化工燃煤锅炉节能改造的主要问题与优化措施应用研究

赵丹

摘要：化工生产的过程中，会产生大量的能源需求，其中所使用的燃煤锅炉属于能源消耗量较大的设备，相关数据显示，燃煤锅炉的煤炭消耗量占据全年煤炭消耗量的1/4。部分化工生产企业所使用的燃煤锅炉年久失修，能源消耗量较大，同时也会存在一定的安全隐患。在煤炭无法充分燃烧的情况下，还会带来大气污染、热效率降低等问题。燃煤锅炉实际运行中的热效率一般仅能达到60%。与设计时的预期效果存在一定的差异。可见，对化工燃煤锅炉进行节能改造具有重要的意义，是提升热效率和改善环境污染问题的必然之举。

关键词：化工;燃煤锅炉;节能改造;问题;措施

某化工企业生产所用燃煤锅炉为10t/h锅炉，锅炉运行时，原煤由炉排进入，燃烧后的烟气统一由除尘器净化处理后排放，剩余的煤渣由人工运输至墙外渣场集中装车外运。据统计，该锅炉的年运行时间为10个月以上，大约为310天，燃煤的最低发热值为18800kJ/kg，灰分与硫分分别是30%和1%。该锅炉的耗煤量为45t/d，平均年耗煤量是14310t。由于炉排区域的配风不当，原煤难以充分燃烧，会产生大量污染性较强的烟气，且灰渣中存在部分焦炭状煤粒，锅炉的热效率普遍低于57%，与设计的热效率存在较大差距。

1燃煤锅炉节能环保原理分析

工业燃煤锅炉节能和稳定运行与锅炉设计、燃烧控制之间的联系十分密切，锅炉热效率是锅炉设计、运行的关键技术指标之一，相关部门需要注重锅炉热效率的提升，保证锅炉节能环保改造工作的持续性、高效性。在新时期的发展中，锅炉热效率极易受各项因素的影响，如排放热损失、燃料未充分燃烧、热损失等，锅炉热效率会被水、蒸汽、导热油吸收的热量、燃料进行充分燃烧，进而产生热量比值，一般大型燃煤锅炉热效率在60%到80%范围内。在我国工业化建设进程持续加快的过程中，燃煤锅炉在生产中的重要性不断突显出来，在燃煤量持续增加的情况下，烟气污染问题日益严重，引发大气污染、雾霾等问题。另外，由于燃煤锅炉烟气燃烧不充分、硫元素等污染物含量比较高，已成为大气环境中的重要污染源，在烟气治理后，技术人员需要实行有针对性的治理方式，从根本上解决烟气污染问题。

2燃煤锅炉改造问题分析

2.1锅炉制造质量偏低的问题

部分厂家在生产锅炉时受到设计能力和制造工艺的影响，极易造成锅炉制造质量偏低的问题。此类问题的产生必定会影响燃煤锅炉的应用效果。而部分化工企业考虑到设备购置的成本，在进行锅炉设备采购时，并未考虑到锅炉的制造质量问题，致使锅炉使用过程中造成大量的资源浪费。

2.2锅炉运作效率问题

也存在一定的问题。相关研究资料中指出，部分锅炉在燃烧过程中的热能效率仅有60%，这与锅炉设计时的预期效率存在较大的差异，这也意味着锅炉燃烧过程中会存在燃料燃烧不充分的现象，不仅会带来环境污染的问题，还会造成资源浪费的现象，同时增加化工企业的生产成本。

2.3锅炉辅机配置不佳

锅炉辅机配置不佳的问题也可能会影响锅炉的燃烧率，从而影响热能的产生。同时机械运转的过程中所产生的噪声也会消耗部分资源。

3化工燃烧锅炉节能改造的有效措施

3.1给煤装置改造

燃煤锅炉的主要燃料是原煤，锅炉类型普遍是链条炉排锅炉，传统集美装置向炉膛给煤过程中，原煤的块、末煤会混合堆叠到炉排中，无法保障锅炉进风的有效性，在锅炉炉膛内部氧气供应不充足的情况下，原煤很难进行充分燃烧。为了进一步优化给煤形式，设计人员需要针对斗式给煤装置进行改造，实行分层给煤装置，保障中块、末煤在炉排中的均匀性、分散性，提升炉膛的整体进风量，为原煤燃烧提供足够的氧气、燃料空间，减少碳含量，提高节能的整体效果，降低污染物的排放量。

