燃煤鍋爐節(jié)能減排技術(shù)研究

師雁 楊明 陳永祥 曾蘭珍（玉溪卷煙廠，云南玉溪653100）

燃煤鍋爐節(jié)能減排技術(shù)研究

師雁 楊明 陳永祥 曾蘭珍（玉溪卷煙廠，云南玉溪653100）

燃煤鍋爐是大氣污染物的重要排放源，推進(jìn)對燃煤鍋爐節(jié)能減排技術(shù)的研究和應(yīng)用，對大氣污染物減排和清潔生產(chǎn)有著重要的意義。玉溪卷煙廠在節(jié)能減排方面做了諸多嘗試和努力，積極推進(jìn)對燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能減排技術(shù)的研究。

燃煤鍋爐；節(jié)能減排；玉溪卷煙廠

近年來，隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的提高，大氣污染和霧霾引發(fā)的社會矛盾日益突出。為了提高空氣質(zhì)量，改善生活環(huán)境，加強工業(yè)廢氣污染物的控制和治理就顯得尤為迫切和重要。

中國現(xiàn)階段一次能源以煤炭為主，2014年底煤電機組約占發(fā)電機組的62%，2013年中國CO2、SO2、NOx和煙塵排放量均居世界第一，其中燃煤電站鍋爐排出的CO2、SO2、NOx和煙塵分別占總排放量的50%、38%、43%和17%。因此，針對主要污染源的燃煤鍋爐進(jìn)行節(jié)能減排對于完成減排任務(wù)有著十分重要的意義。[1]

1 中國燃煤工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排技術(shù)[2-3]

中國工業(yè)鍋爐有55萬多臺，大多數(shù)為燃煤火床爐，年耗煤達(dá)4×108t，實際運行熱效率多為70%~80%甚至更低，節(jié)能提效和污染物減排潛力較大。

近年來，國內(nèi)燃煤工業(yè)鍋爐大多安裝了各種高效的煙氣潔凈設(shè)備，以降低排煙中的氣體污染物，實現(xiàn)減排的目的。同時，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)被運用在燃煤工業(yè)鍋爐上。

1.1 強化燃燒技術(shù)

一般通過優(yōu)化爐拱結(jié)構(gòu)和配風(fēng)、加入添加劑等方法來提高鍋爐燃燒效率。通過富氧燃燒減少排煙量，增強輻射傳熱、燃燒的速度和強度，降低不完全燃燒損失，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

1.2 冷凝式鍋爐

這類鍋爐排煙中含有水蒸氣，通過水蒸氣冷凝使汽化潛熱得以利用，從而提高鍋爐的熱效率。

1.3 燃煤火床爐改為煤粉爐

燃煤火床爐一般熱效率較低，在有穩(wěn)定的煤粉供應(yīng)單位的前提下改為煤粉爐可有效提高熱效率。

1.4 燃煤火床爐改為燃?xì)鉅t

燃煤鍋爐的煙塵、SO2、NOx和CO2的排放量分別為燃?xì)忮仩t的500、4000、4和2倍。而且，全自動燃?xì)夤I(yè)鍋爐的熱效率可達(dá)90%，比燃煤火床爐高出許多，在天然氣存在氣源充足的地方，燃?xì)鉅t具有明顯的節(jié)能減排優(yōu)勢。

1.5 燃用清潔煤

原煤經(jīng)過洗選，可去除50%-80%的灰分，30%-40%的硫分，所以燃用清潔煤可提高熱效率，降低排煙中的煙塵和氣體污染物排放量。

2 玉溪卷煙廠燃煤鍋爐的節(jié)能減排技術(shù)

玉溪卷煙廠關(guān)索壩廠區(qū)有5臺35t燃煤鍋爐，年消耗二類煙煤約4萬t。根據(jù)各級政府和行業(yè)節(jié)能減排的要求，玉溪卷煙廠進(jìn)一步強化節(jié)能減排基礎(chǔ)管理，在管理上創(chuàng)新方法，2004年1月，在質(zhì)量管理體系（ISO9001）的基礎(chǔ)上通過了環(huán)境管理體系（ISO14001）和職業(yè)健康安全管理體系（OHSAS18000）認(rèn)證，在卷煙企業(yè)中率先通過“三標(biāo)一體”體系認(rèn)證。

