論鍋爐節(jié)能減排存在的問題與解決措施

郭建軍 （天津市武清區(qū)鍋爐壓力容器技術(shù)檢驗(yàn)所 天津301700）

鍋爐是化工、冶金、經(jīng)紡、機(jī)械工業(yè)中常見的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備之一。它將常規(guī)能源（煤、油、天燃?xì)猓┑幕瘜W(xué)能，通過鍋爐燃燒轉(zhuǎn)換為熱能，能量以蒸汽的壓力與溫度的形式供直接使用，或在熱機(jī)中轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，或由機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。鍋爐也是人民生活中廣泛使用的重要設(shè)備。而供鍋爐消耗的這些油、煤、天燃?xì)獾饶茉词俏覈?guó)重要的能源之一，是關(guān)系我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重要能源基礎(chǔ)。近年來，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)鍋爐被廣泛應(yīng)用，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，同時(shí)我們也付出了巨大的資源代價(jià)。針對(duì)日益快速增長(zhǎng)的能源消耗和日趨嚴(yán)峻的環(huán)境壓力，我國(guó)“十一五”規(guī)劃提出了具有非常重要意義的節(jié)能減排目標(biāo)。當(dāng)前我國(guó)工業(yè)鍋爐能源資源浪費(fèi)情況十分嚴(yán)重，節(jié)能減排潛力很大。因此，做好鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，使鍋爐設(shè)備在最優(yōu)的狀態(tài)下工作，對(duì)促進(jìn)節(jié)能減排具有十分重要的意義。下面就目前導(dǎo)致鍋爐能耗較高的主要原因和工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的主要途徑進(jìn)行探討。

1 企業(yè)普遍不注重對(duì)鍋爐管理人員及司爐人員進(jìn)行1 節(jié)能技術(shù)培訓(xùn)

經(jīng)過多年來對(duì)企業(yè)鍋爐檢驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，企業(yè)普遍不注重對(duì)鍋爐管理人員及司爐人員進(jìn)行節(jié)能技術(shù)培訓(xùn)，司爐人員素質(zhì)不高，節(jié)能技術(shù)水平低。長(zhǎng)期以來，司爐工被看作簡(jiǎn)單的體力勞動(dòng)者，鍋爐使用單位配備技術(shù)人員從事鍋爐運(yùn)行管理工作的不多，在這種情況下根本談不上經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和節(jié)能降耗。司爐工本來就是一個(gè)知識(shí)面較廣的技術(shù)工種，但由于多年來的陳舊思想意識(shí)和社會(huì)偏見，使許多年輕的司爐工事業(yè)心不強(qiáng)，加之缺乏合理的考核獎(jiǎng)懲制度，使其節(jié)能意識(shí)淡薄，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力較差，直接影響到鍋爐的能耗指標(biāo)。據(jù)測(cè)試，在爐型、煤種、用汽等相同條件下，由于操作水平的差異可使鍋爐運(yùn)行效率相差4%～10%，這種情況目前特別是在中小企業(yè)的在用鍋爐上表現(xiàn)得尤為突出。

加強(qiáng)管理，注重考核鍋爐房的管理人員和司爐工的技術(shù)水平，對(duì)提高鍋爐運(yùn)行效率起著重要的作用。通過對(duì)鍋爐房管理人員和操作人員的強(qiáng)化培訓(xùn)，提高鍋爐管理人員和操作人員的專業(yè)知識(shí)。實(shí)行合理的考核獎(jiǎng)懲制度，開展班組間的節(jié)能競(jìng)賽，提高司爐人員的節(jié)能意識(shí)和責(zé)任心，熟練掌握系統(tǒng)和設(shè)備功能，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)。