3.2优化炉拱

炉拱能够加强炉膛内气流的有效混合，全面组织炉内的传热、燃烧，主要分成前拱、中拱、后拱三部分。前拱的敞开度充足，不需要设置过高，后拱的覆盖率充足，可以确保出口烟气流速达到最佳状态，因而确保前后拱距离适中。另外，炉拱形状、尺寸与燃用煤种联系十分密切，相关人员

需要根据实际情况选择煤种，适当改善炉拱形状、位置，减少燃煤的消耗量。

3.3风仓、风室结构改造

（1）风仓结构的主要作用为对风量进行有效分配，从而增强煤炭的燃烧率，起到改善锅炉热效率的重要作用。因此，在进行锅炉改造时，也应将风仓结构改造作为重点的改造内容。尤其需要做好对传统封仓间结构的合理优化，通过提升风仓结构的密封性以及各风仓之间的配合度来进行风量调节，实现对锅炉内部的均匀供风，从而增强锅炉的热效应;（2）燃煤锅炉的煤炭能否充分燃烧与配风质量存在密切的联系，只有确保空气的充足供应才能提升燃煤效率，从而实现對能源的高效利用。因此，在进行锅炉改造时，也应做到对风室结构的合理调整，使其能够满足锅炉燃烧的配风需求。

3.3.1合理控制炉排长度方向的配风质量

锅炉生产的过程中，需要通过炉排将原煤运输到锅炉内部，在此过程中，原煤需要经历三个燃烧阶段：（1）第一阶段主要进行预热干燥;（2）第二阶段原煤才被燃烧;（3）第三阶段原煤充分燃烧后产出灰渣。由于三个阶段燃烧特点的不同，对于空气量和空气质量的需求也存在一定的差异。就第一阶段来说，进行原煤预热干燥时基本无需空气，而在进入第二阶段后，原煤燃烧则需要提供部分空气，使原煤得以充分燃烧，释放出热量提供生产动力。最后一阶段的空气需求量较大，主要是由于空气可以提升原煤燃烧效率，最后产出灰渣，整个燃烧过程结束后，也需部分空气用于送风保证炉排的快速冷却。根据上述风量需求，需要在炉排下设置行分仓供风系统，确保各个阶段均能得到适宜的风量供应。同时在各个分仓部位设置功能调节系统，控制出风量。

3.3.2合理控制炉排宽度方向的配风质量

炉排宽度方向的配风要求与长度方向的配风要求存在较大的差异，炉排宽度方向需要进行均匀配风，保障燃煤的充分燃烧。（1）在进行改造时，可以对风室结构进行有效调整，可将原有的风室结构转变成双面进风结构或者等压风式结构，确保宽度方向配风的均匀性。实践证明，宽度方向配风均匀可以有效降低烟气热损现象;（2）原煤燃烧效率还与炉排上放置的原煤厚度以及烟气含氧量存在一定的联系，要求相关生产人员能够根据以往的生产经验，结合炉排上的原煤厚度合理配风，从根本上提升燃煤燃烧率。

3.4采用先进的脱硫除尘技术

为了做好脱硫除尘工作，技术人员需要引进钠钙双碱法脱硫工艺，这项工艺相对成熟，具有脱硫效率高、运行安全、操作便利等优势，有效地改善了石灰法塔内易结垢的缺陷，吸收效率比较高，在经过脱硫除尘后排放的烟气符合锅炉大气污染排放标准。

结论

综上所述，在现代燃煤锅炉生产、运行过程中仍存在很多问题，相关部门必须正确认识、了解这些问题，全面落实资源节约型环保友好型思想，针对燃煤锅炉进行节能环保改造，通过实行创新、改进措施，实现节能、环保改造的预期目标。

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