淺析鍋爐節(jié)能改造的環(huán)保效用

摘 要：我國是世界上的能源消耗大國，并且在能源消耗中，煤炭的比例一直居高不下，2013年煤炭在中國能源結(jié)構(gòu)中占比為67.5%。隨著十三五發(fā)展計(jì)劃地展開，可持續(xù)發(fā)展和綠色環(huán)保理念的深入發(fā)展，如何對現(xiàn)有煤炭鍋爐進(jìn)行節(jié)能減排地改造，將對減少二氧化碳地排放和環(huán)境地污染有積極的意義。文章對我公司長期以來在實(shí)踐中鍋爐節(jié)能改造的實(shí)踐效果和有效經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了介紹和歸納，以期為鍋爐使用效率地提升，節(jié)能減排技術(shù)地推廣，提供有益的借鑒和技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鍋爐節(jié)能；技術(shù)改造；環(huán)境保護(hù)

前言

我國能源供應(yīng)主要依賴煤炭，燃煤鍋爐占鍋爐總數(shù)的75%以上，燃煤工業(yè)鍋爐更是我國主要的動(dòng)力設(shè)備。然而，燃煤工業(yè)鍋爐，排出了大量的煙塵，同時(shí)伴有二氧化硫、氮氧化合物等有害氣體，嚴(yán)重地污染了環(huán)境，是我國大氣主要污染源之一。因此在煤炭資源利用比例暫時(shí)無法降低的基礎(chǔ)上，如何改造燃燒鍋爐，提升燃燒效率，減少污染物地排放，減輕環(huán)境承污的負(fù)擔(dān)，將對于工業(yè)生態(tài)地維護(hù)和可持續(xù)發(fā)展有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 鍋爐污染物組成

1.1 國標(biāo)中鍋爐污染物的界定

根據(jù)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13271-91中規(guī)定：（1）在1996年1月1號(hào)以后銷售的鍋爐，在煤的灰分≤25%的情況下：鍋爐出口原始煙塵濃度的排放標(biāo)準(zhǔn)為1800mg/Nm3；（2）經(jīng)除塵后的煙塵排放濃度要<350mg/Nm3；（3）規(guī)定的二氧化硫的排放濃度（燃煤硫含量≤2%）：1200mg/Nm3。從這個(gè)規(guī)定中，可以看出大氣污染相當(dāng)嚴(yán)重。

1.2 我司鍋爐污染物組成分析

我公司是制藥企業(yè)，主要以成品制劑藥和原料藥為主，在生產(chǎn)經(jīng)營過程中，通過2噸的燃煤蒸汽鍋爐，完成對產(chǎn)品的烘干、滅菌、加熱反應(yīng)等工藝過程。擁有一臺(tái)KZL2-12.5工業(yè)燃煤鍋爐，每年用煤量約500噸左右。為了減少污染，減輕鍋爐煙塵所造成的危害，在2006年，我們對鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行了改造，對煙氣進(jìn)行了處理。煙氣在排放前，先經(jīng)過干式除塵器，除去大部分粉塵；再經(jīng)過水膜除塵器，進(jìn)行除塵，同時(shí)，也除去了煙塵中大量的二氧化硫和氮氧化物，從而達(dá)到了排放要求。

2 鍋爐尾氣處理流程

我公司的水膜脫硫塔是通過將含有一定濃度的NaOH溶液，經(jīng)過循環(huán)水泵噴射到脫硫塔內(nèi)，形成水霧，與廢氣充分接觸，吸收SO2和氮氧化物，然后廢氣再經(jīng)過水浴進(jìn)一步吸收、洗滌，從而達(dá)到脫硫、除塵的目的。工藝流程圖如圖1所示。

主要產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)如下：

經(jīng)過處理后的尾氣完全符合排放標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

通過這項(xiàng)改造（1）與沒經(jīng)過處理的煙塵初始濃度1800mg/m3相比，除塵率≥98%；（2）與干式除塵后，GB13271-91中規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)350mg/Nm3相比，除塵率達(dá)90%以上；（3）二氧化硫的吸收，與GB13271-91中規(guī)定的二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)1200mg/m3相比二氧化硫脫除率≥95%；與GB13271-2010中規(guī)定的二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)900mg/m3相比二氧化硫脫除率≥93%，效果明顯。

盡管如此，如果按照每年消耗500噸煤計(jì)算，每噸煤產(chǎn)汽量為6噸計(jì)算，能產(chǎn)生3000噸蒸汽，需要滿負(fù)荷運(yùn)行1500小時(shí)。煙氣排放量約為：1.95*107m3。這種情況下，每年仍有約569.4kg的煙塵，約1148kg的二氧化硫排放到大氣中。

