工业锅炉行业应对变局的创新思维和实践

2021-12-24张荣

绿色环保建材 2021年8期

张荣

神东监理有限责任公司

1 引言

工业锅炉通常是额定工作压力大于0.04MPa、小于3.8MPa的蒸汽锅炉，以及容量和温度大于0.1MPa的城市热水锅炉和热水器。在我国目前基于煤炭的能源消费结构中，燃煤型工业锅炉长期以来一直是工业锅炉的主要产品。燃煤工业锅炉经过长期发展，主要形成锅炉链、循环流化床锅炉、水煤炉，近年来还形成了高效燃煤工业锅炉。每种锅炉都有自己的技术、经济特点和应用范围。因此，选择燃煤型工业锅炉已成为用户关注的主要问题之一。关于工业燃煤锅炉技术和经济特点的比较分析资料有限。

2 工业锅炉发展的整体概况

工业锅炉是当今许多工业企业和城市能源服务单位广泛使用的一种蒸汽能源设备，在发电、供热和热水领域发挥着巨大作用。随着中国经济的快速发展，人们现在对工业锅炉的能耗比例、安全指标和环保指标有了更多的要求。一方面，工业锅炉由于目前采用单一点火方式，连续运行时间较长，运行缓慢或负荷较低，据统计，大多数工业锅炉的能耗利用率仍低于15%，废物率也高于15%。另一方面，工业锅炉由于建筑成本低、生产速度高，在许多企业，特别是中小型企业中仍然很受欢迎。工业锅炉作为重要的电气设备，在任何环境中都会长期发挥不可替代的作用。因此，为了在短期内提高企业生产效率，维护社会的环境效益，必须重视节约能源和减少工业锅炉的排放。在当前生产模式下，我们应优化工业锅炉生产系统，降低能耗，提高资源利用率，降低气体和废物排放率，实现工业锅炉系统的良性发展。

3 存在的问题

3.1 煤粉的安全性问题

工业煤粉锅炉技术要求传统煤粉砌块采用附加加工技术进行磨制。虽然煤粉进入燃烧室可以实现更好的燃烧性能和更高的燃烧效率，但磨碎后干燥、贮存和运输煤粉材料的面积远远大于磨碎后的煤粉材料，这也表明煤粉材料的每一部分与空气中氧的接触面积随着煤粉材料的具体表面的增加而大大改善。在贮存和车辆运输过程中，煤粉材料容易在空气中与氧摩擦作用下相互作用，促进煤粉热分解生产可燃气体。如果没有及时找到，就采取相应措施。当这种局部煤粉燃烧现象出现在煤粉干燥、煤粉储藏和煤粉输送的连接中时，及时检测和处理煤粉燃烧的可能性将非常低，而且这种局部燃烧将继续沿着煤粉的空间分布扩散。采用局部煤粉燃烧过程，煤材料的加热值不断释放到空气中，通过热辐射、传热和对流等方式传递到附近的煤粉中，悬浮煤粉，使更多的煤粉材料分解并被热烧毁。如果找不到燃烧区持续扩散的现象，及时采取措施，火灾就会迅速从当地蔓延到整个煤仓和智囊团，在严重情况下甚至引发爆炸。当某一房间的煤粉状态为30mg/m3时，煤粉可能会爆炸。如果不能及时采取措施提高煤粉浓度，当煤粉含量大于1500mg/m3时可能会发生剧烈爆炸。因此，有必要加强安全问题的管理。

3.2 工业锅炉技术水平低

锅炉控制程序虽已大大改进，但锅炉使用技术仍存在重大缺陷。例如，外部条件变化时，锅炉无法及时调节，锅炉仪表不能及时反映锅炉内部的变化。此外，即使在出现设备问题的情况下，由于问题的突然性质和技术限制，这一问题也没有及时得到解决，导致锅炉利用率下降，产生不必要的资源浪费。

3.3 工业锅炉技术标准不完善

目前，我国工业锅炉设备的选用比较严格，但实际上锅炉的使用不符合几个因素。在选择锅炉时，工业企业通常选择功率较大的锅炉来满足其生产需求，但许多企业的实际工作量较低，不需要功率较大的锅炉，从而导致能源消耗和污染物增加。

4 创新思维和工程实践

4.1 学习、思维和实践

思想是理解世界的一种手段，实践也称为社会实践，是人类为改变世界而进行的情感社会活动。科学实践概念的确立是马克思主义哲学诞生的一个重要标志，马克思主义哲学是一种主观和动态的活动，是人类社会发展的普遍基础和动力。除了各种形式的阶级斗争、政治生活、科学实验、艺术、教育等之外，生产活动是最基本的实际活动。实践是客观、动态和社会历史的。

