燃煤锅炉的节能降耗与防腐措施探究

李刚

摘要：燃煤锅炉是重要的能源转换设备，由于锅炉长期运行存在老化，运行负荷波动大，运行效率低导致锅炉存在能耗大的问题。近年来，国家对燃煤锅炉的节能环保问题加大管理力度，通过实施节能改造工程，污染综合整治工作推动燃煤锅炉运行安全和运行效率提升，为实现双碳目标提供有利支持。

关键词：环保节能;燃煤锅炉;腐蚀原因;防腐措施;节能降耗

1引言

在全面落实科学发展观的指导下，我国提出了节能降耗的发展策略。燃煤锅炉是工业生产中的重要设备，随着锅炉服役时间延长，锅炉燃烧中污染物排放风险大、安全隐患多，设备腐蚀严重，这些都给锅炉运行安全性能、经济性能以及环保管理目标的实现带来不利影响。根据我国家发改委2014年公布的燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案，我国出现大范围严重雾霾天气和工业燃煤锅炉有非常紧密的关系。为此，对燃煤锅炉节能环保问题进行分析研究十分重要。

2燃煤锅炉节能环保概述

在工业生产中锅炉是重要的能源转换设备。我国的锅炉燃烧主要原料是煤炭，随着锅炉使用数量的增多，锅炉带来的能耗高、污染重的问题也成为影响生态环境的重要问题。我国在锅炉能效和锅炉污染控制方面与国外先进国家相比还有很大的提升空间，节能减排潜力巨大。近年来，我国对燃煤锅炉的节能和污染控制加大工作力度，通过实施节能改造工程、污染综合整治，积极推动燃煤锅炉节能环保管理目标实现，虽然取得了一定成就，但是仍然存在锅炉技术装备落后，锅炉经济运行水平不高，锅炉环保设施不到位等问题。为此，对燃煤锅炉加大节能改造力度，优化燃料结构，提升锅炉系统运行水平，提高锅炉能效，减少污染物排放是实现锅炉安全性、经济性、环保性协调统一目标的重要举措。

3影响燃煤锅炉耗能和腐蚀的因素

3.1耗能因素

漏风量是锅炉能耗较高的重要因素。锅炉炉膛和烟道容积相对固定，在一定的运行负荷下，锅炉漏风会导致过量空气系数增加。随着过量空气系数增加导致炉膛内燃料停留时间缩短，炉膛温度降低速度加快，容易引起燃烧不充分的情况，烟气体积增大，烟气流速增高，造成大量的热能损失。锅炉排烟热损失是所有热损失中最大的一项。排烟热损失主要受到排烟量和烟气温度的影响，当排烟量增加，烟气温度升高，排烟热损失增大。漏风情况持续，排烟热损失逐渐积累，随着时间的延长排烟热损失总和非常大。

不完全燃烧是能耗损失的另一因素。烟气中的飞灰以及炉渣中含有未燃烧充分的燃料导致煤炭资源燃烧利用率低，造成能耗浪费。不完全燃烧主要受到燃烧效率的影响，燃料燃烧越充分，燃尽程度越好，灰渣中的含碳量越低，那么热损失就越少。煤粉颗粒和燃烧配风是影响燃烧效率的重要因素。

送风系统中采用的是变频设备，在设备应用中经常因为变频器调节导致送风出力余度较大，如果搭配不当会导致送风系统整体设备电能增加。

排烟温度和排烟容积对烟气排放能耗损失影响密切。排烟温度越高，排烟容积越大，烟气越容易带走燃料中的热量，排烟热能损失越多。

锅炉受热面结垢是影响锅炉传热效率的因素，结垢严重会增加能耗。水垢的热阻是钢板的四倍，灰垢的热阻是钢板的四百倍。避免结垢结灰是降低能耗的重要手段，而且也是提升锅炉运行安全性的必要之举。

