中小型燃煤鍋爐的清潔能源改造

摘 要：我國(guó)的主要能源供應(yīng)以煤炭為主，燃煤鍋爐占鍋爐總數(shù)的83%，其中燃煤工業(yè)鍋爐更是我國(guó)主要的動(dòng)力設(shè)備。但是燃煤鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中，熱效率較低，10t/h燃煤鍋爐的熱效率一般只有65～70%，能源的浪費(fèi)程度大，排塵的濃度也比較高，煙氣含硫量高，對(duì)大氣污染嚴(yán)重，主要是對(duì)人體健康的危害，隨后這種危害也延伸到了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，氣候，天氣等。因此，改造鍋爐的燃燒方式，選用環(huán)保，節(jié)能長(zhǎng)效的供熱方式將是未來(lái)長(zhǎng)期發(fā)展與探討的方向。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐；清潔能源；改造

中圖分類(lèi)號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）15-0208-01

天然氣是目前世界上最清潔的能源之一，它燃燒充分，產(chǎn)生的灰份、含硫量和含氮量比燃煤低。同時(shí)，氣體燃料輸送、運(yùn)送更便捷，主要通過(guò)管道輸送，不僅可以極大的減小勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，除鋪設(shè)天然氣運(yùn)輸管道一次投入較大，其后期運(yùn)輸成本、人力投入成本也相對(duì)于煤炭的使用成本更低，天然氣的廣泛應(yīng)用還能大大地降低運(yùn)行成本。實(shí)踐證明，燃?xì)忮仩t的熱效率高，10t/h燃?xì)忮仩t熱效率可達(dá)到75～80%以上，對(duì)大氣污染程度比燃煤鍋爐的低。由此看來(lái)，燃?xì)忮仩t就是最好的選擇。而且從其他國(guó)家來(lái)看。發(fā)達(dá)國(guó)家的燃?xì)忮仩t占有相當(dāng)大的比重，俄羅斯占60%，美國(guó)占98%，日本占99%，我國(guó)越來(lái)越多的大中城市制定了相應(yīng)的強(qiáng)制性法規(guī)，限制燃煤鍋爐的使用。新的環(huán)保法，對(duì)產(chǎn)生大氣污染的設(shè)備要實(shí)行監(jiān)管，嚴(yán)格限定污染物的排放量，實(shí)施“碧水藍(lán)天工程”，推薦使用清潔燃料或天然氣。

1 燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t適用性分析

近年全國(guó)大范圍以燃?xì)忮仩t取締燃煤鍋爐，在環(huán)境保護(hù)的角度上取得了較大的成效，但2017年冬季供暖全國(guó)出現(xiàn)氣荒，出現(xiàn)用氣難，燃?xì)獬杀驹黾?，甚至出現(xiàn)了短暫停氣現(xiàn)象，對(duì)全面推廣煤改氣項(xiàng)目的未來(lái)與發(fā)展應(yīng)該引起我們的深思，并不是所有地區(qū)都適用煤改氣。應(yīng)根據(jù)地區(qū)對(duì)使用燃煤及天然氣原料價(jià)格，人力成本等多方面進(jìn)行綜合比較，選用綜合成本較低的供熱方式。對(duì)于適合燃?xì)忮仩t運(yùn)營(yíng)的區(qū)域可推廣應(yīng)用。

2 燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t的不同

兩者的不同，有以下幾個(gè)方面：①燃燒方式：燃煤鍋爐是將煤破碎后，經(jīng)皮帶進(jìn)煤倉(cāng)，通過(guò)給煤機(jī)利用播煤風(fēng)，撒入爐膛；通過(guò)循環(huán)灰加熱，流態(tài)化燃燒過(guò)程。而燃?xì)忮仩t燃燒方式主要有擴(kuò)散燃燒、預(yù)混燃燒、無(wú)焰燃燒三種燃燒方式。②燃燒產(chǎn)物：煤主要是由C、H、O、N、S等元素和灰分及水分組成，燃燒后，生成SO2、SO3、NOx灰分和水分，而SO2、SO3、NOx由煙氣排入大氣，嚴(yán)重污染環(huán)境。而燃?xì)獾闹饕煞质荂O和H2，經(jīng)過(guò)燃燒后，主要生成CO2和H2O，相對(duì)燃煤鍋爐，燃?xì)忮仩t的排放SO2、SO3、NOx要少得多。③燃料易爆性：燃煤鍋爐燃燒安全，爐膛不易發(fā)生爆炸危險(xiǎn)。而燃?xì)忮仩t在爆炸濃度界限內(nèi)，遇到明火就會(huì)發(fā)生爆炸，危險(xiǎn)性較大。

