淺析燃煤鍋爐節(jié)能改造技術(shù)

周文鋒

【摘 要】目前，我國的工業(yè)燃煤鍋爐熱效率普遍較低，主要原因是排煙熱損失和不完全燃燒熱損失過大。為了降低排煙熱損失和不完全燃燒熱損失造成的浪費(fèi)，必須圍繞這兩點(diǎn)進(jìn)行采取技術(shù)改造。可以通過鍋爐煙氣余熱回收、給煤裝置改造、爐膛內(nèi)壁噴涂節(jié)能涂料、燃燒系統(tǒng)改造、爐拱改造、鍋爐輔機(jī)節(jié)能改造等技術(shù)方式提高燃燒鍋爐的熱效率問題。

【關(guān)鍵詞】燃煤鍋爐；節(jié)能改造技術(shù)；節(jié)能降耗

0 引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國工業(yè)燃煤鍋爐約70%是蒸汽鍋爐，30%是熱水鍋爐，年耗煤炭約4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。工業(yè)燃煤鍋爐型式各異，但其熱效率普遍較低，比發(fā)達(dá)國家低20%左右。中國燃煤工業(yè)鍋爐煤渣含碳量設(shè)計(jì)低，據(jù)有巨大的節(jié)能潛力。對(duì)于磨損率低的鍋爐，可以通過先進(jìn)、合理的技術(shù)改造措施，提高鍋爐熱效率；對(duì)于磨損率高的鍋爐，可以以更新為主。

1 分層給煤裝置改造技術(shù)

目前，我國的燃煤鍋爐原料大多使用原煤，塊煤、末煤混合入爐居多。原有的斗式給煤裝置，使混合煤阻礙空氣進(jìn)入鍋爐量，減少燃燒煤與空氣的接觸面積，影響煤充分燃燒。可以將斗式給煤裝置改造為分層給煤裝置，將原煤中的末煤層層篩選、過濾，上層煤塊縫隙多，空氣進(jìn)入量大，可以使煤塊充分燃燒，下層煤末也可松散地分布在爐排上，煤炭的燃燒率隨之提高。使用分層式給煤裝置，可以改善鍋爐內(nèi)原煤的通風(fēng)狀況，提高煤炭的燃燒率，這種方法既節(jié)約成本，效率又高，可大量使用。

2 節(jié)能涂料噴涂技術(shù)

燃燒鍋爐的爐膛內(nèi)壁，由于長時(shí)間燃燒煤中煙氣粉塵的堆積，鐵管在高溫氧化作用下，鐵管壁磨損嚴(yán)重，降低了鍋爐使用壽命。鐵管壁的磨損，鐵管的遠(yuǎn)紅外輻射系數(shù)低，使鐵管傳遞熱量到水中的時(shí)間延長，爐膛內(nèi)的熱傳遞效果差。可以通過對(duì)鍋爐鐵管壁和省煤器管表面噴涂遠(yuǎn)紅外輻射節(jié)能涂料的方式，提高鐵管表面的熱輻射系數(shù)，增加鐵管傳遞熱量到水中的速度，可以有效保護(hù)爐膛內(nèi)壁和省煤氣使用壽命，節(jié)約原煤消耗量，成本不高且效果極好。

3 鍋爐煙氣余熱回收和富氧燃燒

燃煤鍋爐煙氣排放溫度普遍高達(dá)180℃以上，這種高溫燃燒既污染了環(huán)境，又會(huì)浪費(fèi)了寶貴的煙氣余熱資源。要改善這種情況可思考利用熱管換熱技術(shù)，這種方法可有效回收這部分受污染的煙氣余熱資源，用來預(yù)熱鍋爐助燃空氣充當(dāng)空預(yù)器的作用，預(yù)熱鍋爐給水達(dá)到省煤器的效果，可以生產(chǎn)熱水充當(dāng)水加熱器功能。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以變廢為寶，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常顯著。

4 煤粉鍋爐改造節(jié)能降耗

公司原有一臺(tái)東鍋產(chǎn)的75T/h煤粉鍋爐，現(xiàn)擬對(duì)該鍋爐進(jìn)行技術(shù)改造，使鍋爐能摻燒或全燒蔗髓，并將鍋爐出力提高至85T/h。

4.1 原鍋爐的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

根據(jù)對(duì)原鍋爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，原鍋爐的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如表1：

因該鍋爐原設(shè)計(jì)為全燒煤粉，溫度水平較高，結(jié)構(gòu)較緊湊，但鍋爐仍可以達(dá)到甚至超過設(shè)計(jì)參數(shù)。

但鍋爐改燒蔗髓后，因蔗髓的熱值低（只有1600Kcal/Kg左右），水分高（≥50%），加熱及燃燒時(shí)間長，便需要足夠的爐膛容積和爐膛內(nèi)的燃燒時(shí)間，才能使蔗髓在爐膛內(nèi)得到充分的燃燒，從而提高鍋爐的燃燒效率。同時(shí)，必須對(duì)鍋爐的受熱面進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，才能使鍋爐能達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)。

4.2 鍋爐技術(shù)改造方案

1）鍋爐提高8m，爐膛水冷壁相應(yīng)駁長8m，轉(zhuǎn)彎煙室水冷壁駁長6m。

2）在爐膛下部增加一個(gè)前置爐膛，前置爐膛內(nèi)增加一套固定爐排和4臺(tái)帶調(diào)節(jié)板的蔗渣噴射器。固定爐排的面積約為24 m2。