2 鍋爐運(yùn)行控制系統(tǒng)和節(jié)能燃燒系統(tǒng)自動(dòng)化水平低

鍋爐普遍未配置自動(dòng)化運(yùn)行檢測(cè)儀表，僅有一些為保證鍋爐安全運(yùn)行的功能，如高低水位報(bào)警及聯(lián)鎖保護(hù)、超壓報(bào)警裝置等，而多數(shù)中小型工業(yè)鍋爐甚至沒有這些功能。尤其是燃煤鍋爐運(yùn)行效率普遍低。司爐人員在調(diào)整鍋爐燃燒工況或負(fù)荷變化時(shí)，由于無法掌握具體數(shù)據(jù)，不能及時(shí)根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)整鍋爐運(yùn)行工況，缺乏基本的自動(dòng)控制，運(yùn)行調(diào)整不佳。在這些因素相互作用下，導(dǎo)致機(jī)械不完全燃燒損失和排煙熱損失過高。鍋爐、電機(jī)的運(yùn)行效率受到了限制，造成了浪費(fèi)，燃煤鍋爐熱效率往往在65%左右。

加強(qiáng)控制系統(tǒng)的節(jié)能改造，工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)節(jié)能改造有兩類：一是按照鍋爐的負(fù)荷要求，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)給煤量、給水量、給風(fēng)量、鼓風(fēng)量和引風(fēng)量，使鍋爐經(jīng)常處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，一方面可以節(jié)約鍋爐燃煤，另一方面又可以節(jié)約風(fēng)機(jī)的耗電，節(jié)能效果非常好；二是將原來的手工控制或半自動(dòng)控制改造成全自動(dòng)控制，這類改造，對(duì)于負(fù)荷幅度較大、變化頻繁的鍋爐節(jié)能效果更好，一般可達(dá)10%左右。

3 鍋爐燃燒系統(tǒng)陳舊落后

鍋爐燃燒系統(tǒng)陳舊落后，實(shí)際運(yùn)行中所選燃料與設(shè)計(jì)所選用燃料不符，造成燃料不能充分燃燒。鍋爐的爐烘是按設(shè)計(jì)煤種配置的，有不少鍋爐不能用設(shè)計(jì)煤種，導(dǎo)致燃燒狀況不佳，直接影響鍋爐的熱效率，甚至影響鍋爐出力。鍋爐排煙溫度過高，浪費(fèi)燃料能量。由于設(shè)計(jì)、管理不善等原因，鍋爐普遍存在排煙溫度過高的問題，從煙囪中排入大氣的廢氣溫度平均高達(dá)250℃以上，造成大量熱量散發(fā)損失在空氣中，不僅浪費(fèi)燃料，而且還造成溫室效應(yīng)。改造措施如下：

3.1 采取均勻分層給煤技術(shù)

由于我國(guó)煤炭管理環(huán)節(jié)粗放，我們所采用的燃煤是未經(jīng)篩分分選的寬篩分燃煤，煤粒粒度大的可達(dá)40 mm以上，小的卻只有3 mm左右，超過層燃爐對(duì)燃煤粒度的要求。原有的斗式給煤裝置，使得煤塊和煤灰混合堆實(shí)在爐排上，阻礙鍋爐進(jìn)風(fēng)，影響燃燒，而分層給煤裝置與均勻分層燃燒技術(shù)具有節(jié)能與環(huán)保的雙重效益。均勻分層技術(shù)由5項(xiàng)技術(shù)組成：一是用均勻給煤技術(shù)解決煤倉(cāng)顆粒不均，導(dǎo)致爐排上煤層橫斷面顆粒不均勻影響燃燒的問題；二是用分層均勻給煤技術(shù)使煤層顆粒不但按下大上小逐級(jí)均勻排列，而且分層煤在任何橫斷面上的分層顆粒一致，有利于進(jìn)風(fēng)，改善了燃燒狀況，提高了煤的燃燒效率；三是使煤層上面的小顆粒煤在火床上跳躍起來半沸騰燃燒；四是使煤中的煤粉在火床上方空間，類似煤粉爐懸浮燃燒；五是采用強(qiáng)化燃燒措施，強(qiáng)化懸浮在室內(nèi)的多相燃料燃燒。實(shí)踐證實(shí)這項(xiàng)技術(shù)不但提高了煤的燃燒效率，而且提高了鍋爐對(duì)煤種的適應(yīng)性。

3.2 進(jìn)行爐拱改造

按照實(shí)際使用的煤種，適當(dāng)改變爐拱的位置與形狀，可以改善燃燒狀況，提高燃燒效率，減少燃煤消耗?，F(xiàn)在已有適用多種煤種的爐拱配備技術(shù)，這項(xiàng)改造可獲得10%左右的節(jié)能效果。