3.2腐蚀因素

高温腐蚀是锅炉腐蚀的重要类型，主要发生的部位是水冷壁管和过热器上。烟气温度高，锅炉受热面和燃料中的含硫腐蚀性物质以及烟气相接触，非常容易发生腐蚀反应。燃料中黄铁矿中含有硫元素，燃烧过程中发生分解释放出硫原子，遇到水冷壁管时容易产生高温腐蚀，以水冷壁管向火侧最为明显，随着腐蚀速度加快，水冷壁管变薄，运行风险大大增加，容易造成爆管事故。过热器管腐蚀的原因主要是由于管壁上粘结了大量的灰，随着粘结厚度增加，腐蚀反应加重。

另外，由于燃烧不充分，燃烧器附近火焰中心未燃尽的火焰流冲刷水冷壁，由于煤粉有一定的颗粒度，随着火焰流不断冲刷水冷壁，造成水冷壁保护层被破坏，随着磨损程度的加剧，腐蚀反应加速。

4燃煤锅炉节能降耗与防腐措施

4.1节能降耗措施

针对锅炉漏风量造成的热损失问题，应加强对锅炉系统密封性检查，同时密切注意炉膛压力变化，保证炉膛压力在合理范围内，确保锅炉处理达到额定数值。因炉膛负压不足容易引起煤粉自燃现象，因此不利于生产安全。工作人员应加强对锅炉的检修，一旦发现漏风点，应及时消除，保证锅炉密封性符合性能要求，提高锅炉热效率。

采用直吹式制粉系统，燃烧器会随着制粉系统的启停而启停，为了节约能耗，除了严格控制煤粉细度以外，工作人员应对燃烧器配风及时进行调整。只有保证进风量适中，进风及时连续，才能保证燃料燃烧充分，减少热能损失。

针对送风系统变频设备送风出力余度较大的问题，可对每台风机入口挡板进行调整，保持挡板全开，这样可以降低风机运行电流，使风机设备整体耗电量降低。

针对锅炉受热面结垢的情况，首先要從锅炉用水水质上加强管理，保证水处理设备正常运行，锅炉用水水质达标。做好锅炉除垢除灰工作，保证受热面清洁，提高锅炉运行安全性和热传递效率，延长设备寿命，降低能耗损失。

提高锅炉运行自动化水平。通过采用自动化信息化监控技术对锅炉内部外部温度进行监测，有效调节锅炉运行负荷，对锅炉燃烧系数进行合理调整，维持炉膛负压值在合理范围内，对给水系统进行调节，提升锅炉运行工况。

4.2防腐措施

对煤粉细度进行严格控制，调整燃烧工况，避免煤粉惯性分离导致分布不均匀的情况出现。在管道分叉口应设置足够长的直管段，通过直管段对煤粉分布不均匀的情况进行改善，避免煤粉管道内气流发生剧烈旋转。针对弯头部位应加装导流板减少煤粉惯性分离导致的分布不均匀情况。对煤粉细度进行严格控制，降低煤粉颗粒大随火焰流对水冷壁管造成的冲击和磨损，降低腐蚀。

改善锅炉受热面耐腐蚀性能。对锅炉系统的水冷壁、过热器受热面的管束表面进行防腐处理，可喷涂耐腐蚀材料或对改用耐腐蚀性能更好的材质，改善水冷壁、过热器受热面管束的耐腐蚀性能。

控制燃料中的硫含量。硫含量高会加速高温腐蚀，因此对燃料组分中的硫元素进行严格控制，选用含硫量较低的煤种，从源头上切断腐蚀反应物。另外，在锅炉燃烧中对空气量进行控制，降低过量空气系数，使燃料中硫元素的转化效率降低，减轻腐蚀。

5结语

燃煤锅炉生产运行中，节能降耗和防腐工作十分重要。对燃煤锅炉能耗和腐蚀的影响因素进行分析，采取针对性的解决和防控措施，保证锅炉运行的安全性、环保性、经济性，满足国家节能降耗战略要求，推动企业高质量发展。

参考文献

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[2]张铭敏.浅析火力发电厂锅炉燃煤的节能对策[J].科学与财富，2017，（28）：177.