同時，從對標(biāo)管理、技術(shù)進(jìn)步、能源計量、統(tǒng)計、指標(biāo)分解、過程控制、檢查考核等各方面全方位推進(jìn)節(jié)能減排工作，在技術(shù)上針對提高燃煤鍋爐熱效率和排煙的潔凈化實施了多項節(jié)能減排技術(shù)改造。

2.1 燃用低硫煤

從前端控制著手，選購硫分7%以下的低硫煤用于鍋爐燃燒，在保證熱效率的同時，降低鍋爐煙氣中SO2的排放量，減少空氣污染，保證廠區(qū)周圍良好的環(huán)境空氣質(zhì)量。

2.2 鍋爐富氧燃燒技術(shù)改造及壓縮空氣梯級利用技術(shù)的研發(fā)

通過富氧燃燒和壓縮空氣梯級利用新技術(shù)，將壓縮空氣進(jìn)行分離，按富氧和富氮的特性，進(jìn)行分管道，跨車間的梯次使用。采用氮氧分離后的富氧氣體作為鍋爐的助燃?xì)怏w，減少燃料消耗，減少不完全燃燒損失。同時，富氮氣體作為氣動源，有效利用了空氣的剩余價值，降低空氣過剩系數(shù)。

2.3 橫梁式爐排改造

玉溪卷煙廠率先在煙草行業(yè)中完成橫梁式爐排改造，改善爐排面上煤的燃燒環(huán)境和條件，促進(jìn)燃煤充分燃燒，顯著提高鍋爐熱效率。經(jīng)過運行測試，設(shè)備運行穩(wěn)定，鍋爐熱效率提高，節(jié)能效果顯著。

2.4 添加脫硫助燃劑

在煤炭中摻入一定量的脫硫助燃劑，使其與煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫或三氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成較為穩(wěn)定的硫酸鹽類物質(zhì)保留在爐渣灰中，隨煤渣排除，達(dá)到脫硫目的。同時，根據(jù)固硫助燃劑的膨化作用，使煤炭中的高分子化合物得到充分裂解燃燒，能量得到充分釋放，提高了爐膛覆蓋燃燒面，有效地節(jié)約了煤炭。

2.5 使用成型生物質(zhì)燃料

生物質(zhì)顆粒燃料是利用生物質(zhì)致密成型技術(shù)將農(nóng)林產(chǎn)生的廢物制成的固體顆粒燃料，是一種可再生的新型清潔能源。從試燒試驗結(jié)果來看，燃燒利用效率較高，能較快達(dá)到鍋爐的設(shè)計負(fù)荷，并持續(xù)穩(wěn)定供汽。同時，生物質(zhì)燃料燃燒充分，除渣量少，大氣污染物排放量明顯降低，節(jié)能減排效果顯著。

3 結(jié)語

（1）燃煤鍋爐是煙塵、SO2、NOx和CO2等大氣污染物的主要排放源，因此推進(jìn)燃煤鍋爐的節(jié)能減排技術(shù)研究對于環(huán)境空氣質(zhì)量的改善有著重要的經(jīng)濟和社會意義。

（2）節(jié)能減排是工業(yè)企業(yè)降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、提高企業(yè)競爭力和社會影響力的重要途徑，也是企業(yè)義不容辭的社會責(zé)任。企業(yè)在自身快速發(fā)展的同時，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)項目“三同時”，持續(xù)開展清潔生產(chǎn)，充分挖掘內(nèi)部管理潛力，深化科技研發(fā)的創(chuàng)新，在污染治理和節(jié)能減排方面發(fā)揮積極的推動作用。

[1]林宗虎.中國燃煤鍋爐節(jié)能減排技術(shù)近況及展望[J]。西安交通大學(xué)學(xué)報，2016，50（12）：1-5.

[2]林宗虎，徐通模.實用鍋爐手冊[M].2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009:1-1293.

[3]王善武，錢風(fēng)華.工業(yè)鍋爐行業(yè)“十二五”回顧、“十三五”發(fā)展展望與建議[J].工業(yè)鍋爐，2016（1）：1-15.