燃煤锅炉节能改造技术措施的应用

江志铭

【摘要】我国在用的燃煤锅炉普遍存在燃烧效率不高、能耗大、安全隐患大等问题，因此，对燃煤锅炉进行节能降耗改造迫在眉睫。本文阐述了当前燃煤锅炉运行中存在的问题，介绍了节能改造技术措施的应用。节能改造效果表明，锅炉的燃烧效率和耗能量都有了较大的改善，取得了较好的经济效益。

【关键词】锅炉 节能改造 余热 配风 对比 效益

随着我国经济的持续发展，工业化进入了高速发展的时期。因此，工业的发展对能源的需求量急剧增加，经济发展与能源相对不足的矛盾也日趋尖锐。能源消耗大户的燃煤锅炉，年耗煤炭占煤炭总产量的四分之一左右，且在用燃煤锅炉多为使用年限较长的老旧锅炉，效率低、安全隐患多、污染重，燃煤锅炉的实际运行热效率仅为60%～65%，与设计效率有较大差距。由此看来，燃煤锅炉的节能潜力巨大，因此，进行节能改造势在必行。

1锅炉运行中存在的问题

某工业蒸汽锅炉，平均吨汽耗煤量为173.7kg。我们对锅炉进行了热效率测试，测得锅炉的热效率为70.53%左右，通过测试，发现锅炉的过剩空气系数为2.32，炉渣含碳量也偏高，为21.53%，锅炉平均出力为12.7t/h。并且炉膛内满膛堂火燃烧，火力不集中，火焰颜色呈暗红色。由于各风室配风不均，没有完全燃烧的碳粒子大量被排出，烟囱经常冒黑烟。

以上问题说明锅炉处于非正常运行状态，安全隐患多，急需进行节能改造和维修。

2燃煤锅炉节能改造技术措施的应用

2.1锅炉蒸汽余热的利用

锅炉余热包括生产工艺后的蒸汽余热和锅炉排污的余热。结合本厂的生产工艺流程分析，该厂有12台蒸压釜，容积各为100m3，锅炉蒸汽出力为12.7t/h，24h连续运行。从蒸压釜排出的蒸汽压力平均为0.36MPa，通过螺旋板式换热器对锅炉给水进行热交换，提高锅炉的给水温度。为了充分利用蒸压釜排出的蒸汽余热，对生产工艺流程重新进行安排，使蒸压釜按一定顺序逐个排汽。经过螺旋板式换热器冷却后的废水变为生产工艺用水，充分利用水资源。其次是充分利用锅炉排污余热。排污工艺通过排出锅炉锅筒中的水中悬浮物和溶解固体，来控制锅炉水的质量和运行效率。锅炉排污水温度高达184℃左右，高热、高压条件下排污水蕴藏着高品位的热能。将锅炉排污水排入连排扩容器，经扩容器降压产生二次闪蒸蒸汽加热锅炉给水，剩余废水排入工艺用水水池中。

2.2锅炉烟气余热的利用

当空气预热后，入炉空气温度得到了提高，经过预热后的热空气进入炉内后，加速了燃料的干燥、着火和燃烧过程，尤其是提高煤层下部靠近炉排片处的温度，改善煤层深处的燃烧，促进焦炭燃尽，从而保证炉内稳定燃烧，起着改善、强化燃烧的作用。由于炉内燃烧稳定，辐射热交换的强化，可以降低化学不完全燃烧损失；另一方面，空气利用烟气余热进行预热，进一步降低了排烟热损失，从而提高了锅炉热效率。根据经验，当空气在预热器中温度升高1.5℃时，排烟温度可降低1℃。该锅炉的排烟温度为215℃，高于标准的要求。因此可利用空气预热器进一步降低锅炉的排烟温度。

2.3锅炉本体的改造

（1）锅炉外墙保温

炉体表面温度最高达181℃，高于标准要求的50℃，需重新进行保温。

（2）改造风室结构，合理配风，均匀给风

空气供应是否充足和合理对锅炉的安全、经济性和出力都有很大的影响，其中，对链条炉沿炉排长度和宽度应有不同的配风要求。

1）沿炉排长度方向合理配风

原煤在炉排上由前往后的运动过程中，其燃烧分为3个阶段：首先是预热干燥并分解挥发物；其次是着火燃烧；最后是燃尽出渣。因为煤在炉排上的燃烧是分阶段、分区进行的，所以沿炉排长度方向所需的空气量不同，在煤的预热干燥阶段，可以完全不需要空气，在挥发物析出区，有一部分可燃气体已经开始着火，因此需要供给一部分空气，使不断析出的可燃气体着火燃烧。以后，挥发物燃烧和焦炭的燃烧区域是燃烧过程的主要部分，需要进入大量空气，最后是灰渣的形成区域，燃烧阶段基本结束，所以不需要多少空气，主要是炉排冷却需要送风。

由于煤炭在链条炉排上的燃烧是沿长度分阶段进行的，因此，炉排下供应的一次风必须分仓、分区调节，以使炉前着火区和炉后燃尽区的风量要少，中间燃烧旺盛区的风量要大。该锅炉有7个风室，单用小风门调节，各个风室之间须严密不漏，以防短路而失去调节作用。

