锅炉富氧燃烧节能技术改造

摘要：文章介绍了锅炉富氧燃烧节能技术改造项目的主要内容和基本原理，对项目改造前后的能耗进行了实测；并依据节能量审核指南的方法，得到项目改造后单位产品油耗下降了12.34%，可实现年节能量2623.8吨标准煤，项目具有良好的节能和环保效应。

关键词：锅炉；富氧燃烧；节能改造；标准煤；节能环保 文献标识码：A

中图分类号：TK227 文章编号：1009-2374（2015）31-0085-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.043

随着社会的发展，锅炉设备已广泛应用于现代工业的各个部门，成为发展国民经济的重要设备之一。从量大面广的这个角度来看，除了电力行业以外的各行各业中运行着的主要是中小型低压锅炉。当今世界能源短缺，各类燃料价格大幅攀升，很多耗能大户企业效益大大降低，严重束缚了企业的长远发展，尤其是使用锅炉的企业现象更为明显，因此提高能源利用率、降低能源消耗成为提高企业效益的必经之路。

锅炉作为工业企业的重点耗能设备，耗能量通常占全厂总能耗的70%～80%。“加强节能减排，推进重点领域节能，减少污染物排放，实现平衡发展”是我国“十二五”期间能源发展的七个重点之一。在实施过程中，管理节能是重点，节能技术是关键。通过研究锅炉（窑炉）的实际运行状况，采用先进的节能技术，实现降耗增效，提高市场竞争力。燃烧是燃料中氧分子与可燃分子之间发生高能碰撞而引起的，所以氧的供给情况决定了燃烧是否充分。用比空气（含氧21%）含氧浓度高的富氧空气进行燃烧，称为富氧燃烧（Oxygen Enriched Combustion），简称OEC。富氧燃烧是一项高效节能的燃烧技术，在热能工程、玻璃工业、冶金工业等领域均有广泛的应用。

本项目基于技术节能的思路，对企业现有锅炉进行富氧燃烧技术改造，提高燃料油的燃烧效率，进而达到降耗增效、减少有害气体排放的目的。

1 锅炉富氧燃烧节能技术改造

某企业锅炉房有3台有效在用燃油锅炉（编号分别为1#、2#、3#），一台35吨，两台25吨，两用一备。锅炉燃油系统采用普通压缩空气雾化，送风系统通过鼓、引风机抽取空气送风助燃。改造前企业存在的主要问题为：（1）企业在硫化生产环节利用自制氮进行硫化，自制氮系统在制氮过程中吸附完氮气后，产生的尾气（含氮量40%～50%）直接排放；（2）锅炉燃烧需要大量氧气，为满足锅炉燃烧工况，鼓、引风机风门必须大开，鼓、引风机电流大，燃烧不充分，烟气排放氮氧化物含量大，烟囱容易冒黑烟，浪费燃料。针对以上问题，企业对自制氮系统排出的含氮量较低的废气加以利用，一路进入锅炉鼓风系统助燃，一路进入增压机加压后用作锅炉重油雾化，提高燃料油的燃烧效率，达到节约能源的效果。具体改造内容及基本原理如下：

1.1 锅炉送风系统改造

在自制氮排气口引一路600×800的风管到1#、2#、3#锅炉鼓风机吸气口，同时在1#、2#、3#锅炉鼓风吸风口前装一个风门调节开关，从而将自制氮系统排出的废气引入锅炉燃烧系统。

1.2 锅炉燃油系统改造

在自制氮排气口另引一路Φ159的风管到储气罐1#，在进入储气罐1#前装一个DN150的闸阀。利用原有从1#罐引出的Φ108风管到增压机，通过增压机增压到0.8MPa，然后进入2#高压储气罐。从高压储气罐2#引一路Φ57管到1#、2#、3#锅炉燃烧机雾化器总管上，在并入总管前装一个DN50闸阀，从而将废气用作锅炉重油的雾化，提高燃料油的燃烧效率。

2 项目节能量监测

项目涉及的能源为重油和电力，电能在改造前、后基本不受项目改造的影响；以锅炉产生的蒸汽作为产品的产量，此蒸汽为饱和蒸汽。项目改造前、后蒸汽的品质基本一致，蒸汽压力稳定在1.7～1.8MPa，重力热值为9400±100千卡/千克。

根据《综合能耗计算通则》，燃料油折标系数为1.4286吨标准煤/吨；电力等价折标系数采用广东省统计局2013年全省发电标准煤耗数据，为3.1618吨标准

煤/万千瓦时。通过计算得到项目改造前，锅炉房蒸汽产量为239717吨，重油用量折标量为22916.13吨标准煤，单位蒸汽产品油耗折标准煤量为0.0956吨标准煤/吨汽；项目改造后，锅炉房蒸汽产量为186481吨，重油用量折标量为15630.83吨标准煤，单位蒸汽产品油耗折标准煤量为0.0838吨标准煤/吨汽。项目改造后单位产品油耗下降了12.34%。

项目年节能量=（项目改造前产品单耗-项目改造后产品单耗）×项目改造前1年基准产量=（0.0956-0.0838）吨标准煤/吨×239717吨=2828.7吨标准煤。

另外，项目改造后需开设一台增压机将收集的富氧废气加压，供至锅炉雾化重油。增压机功率为75千瓦，全天24小时工作，全年约工作360天。增压机增加的年耗电量为：增压机年电耗=75千瓦×24时×360天=64.8万千瓦时×3.1618吨标准煤/万千瓦时=204.9吨标准煤。

综上核算，项目年节能量=2828.7吨标准煤-204.9吨标准煤=2623.8吨标准煤。

3 综合改造效果分析

3.1 节能效果分析

通过对企业锅炉实施上述富氧燃烧节能技术改造，提高了锅炉的吨油产汽量，单位蒸汽产品油耗折标准煤量提高了0.0956吨标准煤/吨汽-0.0838吨标准煤/吨汽=0.0118吨标准煤/吨汽，单位产品油耗下降了12.34%，实现了节约能源的效果。

3.2 经济效益分析

按标煤500元/吨理论计算，年节能量2623.8吨标准煤的年效益达131.19万元。

除此之外，锅炉富氧燃烧技术改造还具有稳定锅炉工况、减少大气污染、延长锅炉寿命等效果，综合效益十分显著。

4 结语

通过分析企业自制氮系统及锅炉燃烧系统存在的问题，对自制氮系统吸附完氮气后产生的尾气（含氮量40%～50%）加以利用，同时对锅炉燃烧系统和送风系统进行富氧燃烧节能技术改造。并依据节能量审核指南的方法对节能项目改造前、后的能耗及蒸汽产量进行了实测，得到项目改造后单位产品油耗下降了12.34%，可实现年节能量2623.8吨标准煤，年效益达131.19万元。在提高生产效率的同时，创造了良好的节能效果、经济效益和环保效应。

参考文献

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作者简介：郭艳艳（1986-），女，河南洛阳人，广州能源检测研究院助理工程师，硕士，研究方向：能源与计量。

（责任编辑：秦逊玉）endprint