這僅僅是2噸的小鍋爐，全國來講，2012年度全國原煤產(chǎn)量36.5億噸，據(jù)1998年工業(yè)普查統(tǒng)計(jì)，全國工業(yè)燃煤鍋爐保有量為52萬臺(tái)、120萬蒸噸，其中70%是蒸汽鍋爐，其余是熱水鍋爐，可見空氣污染相當(dāng)嚴(yán)重。

3 鍋爐改造結(jié)果

在2015年上半年，為了響應(yīng)政府節(jié)能減排的號(hào)召，我們將燃煤鍋爐進(jìn)行報(bào)廢，更換為2噸的以輕質(zhì)柴油為燃料的燃油鍋爐。不但進(jìn)一步降低了污染物的排放，還提高了能源的利用率，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

3.1 改造后尾氣達(dá)標(biāo)情況

改造完成后，經(jīng)檢測，尾氣排放達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。煙塵的排放濃度：每立方減少：（29.2-11.1）mg/m3=18.1mg/m3；二氧化硫的排放濃度：（58.9-15）mg/m3=43.9mg/m3。由此可見，減排效果很好。具體如表2所示。

3.2 改造后鍋爐能耗分析

改造完成后，鍋爐的能耗節(jié)省情況如表3所示，其中理論耗油量、燃料節(jié)約了98噸標(biāo)煤。改成燃煤鍋爐后，減少了很多鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、脫硫循環(huán)水泵等用電設(shè)施，總的裝機(jī)容量減少了30多千瓦。如果，按照滿載運(yùn)行1500小時(shí)，耗電量按80%計(jì)，約節(jié)3.6萬度電，相當(dāng)于4.4噸標(biāo)煤。改造完成后，減少了用氫氧化鈉吸收二氧化硫以及氮氧化物所造成的二次污染。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國鍋爐的保有量與鍋爐制造廠家數(shù)量均居世界第一，至2013年底，共有燃煤鍋爐62萬臺(tái)，工業(yè)鍋爐約46萬臺(tái)，總?cè)萘窟_(dá)200萬蒸噸/小時(shí)（各資料數(shù)據(jù)均有差異，取保守值），年消耗煤炭高達(dá)7.3億噸。如果采取上述的改造方式，能夠節(jié)省大量的燃煤和燃油資源。

4 結(jié)束語

為治理大氣污染、應(yīng)對當(dāng)前的“十面霾伏”，政策和市場正倒逼國內(nèi)許多地方推動(dòng)煤炭清潔高效利用，淘汰低效高污染的燃煤爐具和鍋爐，可以說大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保鍋爐正逢其時(shí)。我國“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦決定了煤炭的基礎(chǔ)能源地位，但長期以來依靠大量消耗煤炭資源的粗放式發(fā)展模式日益受到生態(tài)環(huán)境的約束，已經(jīng)無法適應(yīng)新形勢發(fā)展的需要。在生態(tài)環(huán)保逐步被重視的今天，高效、清潔地利用煤炭資源，才是有效改善大氣污染狀況的關(guān)鍵所在，真正解決目前面臨的霧霾問題和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整問題。國家能源局、國家發(fā)改委、環(huán)保部等七部委聯(lián)合發(fā)布《燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升工程實(shí)施方案》，規(guī)劃到2018年，推廣高效鍋爐50萬噸，淘汰落后燃煤鍋爐40萬噸，完成節(jié)能改造40萬噸，提高燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)營效率6個(gè)百分點(diǎn)，計(jì)劃節(jié)約4000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。這是繼火電行業(yè)大幅提高排放標(biāo)準(zhǔn)后，國家部委首次針對其他燃煤工業(yè)鍋爐的環(huán)保提標(biāo)改造措施。文章根據(jù)本公司的實(shí)際情況，因地制宜地對原有鍋爐排放方案進(jìn)行了改造和優(yōu)化，并取得了良好的效果，不但減少了能耗，提高了鍋爐的使用效率，同時(shí)還減少了對環(huán)境的污染，取得了良好的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉捷.談燃煤鍋爐供熱存在的問題及節(jié)能技術(shù)[J].民營科技，2009（9）.

[2]岳志娟.75t/h循環(huán)流化床鍋爐改造技術(shù)分析[J].熱電技術(shù)，2009（2）.

[3]潘曉峰，趙革，鄧華.環(huán)保型燃煤鍋爐的節(jié)能效果分析[J].煤炭加工與綜合利用，2008（2）.

[4]梁義.燃煤鍋爐系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)[J].煤炭技術(shù)，2010（8）.