鍋爐富氧燃燒節(jié)能技術(shù)改造

摘要：文章介紹了鍋爐富氧燃燒節(jié)能技術(shù)改造項目的主要內(nèi)容和基本原理，對項目改造前后的能耗進(jìn)行了實測；并依據(jù)節(jié)能量審核指南的方法，得到項目改造后單位產(chǎn)品油耗下降了12.34%，可實現(xiàn)年節(jié)能量2623.8噸標(biāo)準(zhǔn)煤，項目具有良好的節(jié)能和環(huán)保效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：鍋爐；富氧燃燒；節(jié)能改造；標(biāo)準(zhǔn)煤；節(jié)能環(huán)保 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TK227 文章編號：1009-2374（2015）31-0085-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.043

隨著社會的發(fā)展，鍋爐設(shè)備已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的各個部門，成為發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的重要設(shè)備之一。從量大面廣的這個角度來看，除了電力行業(yè)以外的各行各業(yè)中運(yùn)行著的主要是中小型低壓鍋爐。當(dāng)今世界能源短缺，各類燃料價格大幅攀升，很多耗能大戶企業(yè)效益大大降低，嚴(yán)重束縛了企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，尤其是使用鍋爐的企業(yè)現(xiàn)象更為明顯，因此提高能源利用率、降低能源消耗成為提高企業(yè)效益的必經(jīng)之路。

鍋爐作為工業(yè)企業(yè)的重點耗能設(shè)備，耗能量通常占全廠總能耗的70%～80%?！凹訌?qiáng)節(jié)能減排，推進(jìn)重點領(lǐng)域節(jié)能，減少污染物排放，實現(xiàn)平衡發(fā)展”是我國“十二五”期間能源發(fā)展的七個重點之一。在實施過程中，管理節(jié)能是重點，節(jié)能技術(shù)是關(guān)鍵。通過研究鍋爐（窯爐）的實際運(yùn)行狀況，采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)降耗增效，提高市場競爭力。燃燒是燃料中氧分子與可燃分子之間發(fā)生高能碰撞而引起的，所以氧的供給情況決定了燃燒是否充分。用比空氣（含氧21%）含氧濃度高的富氧空氣進(jìn)行燃燒，稱為富氧燃燒（Oxygen Enriched Combustion），簡稱OEC。富氧燃燒是一項高效節(jié)能的燃燒技術(shù)，在熱能工程、玻璃工業(yè)、冶金工業(yè)等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。

本項目基于技術(shù)節(jié)能的思路，對企業(yè)現(xiàn)有鍋爐進(jìn)行富氧燃燒技術(shù)改造，提高燃料油的燃燒效率，進(jìn)而達(dá)到降耗增效、減少有害氣體排放的目的。

1 鍋爐富氧燃燒節(jié)能技術(shù)改造

某企業(yè)鍋爐房有3臺有效在用燃油鍋爐（編號分別為1#、2#、3#），一臺35噸，兩臺25噸，兩用一備。鍋爐燃油系統(tǒng)采用普通壓縮空氣霧化，送風(fēng)系統(tǒng)通過鼓、引風(fēng)機(jī)抽取空氣送風(fēng)助燃。改造前企業(yè)存在的主要問題為：（1）企業(yè)在硫化生產(chǎn)環(huán)節(jié)利用自制氮進(jìn)行硫化，自制氮系統(tǒng)在制氮過程中吸附完氮氣后，產(chǎn)生的尾氣（含氮量40%～50%）直接排放；（2）鍋爐燃燒需要大量氧氣，為滿足鍋爐燃燒工況，鼓、引風(fēng)機(jī)風(fēng)門必須大開，鼓、引風(fēng)機(jī)電流大，燃燒不充分，煙氣排放氮氧化物含量大，煙囪容易冒黑煙，浪費燃料。針對以上問題，企業(yè)對自制氮系統(tǒng)排出的含氮量較低的廢氣加以利用，一路進(jìn)入鍋爐鼓風(fēng)系統(tǒng)助燃，一路進(jìn)入增壓機(jī)加壓后用作鍋爐重油霧化，提高燃料油的燃燒效率，達(dá)到節(jié)約能源的效果。具體改造內(nèi)容及基本原理如下：

1.1 鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)改造

在自制氮排氣口引一路600×800的風(fēng)管到1#、2#、3#鍋爐鼓風(fēng)機(jī)吸氣口，同時在1#、2#、3#鍋爐鼓風(fēng)吸風(fēng)口前裝一個風(fēng)門調(diào)節(jié)開關(guān)，從而將自制氮系統(tǒng)排出的廢氣引入鍋爐燃燒系統(tǒng)。

1.2 鍋爐燃油系統(tǒng)改造

在自制氮排氣口另引一路Φ159的風(fēng)管到儲氣罐1#，在進(jìn)入儲氣罐1#前裝一個DN150的閘閥。利用原有從1#罐引出的Φ108風(fēng)管到增壓機(jī)，通過增壓機(jī)增壓到0.8MPa，然后進(jìn)入2#高壓儲氣罐。從高壓儲氣罐2#引一路Φ57管到1#、2#、3#鍋爐燃燒機(jī)霧化器總管上，在并入總管前裝一個DN50閘閥，從而將廢氣用作鍋爐重油的霧化，提高燃料油的燃燒效率。