3）前水冷壁下集箱前移6870，標(biāo)高提高至4700，前水冷壁下部改造成前置爐膛的頂部。前置爐膛和原落渣斗間用耐火磚墻分開。

4）將爐膛出口窗的標(biāo)高降低1500，以降低煙氣速度。

5）改造、降低高溫段過熱器，將高溫段過熱器降低1500，使其煙氣速度在合理范圍內(nèi)。

6）原上組省煤器標(biāo)高升高6500，改造、更換省煤器，把其橫向排數(shù)減少到16排，再在其下面增加一組省煤器，橫向排數(shù)為16排，以降低煙氣速度。

7）尾部鋼柱后移1160mm，并把其駁高約4000。

8）提高上組空氣預(yù)熱器的安裝位置，改造、更換上組空氣預(yù)熱器，其管箱高度改為4800，管箱深度增加1160，以增加受熱面積，降低煙氣、空氣速度。

9）原下組省煤器的安裝位置不變，煙道深度增加1160，改造、更換下組省煤器，使其橫向排數(shù)增加至39排，再在其上面增加一組省煤器，其橫向排數(shù)為39排。

10）原下組空氣預(yù)熱器的安裝位置不變，改造、更換下組空氣預(yù)熱器，其管箱高度不變，管箱深度增加1160，以增加受熱面積，降低煙氣、空氣速度。

11）改造熱風(fēng)道系統(tǒng)，增加前置爐膛的底風(fēng)系統(tǒng)、后二次風(fēng)系統(tǒng)、噴渣風(fēng)系統(tǒng)。

12）改造鋼架、護(hù)板系統(tǒng)。

13）更換給水泵、引風(fēng)機(jī)，增加一臺(tái)噴渣風(fēng)機(jī)。

5 鍋爐輔機(jī)節(jié)能改造與鍋爐本體保溫

在具體的時(shí)間中，燃煤鍋爐的主要輔機(jī)包括鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)兩部分，其運(yùn)行參數(shù)與鍋爐的熱效率和耗能量緊密相關(guān)。要實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐的節(jié)能，就要應(yīng)用適當(dāng)?shù)恼{(diào)速技術(shù)。要依據(jù)鍋爐的負(fù)荷需要調(diào)節(jié)鼓、引風(fēng)量，來維持鍋爐運(yùn)行的最佳狀況，這樣一方面可以節(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)能效果十分突出。

一般狀況下，鍋爐本體在20℃的環(huán)境溫度下，散熱損失在2%左右。在具體的應(yīng)用中，如果鍋爐本體保溫不好，會(huì)加速鍋爐的散熱損失，惡化周圍的環(huán)境。要改善這種不利的狀況，可以思考使用新型專用保溫膏。專用保溫膏材料粘度大，而且保溫效果好，干后抗沖擊、抗震動(dòng)效果極佳，整體密封性能會(huì)有顯著加強(qiáng)，與特殊配套的防水涂料相配合使用效果會(huì)更佳，可有效減少散熱損失0.5%-1%，該種技術(shù)的應(yīng)用會(huì)起到改善勞動(dòng)條件，美化勞動(dòng)環(huán)境的預(yù)期效果。

6 舊鍋爐更新與控制系統(tǒng)改造

該項(xiàng)改造是用新鍋爐替換舊鍋爐，即用大型鍋爐替來替換小型鍋爐，用新型節(jié)能型鍋爐替換舊型鍋爐，用高參數(shù)鍋爐來替換低參數(shù)鍋爐，以實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)等效果。如用適當(dāng)臺(tái)數(shù)大容量循環(huán)流化床鍋爐替換多臺(tái)小容量層燃鍋爐，就能實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。這樣的替換可以較大幅度提高鍋爐的能源效率，因此節(jié)能效益可觀，且投資回收期較短，長則4-5年，短則2-3年。

在具體的應(yīng)用過程中，燃煤鍋爐控制系統(tǒng)節(jié)能改造主要有兩類：一是按照燃煤鍋爐的負(fù)荷要求，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際適時(shí)調(diào)節(jié)給煤量、給水量、鼓風(fēng)量及其引風(fēng)量，使鍋爐始終處在良好的運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中。要實(shí)現(xiàn)這種改造，就要考慮將原來的手工控制或者是半自動(dòng)控制改造成全自動(dòng)控制系統(tǒng)。這類改造，比較適合于負(fù)荷變化幅度較大，而且變化頻繁的鍋爐，其節(jié)能效果也很好，一般可達(dá)10%以上。二是針對(duì)供暖鍋爐，在保持足夠室溫的前提下，根據(jù)戶外溫度的不斷變化，適時(shí)調(diào)節(jié)鍋爐的輸出熱量，以此來達(dá)到舒適、節(jié)能、環(huán)保的目的。實(shí)現(xiàn)這類自動(dòng)控制，方可使鍋爐節(jié)約20%左右的燃煤。這種方法對(duì)于燃油、燃?xì)忮仩t，節(jié)能效果也是一樣的，因此說，這種技術(shù)改造的實(shí)用性很強(qiáng)，且其經(jīng)濟(jì)效益更高。

7 結(jié)論

綜上所述，隨著節(jié)能減排的號(hào)角不斷吹進(jìn)，對(duì)鍋爐行業(yè)和使用鍋爐的要求也越來越高。因此，從鍋爐生產(chǎn)企業(yè)要從社會(huì)需求的實(shí)際出發(fā)，立足節(jié)能減排，大力加強(qiáng)節(jié)能改造工作，切實(shí)為節(jié)能減排做出自己的貢獻(xiàn)。

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[責(zé)任編輯：程龍]