2）沿炉排宽度方向均匀配风

沿炉排宽度方向上的合理配风方法是均匀配风，以使燃烧均匀，防止出现火口等不正常燃烧现象。改进的措施主要是从风室的结构上着手，采用双面进风、等压风室等，尽量使水平风速保持不变，通过对锅炉的合理配风，使整个炉排面上均匀燃烧。

合理的供风配比可以有效减小过量空气系数，降低排烟热损失Q2，而Q2在总的热损失中占的比重最大。据统计，过量空气系数每增加0.15，Q2就增加1%。各分段供风量的比例关系，需要根据煤质好坏、炉排上煤层厚度、烟气含氧量、CO含量、负荷大小等因素确定，所以不同负荷和不同燃烧情况下的供风配比需要根据长时间的实际操作经验进行总结，形成一整套数据，并最终用于指导操作上，提高锅炉燃烧效率。

2.4水处理设备的改造

提高给水品质不仅是一项重要的节能措施，而且是一项重要的安全措施。锅炉运行一段时间后，锅炉受热面上会形成一层水垢。水垢的导热系数仅是钢的1/40～1/30，结垢会极大降低传热能力，使排烟温度升高，增加燃料消耗；水垢还会影响水循环的正常进行，造成管子过热甚至爆管。据统计，锅炉结垢每增厚1mm厚度，就要增加燃料消耗3%。工业锅炉的给水必须按规程或规范要求进行给水处理。该厂使用钠离子交换软水设备，水处理人员要定期更换交换树脂，保证水处理设备的正常运行。司炉人员必须加强对水质的监察，及时清除水垢，以减少能源浪费。

2.5锅炉辅机改造

装设排烟氧含量在线监控装置以监控锅炉运行过量空气系数，维修风机并加设变频装置，可以节约大量电能；检查烟、风道漏风之处，用石棉带进行密封，提高锅炉密封和保温性，加强炉膛负压控制，以降低过量空气系数。建立锅炉水质在线监测系统，对锅炉给水、锅水进行在线监测。

2.6加强培训，提高锅炉管理和运行操作人员的综合素质

锅炉的节能改造，要从硬件和软件这两方面同时进行，以取得最大的效果。受传统观念影响，人们常会认为司炉工这个岗位并不重要，司炉工也并无需具备专业知识和技术水平。殊不知，锅炉的管理人员和运行操作人员的技术水平对锅炉运行效率起着至关重要的作用。据测试，在炉型、煤种、用汽等条件相同情况下，由于操作水平的差异可使工业锅炉运行效率相差3%～10%。因此抓住节能改造这个契机，通过对管理人员和运行操作人员的严格培训，提高他们的专业知识和综合素质，使其通过提高自己的管理和操作水平来实现节能的要求。通过技能培训，使运行操作人员树立节能操作新观念。

3节能改造效果分析

3.1燃烧状况对比

改造前，炉膛内满膛堂火燃烧，火力不集中，火焰颜色呈暗红色。由于各风室配风不均，没有完全燃烧的碳粒子大量被排出，烟囱经常冒黑烟。改造后，由于进炉空气温度的提高，火力集中，炉膛温度提高。各风室配风呈阶梯形分布，炉膛内部形成湍流燃烧，碳粒子在炉膛内部停留时间延长，杜绝了冒黑烟现象。

3.2用煤量对比

通过核查锅炉运行记录，在锅炉改造前的一个月中，平均吨汽耗煤量为173.7kg。改造后的一个月时间内，平均吨汽耗煤量为156.5kg。改造后吨汽耗煤量节约9.90%。

3.3锅炉出力对比

改造前锅炉平均出力为12.7t/h，改造后锅炉平均出力为13.9t/h，改造后锅炉出力提高8.63%。一年运行340d计算，年多产汽9792t。

3.4锅炉热效率对比

节能改造后，经过空气预热器的空气温度提高了95℃，排烟温度由改造前的215℃降低到153℃；锅炉给水温度提高了62℃。通过对锅炉进行能效测试发现，空气过量系数由改造前的2.32降低到了1.64。炉渣含碳量由改造前的21.53%降低到了8.94%。锅炉热效率由改造前的70.53%提高到了79.61%，锅炉热效率提高了11.41%。

4节能改造后经济效益分析

锅炉节能改造效益分析是在锅炉本体及其他部件运行正常，锅炉辅机运行正常，电气控制没有问题，换热设备正常工作的前提下进行，按改造后一个月内的吨汽耗煤量和产气量进行分析，该台锅炉按24h运行，年运行天数为340d计算，年可节煤1951t，吨煤按1000元计算，年可节省燃煤195万元。

5结语

总之，能源是人们生产和生活赖以生存的重要物质基础，没有足够的能源供应，就没有生产力和科学技术的发展。因此，我们应该着眼于未来，积极响应国家的节能减排工作，加大对燃煤锅炉节能改造的重视力度，采用适宜的节能技术措施。这样才能提高锅炉的运行热效率，达到锅炉低耗高效的节能目的。

参考文献：

[1]张海英，刘国华，曾斌.中小型工业锅炉节能改造技术浅谈[J].硅谷，2009年05期.

[2]霍坤义，张昌豪，黄转霞.燃煤锅炉节能改造技术措施[J].河南科技，2009年02期.