2 項目節(jié)能量監(jiān)測

項目涉及的能源為重油和電力，電能在改造前、后基本不受項目改造的影響；以鍋爐產(chǎn)生的蒸汽作為產(chǎn)品的產(chǎn)量，此蒸汽為飽和蒸汽。項目改造前、后蒸汽的品質(zhì)基本一致，蒸汽壓力穩(wěn)定在1.7～1.8MPa，重力熱值為9400±100千卡/千克。

根據(jù)《綜合能耗計算通則》，燃料油折標(biāo)系數(shù)為1.4286噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸；電力等價折標(biāo)系數(shù)采用廣東省統(tǒng)計局2013年全省發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗數(shù)據(jù)，為3.1618噸標(biāo)準(zhǔn)

煤/萬千瓦時。通過計算得到項目改造前，鍋爐房蒸汽產(chǎn)量為239717噸，重油用量折標(biāo)量為22916.13噸標(biāo)準(zhǔn)煤，單位蒸汽產(chǎn)品油耗折標(biāo)準(zhǔn)煤量為0.0956噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸汽；項目改造后，鍋爐房蒸汽產(chǎn)量為186481噸，重油用量折標(biāo)量為15630.83噸標(biāo)準(zhǔn)煤，單位蒸汽產(chǎn)品油耗折標(biāo)準(zhǔn)煤量為0.0838噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸汽。項目改造后單位產(chǎn)品油耗下降了12.34%。

項目年節(jié)能量=（項目改造前產(chǎn)品單耗-項目改造后產(chǎn)品單耗）×項目改造前1年基準(zhǔn)產(chǎn)量=（0.0956-0.0838）噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸×239717噸=2828.7噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

另外，項目改造后需開設(shè)一臺增壓機(jī)將收集的富氧廢氣加壓，供至鍋爐霧化重油。增壓機(jī)功率為75千瓦，全天24小時工作，全年約工作360天。增壓機(jī)增加的年耗電量為：增壓機(jī)年電耗=75千瓦×24時×360天=64.8萬千瓦時×3.1618噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬千瓦時=204.9噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

綜上核算，項目年節(jié)能量=2828.7噸標(biāo)準(zhǔn)煤-204.9噸標(biāo)準(zhǔn)煤=2623.8噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

3 綜合改造效果分析

3.1 節(jié)能效果分析

通過對企業(yè)鍋爐實施上述富氧燃燒節(jié)能技術(shù)改造，提高了鍋爐的噸油產(chǎn)汽量，單位蒸汽產(chǎn)品油耗折標(biāo)準(zhǔn)煤量提高了0.0956噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸汽-0.0838噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸汽=0.0118噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸汽，單位產(chǎn)品油耗下降了12.34%，實現(xiàn)了節(jié)約能源的效果。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

按標(biāo)煤500元/噸理論計算，年節(jié)能量2623.8噸標(biāo)準(zhǔn)煤的年效益達(dá)131.19萬元。

除此之外，鍋爐富氧燃燒技術(shù)改造還具有穩(wěn)定鍋爐工況、減少大氣污染、延長鍋爐壽命等效果，綜合效益十分顯著。

4 結(jié)語

通過分析企業(yè)自制氮系統(tǒng)及鍋爐燃燒系統(tǒng)存在的問題，對自制氮系統(tǒng)吸附完氮氣后產(chǎn)生的尾氣（含氮量40%～50%）加以利用，同時對鍋爐燃燒系統(tǒng)和送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行富氧燃燒節(jié)能技術(shù)改造。并依據(jù)節(jié)能量審核指南的方法對節(jié)能項目改造前、后的能耗及蒸汽產(chǎn)量進(jìn)行了實測，得到項目改造后單位產(chǎn)品油耗下降了12.34%，可實現(xiàn)年節(jié)能量2623.8噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年效益達(dá)131.19萬元。在提高生產(chǎn)效率的同時，創(chuàng)造了良好的節(jié)能效果、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效應(yīng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 用能單位能源計量器具配備和管理通則（GB 17167-2006）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[2] 綜合能耗計算通則（GB/T 2589-2008）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[3] 國家發(fā)展改革委，財務(wù)部.節(jié)能項目節(jié)能量審核指南.http：//bgt.ndrc.gov.cn/zcfb/200804/W020120820340317806456.pdf，2008.

[4] 節(jié)能監(jiān)測技術(shù)通則（GB/T 15316-2009）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[5] 劉興家.提高鍋爐熱效率的新技術(shù)——富氧燃燒[J].工業(yè)鍋爐，2007，1（101）.

[6] 牛天況.富陽燃燒鍋爐初探[J].鍋爐技術(shù)，2008，19（1）.

作者簡介：郭艷艷（1986-），女，河南洛陽人，廣州能源檢測研究院助理工程師，碩士，研究方向：能源與計量。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）endprint