3 燃煤鍋爐的運(yùn)行情況與改造技術(shù)分析

燃煤鍋爐所出現(xiàn)的幾個(gè)問(wèn)題：燃煤鍋爐熱效率偏低，僅為65～70%。燃煤產(chǎn)生的煙塵和SO2經(jīng)處理后雖能做到達(dá)標(biāo)排放，但仍對(duì)環(huán)境造成影響。爐內(nèi)熱交換器能力下降，不能滿(mǎn)足生產(chǎn)生活用汽的需要。因此，在燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t的工作中，應(yīng)以不變動(dòng)鍋爐本體受壓元件部分，減少對(duì)原有鍋爐改動(dòng)為原則。改造過(guò)程應(yīng)著重從燃?xì)馊紵鞯倪x擇、燃燒器數(shù)量的確定、燃燒器布置、爐膛布置的匹配性設(shè)計(jì)、防爆措施等方面考慮，既考慮經(jīng)濟(jì)效益，又要從實(shí)用性出發(fā)。

4 將燃煤轉(zhuǎn)化為燃?xì)馑枳袷氐脑瓌t

4.1 環(huán)保先進(jìn)，兼顧長(zhǎng)遠(yuǎn)

設(shè)計(jì)方案要體現(xiàn)環(huán)保、先進(jìn)、合理、適用為原則，既做到布局合理、功能完善、設(shè)施先進(jìn)，又滿(mǎn)足發(fā)展使用要求。做到遠(yuǎn)近結(jié)合，以近期為主。

4.2 基礎(chǔ)設(shè)施利舊，保證良好供熱

合理利用原有建筑、構(gòu)筑物、設(shè)備和管線(xiàn)，立足于現(xiàn)有基礎(chǔ)條件，充分利用好配套設(shè)施，保證水、氣、電等供應(yīng)設(shè)施齊全，內(nèi)外道路暢通，以提供良好的供熱條件。

4.3 經(jīng)濟(jì)適用，適度超前

以滿(mǎn)足現(xiàn)如今中國(guó)的生產(chǎn)、生活需要為原則，與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)，堅(jiān)持以經(jīng)濟(jì)適用為主，力求工程設(shè)計(jì)先進(jìn)，超前性和實(shí)用性相結(jié)合。

4.4 改造方案

①要根據(jù)不同的爐型確定不同的改造方案。②燃煤鍋爐改造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：a.拆除原燃煤鍋爐的出渣機(jī)、上煤斗、上煤機(jī)、鏈條爐排、變速箱等。b.通過(guò)計(jì)算，確定爐膛的幾何尺寸，爐膛火焰中心位置。c.裝設(shè)防爆門(mén)。d.對(duì)鍋爐本體進(jìn)行1.5倍工作壓力的水壓試驗(yàn)。③在改造施工中不論爐型都應(yīng)注意以下問(wèn)題：應(yīng)保障煙氣流動(dòng)通暢，有良好的充滿(mǎn)度且應(yīng)避免出現(xiàn)死角和死區(qū)。燃燒器應(yīng)設(shè)置在爐膛中心高度位置，且有足夠的燃燒空間和長(zhǎng)度。由于天然氣在爐膛中燃燒反應(yīng)強(qiáng)烈、熱強(qiáng)度高，對(duì)于裸露在爐膛內(nèi)的鍋筒底部應(yīng)進(jìn)行絕熱處理，對(duì)于火管鍋爐的管板入口處煙溫應(yīng)控制在≤6000C，以防止發(fā)生管板裂紋。④各種水管、水火管鍋爐的爐墻基本用耐火磚砌筑，外加保溫材料和護(hù)板。在“煤改氣”時(shí)應(yīng)注意爐墻嚴(yán)密性，盡量減少原有爐門(mén)、檢查門(mén)等，可用耐火材料砌堵，防止噴出火焰?zhèn)嘶蛳驙t內(nèi)漏入過(guò)多的冷空氣，影響鍋爐效率，對(duì)于必須保留的看火孔也應(yīng)采用封閉式看火孔。

如今中國(guó)的燃?xì)饽茉葱蝿?shì)已經(jīng)變得日益嚴(yán)峻，至于如何合理地節(jié)約使用現(xiàn)有能源迫在眉睫。通過(guò)將燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t，解決了生產(chǎn)中能源消耗量高、污染物排放量大、技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)控制精度低等問(wèn)題。通過(guò)調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，降低能源消耗，減少污染物的排放量，從所列舉的節(jié)能措施，可以看出使用燃?xì)忮仩t房節(jié)能系統(tǒng)還有很多工作要做。如能普遍采用燃?xì)夤峁?jié)能系統(tǒng)，將會(huì)帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有很好的推廣前景。

參考文獻(xiàn)

[1]尚 磊，趙 強(qiáng).燃煤工業(yè)鍋爐燃?xì)飧脑旆治?太原科技，2009（1）.

[2]馮駿凱，沈幼庭，主編.鍋爐原理及計(jì)算.科學(xué)出版社，1992.

[3]工業(yè)鍋爐安全技術(shù)基礎(chǔ)上海市勞動(dòng)局鍋爐安全監(jiān)察處編著.中小型燃?xì)忮仩t房.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1988.

[4]賈振航，姚 偉，高 紅.企業(yè)節(jié)能技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：8～10.

收稿日期：2018-4-23