3.3 鍋爐加裝省煤（油、氣）器節(jié)能措施

煙道上加裝省煤器、空氣預(yù)熱器等省煤裝置，可使排煙溫度降到150℃以下，大大提高熱效率，降低煤耗。

3.4 改善爐墻的密封性和保溫性

燃燒過剩空氣系數(shù)設(shè)計(jì)值為1.8～2.0，實(shí)際運(yùn)行時(shí)可達(dá)3.0～4.0，大量多于燃燒所需空氣經(jīng)過爐膛吸熱，導(dǎo)致熱量被煙氣帶走，提高鍋爐密封和保溫性，輔以爐膛負(fù)壓控制，可大大降低過量空氣系數(shù)，減少排煙、散熱損失。

4 蒸汽與排污水得不到充分利用

蒸汽使用后，冷凝水直接排放；排污水直接排放到排污溝內(nèi)，沒有對(duì)排污水加以回收和利用，既浪費(fèi)燃料，又浪費(fèi)了高品質(zhì)的鍋爐給水。

4.1 采用冷凝水回用技術(shù)

鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽，經(jīng)過生產(chǎn)用設(shè)備后生成冷凝水。加強(qiáng)對(duì)冷凝水的利用有如下好處：熱量利用，蒸汽冷凝水回水溫度一般為60～95℃，可以提高鍋爐給水溫度40～60℃，節(jié)煤效果明顯；冷凝水回收量一般可達(dá)到鍋爐給水量的40%～80%，大大節(jié)約鍋爐軟水用量；給水溫度的提高，提升了鍋爐的爐膛溫度，有利于煤的充分燃燒；蒸汽冷凝水含鹽量較低，可以降低鍋爐排污量，提高鍋爐熱效率。蒸汽冷凝水回收利用，尤其用于鍋爐給水，將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，加強(qiáng)對(duì)冷凝水的利用，節(jié)能可達(dá)10%～15%，是一種高效率、低投入的節(jié)能方法。

4.2 降低排污熱損失

降低排污熱損失的途徑有兩條：一是加強(qiáng)水質(zhì)處理或充分利用蒸汽冷凝給水，減少排污量；二是對(duì)排污水進(jìn)行回收利用，設(shè)置定期排污膨脹器或連續(xù)排污膨脹器，盡量利用排污熱量，可裝排污擴(kuò)熱器或換熱器。

5 鍋爐水質(zhì)處理工作有的形同虛設(shè)

有的單位根本無相關(guān)設(shè)備和人員，不注重水質(zhì)處理，導(dǎo)致鍋爐普遍嚴(yán)重結(jié)垢，直接影響鍋爐傳熱及熱效率。

加強(qiáng)水質(zhì)管理，定期處理水垢。使水質(zhì)符合GB/T1576《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)要求，否則結(jié)垢對(duì)鍋爐的危害很大：一是熱阻增大，影響傳熱，降低了鍋爐熱效率，增加耗煤，水垢的導(dǎo)熱系數(shù)為1.38～3.14 W/（M°℃），約為鋼板導(dǎo)熱系數(shù)的1/3～1/50，鍋爐受熱面結(jié)垢1 mm，燃料就增加2%～3%；二是損壞鍋爐，影響安全。

6 建議

相關(guān)部門要根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況，建立和完善節(jié)能減排指標(biāo)體系。加大節(jié)能減排的宣傳力度和鼓勵(lì)機(jī)制，提高全民節(jié)能意識(shí)。

充分發(fā)揮企業(yè)節(jié)能減排的主體作用。鼓勵(lì)企業(yè)加大節(jié)能減排技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，政府應(yīng)給予技術(shù)和其他方面的支持和幫助。

注重培訓(xùn)，推動(dòng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。開展對(duì)一線人員的培訓(xùn)教育，提高他們的節(jié)能意識(shí)和節(jié)能技術(shù)水平?！?/p>

[1]顏曙光.淺析工業(yè)鍋爐節(jié)能減排[J].中小企業(yè)管理與科技，2009(6)：241.

[2]劉茂俊.燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)煤實(shí)用技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2000.