4.2 精深合作及智慧共赢是企业内源性创新的引擎

科学技术研究过程要有科研目标、规划和进度控制，在研究期间研究者要进行逻辑推理、演绎计算、数值模拟和实验验证。数字模拟，即计算机实验，即基于数学模型的数字模拟，可以大大缩短物理实验周期，降低实验成本，并改变实验平台，这是现代科学技术研究的必要工具之一。进行科学研究之后才会有实验数据，实验数据进行分析、综合之后才能得到有规律性的研究成果。为了避免实验过程中出现意外，实验结果也需要测试、重复或反复试验，通过研究可以对实验过程进行修正产生新的实验平台和检测装置;对实验数据的分析综合可以撰写实验报告;产生新的思想可以申请发明专利;对计算过程的改进可以申请软件著作权;发现规律性的结果可以形成技术方法，技术方法可经凝练提升为技术规范或技术标准;研究性成果可以撰写论文;系统性的研究成果可以编写专著扩大学术影响。对企业而言，实

验研究成果可以用来指导样机的生产，样机经过测试合乎热工和环保要求，就可以形成新的技术产品。

5 发展方向

5.1 提高工业锅炉供给水平

也就是说，从供应方和生产方来看，根据一定的支持客户和要求，淘汰低技术含量工业锅炉的生产能力，向市场提供技术含量较高、转化率较高、成本较高的工业锅炉，淘汰和停止回购锅炉，迫使工业生产企业购买和选择节能程度较高的工业锅炉。低污染低排放。从而完成了工业锅炉的现代化建设，促进了环保节能锅炉的生产。除了限制生产能力落后外，还需要维护具有一定生产补贴的创新行为和新模式，以降低具有更多生态外部性的产品的市场价格，进一步扩大以节能减排理念开发的工业锅炉生产、销售和再生产的资本循环。

5.2 燃煤工业锅炉将向烟气无害化、洁净燃烧方向发展

随着环境要求的提高，煤炭水合物的市场份额正在下降。如果煤炉要再次引起市场的兴趣，排放就会像是不可避免的兔子构造一样发生。出于成本原因，包括循环锅炉在内的所有燃烧炉都很难使用高质量的低硫煤。因此，发展适合不同容量锅炉的处置和处置车辆是最高优先事项。燃煤炉比燃气炉具有成本优势，只能通过对其短板进行补偿来使用。清洁燃烧技术也是烧煤的好方法。在中小型煤窑（t≤35）中，水燃烧技术是清洁燃烧的优秀代表。碳氢化合物是可通过管道输送的液体燃料，可减轻煤炭开采的负担，减少煤炭燃烧，水的燃烧温度低，氮氧化物排放低，生态效率高。

5.3 生物质工业锅炉的技术优化

近年来，我们许多国家受到雾霾的影响，这主要是由于农村地区冬季热或直接燃烧化石燃料或农业废物造成的环境影响，例如在农村地区中央供暖中使用强有力的生物燃料。在能源和充分利用资源方面，随着化石燃料价格上涨，生物量锅炉的扩散可以产生良好的经济影响，作为化石燃料的补充和替代；可以作为优质肥料燃烧，同时促进当地资源的利用。

5.4 应用变频调速技术

工业锅炉的大部分能源浪费是无法进行能源优化，从而通过变频技术有效地降低能源消耗，同时避免燃料损失。目前，一些企业采用手动调节方式控制控制力较弱的工业锅炉能耗。转速控制可根据需要自动控制锅炉运行，提高工业锅炉运行效率和可操作性，降低能耗，减少工作负荷。

5.5 开发各种余热锅炉

开发与其他行业节能兼容的各种锅炉。锅炉通常在相对较低的温差下可用。因此，需要较大的换热和较大的热区，通过一系列改进的传热技术来减少热区。最后因为排气温度很低，受热面容易发生低温腐蚀，为了减少低腐蚀，需要使用各种新材料（例如工程塑料管道、电子邮件套管等）和进一步措施。

5.6 燃用洁净煤

有三种清洁煤炭：50%~80%的灰分可以去除，30%~40%的硫可以在洗涤后去除，清洁煤炭可以用来提高热效率，减少SOx和NOx排放；配套煤可分为煤粉炉的煤粉和层状炉的煤粉。工业锅炉大多为分层炉，煤不含粉末，热值相对稳定，提高效率，节省煤约10%，减少60%的烟尘排放；可以通过机械地将煤粉和劣质煤转化为工业锅炉或民用炉中使用的黏合剂来提高锅炉的效率。