况，导致锅炉和电机运行效率受到极大限制，造成资源浪费。

1.3 锅炉水质超标

按照我国工业锅炉水质的相关规定，在使用工业锅炉前均应安装相应的水处理设备和加药装置，但是由于技术水平限制和资金限制，目前仍有一部分工业锅炉的水质超标比较严重。

1.4 锅炉结焦和积灰问题严重

由于煤炭供需矛盾较大，目前我国工业锅炉所采用的燃煤质量往往参差不齐，这就使得燃烧过程中产生的粘结物质较多，这些粘结物质积聚于锅炉受热面，经高温结焦和积灰，影响锅炉效率。而目前清除结焦和积灰的方法主要是机械法和化学法，费时费工，效果也不明显。

2 我国工业锅炉的节能措施

目前我国拥有工业锅炉超 50 万台，其中 70％是蒸汽锅炉，剩余为热水锅炉，年平均消耗燃煤量约为 4 亿 t。由于我国工业锅炉的型式各异，主要的层燃锅炉（主要为正转链条炉排锅炉）热效率较低，普遍低于 80％，而新型高效的低污染循环流化床锅炉则应用很少。为了改善这一问题，对于五成新以下的锅炉可进行技术改造，对于已经接近寿命期的工业锅炉，则可进行适当的更新,具体的方案如下：①改造锅炉给煤装置。将斗式给煤装置改为分层给煤装置，运用重力筛选把煤由块到末，自下而上的分布于炉排上，通过这样的分层，给予了不同大小煤炭更多的进风机会，因此可以有效改善燃烧情况，提高燃烧率，实践表明一般可节省 10％左右的燃煤，且原本炉况越差，经改造后效果越好。②改造锅炉燃烧系统。该技术是指从炉前适当位置向炉膛喷入适量煤粉，使锅炉在炉排层燃的基础上增加一定悬浮燃烧，这样可以达到 10％的节能率。要注意的是该技术改造对喷入的煤粉量、喷速和喷入位置要求比较高，改造时要严格予以控制，否则就会增加排烟黑度，影响预期效果。③改造锅炉炉拱。这项技术改造中按照实际煤种的使用，适当的改造炉拱的位置和形状，这样可以改善煤炭的燃烧状况，提高其燃烧效率，目前炉拱的配置技术已经比较成熟，通过该项改造可减少 10%的能耗。④改造锅炉的辅机。正转链条炉排锅炉的主要辅机是鼓风机和引风机，其运行参数直接受锅炉热效率和能耗影响，因此可进行适当的调速，根据锅炉本身的负荷要求调整引风量，保证锅炉在最佳条件下运行，不仅节省了锅炉燃煤，还节省了风机耗电，效果较好。⑤进行旧锅炉更新换代。

本技术适合于已接近寿命期的锅炉改造，即用新锅炉取代旧锅炉，由于技术的发展，目前新型锅炉相对旧型锅炉结构更大型、更节能、参数更高，并可实现热电联产。因此在进行更新时，可选择大容量的循环流化床锅炉替换多台小容量旧型层燃锅炉。此项改造初期投入较高，但是节能效益也十分客观，一般可在 3~5 年内收回成本。

3 我国工业锅炉的减排措施

3.1 对燃料进行预处理

由于锅炉型号不同，要达到最佳使用状况应选择合适煤种。因此，在燃料进炉前应该对煤炭进行细致的筛分和洗选，并合理分配煤炭燃烧；也可运用煤炭炉前成型术，尽可能的节约燃煤，减少温室气体排放，实践表明,通过筛分、洗选等处理后，煤炭中灰分的含量可降低 8％左右，有效提高锅炉燃烧效率。

3.2 改造燃烧系统

要实现减排目的，对现有工业锅炉的燃烧系统进行改造是十分必要的，目前的主要措施是优化锅炉燃烧室，如安装省煤器，使用计算机进行控制等，一般来说可将燃料效率提高 5％左右。目前此项措施在工业锅炉改造上运用比较广泛。

3.3 开发高效的清洁燃烧技术

锅炉高效清洁燃烧技术是当前世界范围内研究的课题，我国也一直致力于研究和制造出使用高效清洁燃烧技术的工业锅炉，目前已经有了一定突破，包括以下几种技术和设备：其一，循环型流化床锅炉。该技术设备融合了鼓泡床与汽化床锅炉两者的优点，可达 90％左右，容量较大。其二，抛煤机链条炉排燃烧锅炉。该技术设备融合了抛煤机与链条炉排锅炉两者的优点。热效率在 80％以上。其三，翻转型炉排锅炉。该锅炉采用了万用炉排，热效率也在 80％以上，不过该锅炉容量相对较小，适合小规模使用。其四，改良的水火管锅炉。改良后的水火管锅炉效率有较大提高，可达 80％，较传统提高了10%，并且节省了大量的钢材。

总结：工业锅炉是一种机电一体化产品，这类产品的综合创新需要系统集成优化才能产生最大的效能，而工业锅炉的系统集成创新是通过工业锅炉监测、诊断、调节和控制技术的实施才能最终完成。锅炉使用单位大小不一，节能技术也各有优缺点，应结合企业的实际情况、锅炉的状况及煤的状况等情况综合分析，最大限度实现节能减排。参考文献：

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