燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t的節(jié)能減排效果

郁思源

摘要：近年來(lái)，能源供需和環(huán)境污染的矛盾日益突出，燃煤鍋爐的改造替換逐漸引起人們的重視。天然氣作為一種清潔能源，燃燒充分，對(duì)環(huán)境友好，可通過(guò)管道進(jìn)行輸送，降低了燃?xì)忮仩t的運(yùn)輸過(guò)程的消耗，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，有助于企業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。積極鼓勵(lì)和引導(dǎo)燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t項(xiàng)目的進(jìn)行，對(duì)解決能源供需和環(huán)境之間的矛盾有重要的作用和意義。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t;必要性;節(jié)能

一、替換方式的選擇

燃煤鍋爐替換燃?xì)忮仩t應(yīng)有兩種途徑：一是全部拆除原燃煤鍋爐，改造鍋爐房，選用、安裝新的燃?xì)忮仩t;二是在原燃煤鍋爐上進(jìn)行改造，將燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t。

采用第一種途徑，一般情況下，原燃煤鍋爐房的面積、結(jié)構(gòu)均能滿足燃?xì)忮仩t的安裝需要，拋開(kāi)原鍋爐房建筑壽命因素，只需對(duì)原鍋爐房進(jìn)行粉刷和裝修即可。同時(shí)原鍋爐房的水處理系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)及熱力系統(tǒng)無(wú)需作較大的變更。當(dāng)改造鍋爐房不考慮鍋爐房增容時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)考慮燃?xì)忮仩t的選型，選型的好壞，對(duì)將來(lái)的運(yùn)行有著重要的影響。走這條途徑，其優(yōu)缺點(diǎn)有如下幾點(diǎn)：

1.1能選用先進(jìn)的合適的燃?xì)忮仩t，運(yùn)行效率高，安全可靠有保證，對(duì)以后的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有利，也便于管理。

1.2鍋爐房可按燃?xì)忮仩t房裝修，鍋爐房可以達(dá)到整齊，美觀和明亮的要求。

1.3由于要購(gòu)買(mǎi)新的燃?xì)忮仩t，投資略有增加。

采用第二種途徑，即燃煤鍋爐的燃?xì)飧脑欤仩t本體需要部分改造;原來(lái)的進(jìn)煤設(shè)備，鍋爐燃燒設(shè)備，除灰除渣脫硫設(shè)備等需要拆除;在燃?xì)飧脑鞎r(shí)，尚需作一系列校核設(shè)計(jì)計(jì)算;選用合適的燃燒器以及自控系統(tǒng)的安裝和增裝等。燃煤鍋爐的燃?xì)飧脑欤紵鞯倪x型和布置對(duì)以后燃?xì)忮仩t的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的影響。走這條途徑，它的優(yōu)缺點(diǎn)有如下幾點(diǎn)：

（1）最大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以利用燃煤鍋爐爐膛容積較大的特點(diǎn)，稍作改動(dòng)，即可提高鍋爐的出力。如層燃燃煤鍋爐改為燃?xì)夂?，出力可以提?0%～50%。

（2）與第一種途徑相比較，投資略有下降。

（3）改造后的燃?xì)忮仩t，在以后的運(yùn)行管理、經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行，可能不如第一種途徑來(lái)得順手。因?yàn)楫吘故歉脑斓脑O(shè)備不如新的設(shè)備。

（4）若改造時(shí)間較長(zhǎng)，改造期間此臺(tái)鍋爐無(wú)法使用，也會(huì)影響企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。綜上所述，從整體來(lái)看，建議選擇第一種途徑。

二、燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t的區(qū)別

2.1由于燃燒介質(zhì)的不同，燃?xì)忮仩t采用燃燒器直接燃燒，而燃煤鍋爐需用給煤機(jī)進(jìn)煤后，通過(guò)爐排后燃燒，同時(shí)為保證燃燒的充分度，需配置鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，因此增加了電耗。燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t最大的區(qū)別在于，燃?xì)忮仩t對(duì)環(huán)境的影響極低，煙氣主要成分是二氧化碳CO2和水H2O，污染物主要是氮氧化物NOX，并且含量很低，煙氣不必處理即可排放，因此無(wú)需配套相關(guān)的環(huán)保設(shè)施和人員。

2.2燃?xì)忮仩t爐膛出口煙氣溫度不會(huì)受積灰和高溫腐蝕等限制，一般允許在超過(guò)1000℃左右的較高范圍。而燃煤鍋爐由于原煤燃燒后會(huì)產(chǎn)生爐渣、爐灰等各類固體廢棄物，為防止高溫腐蝕，爐膛出口煙氣溫度允許范圍一般在500℃以內(nèi)。另外，原煤燃燒后產(chǎn)生的爐渣和灰分，在產(chǎn)生的同時(shí)也會(huì)帶走一定的熱量，而燃?xì)忮仩t則少了這部分的熱損失。

2.3一般燃?xì)忮仩t由于受熱面增加且基本無(wú)積灰現(xiàn)象，傳熱條件改善，不完全熱損失也可控制得較小，所以鍋爐效率可大幅提高。

2.4考慮到天然氣主要成份為甲烷CH4，其燃燒后產(chǎn)生水蒸汽份額較大，故其輻射能力較強(qiáng)，爐膛受熱面增大，以充分利用其輻射傳熱，提高熱效率，確保鍋爐出力。

2.5鍋爐爐膛內(nèi)采用微正壓燃燒。而燃煤鍋爐采用的是負(fù)壓燃燒，相對(duì)于微正壓燃燒而言，燃煤鍋爐運(yùn)行的危險(xiǎn)性略有增加。

2.6由于燃?xì)忮仩t的空氣過(guò)剩系數(shù)較小，只有1.05～1.2之間，燃燒所需風(fēng)量較少一些，加上拆除除塵器后，以及煙道系統(tǒng)煙塵較小，所以煙道阻力較小，相對(duì)于燃煤鍋爐，可以取消引風(fēng)機(jī)，同時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)的功率可大幅減小（一般采用變頻控制），同時(shí)無(wú)需除塵器、脫硫系統(tǒng)、污水處理等相關(guān)的環(huán)保設(shè)施和給煤機(jī)、除渣機(jī)等相關(guān)輔助設(shè)施，大幅減小鍋爐整體運(yùn)行電量，且可實(shí)現(xiàn)即時(shí)操控。

2.7相同容量的燃?xì)忮仩t，相對(duì)于燃煤鍋爐的體積更小，占地面積也會(huì)有所減少。綜上所述，從整體結(jié)構(gòu)來(lái)講，燃?xì)忮仩t所需的各種配套設(shè)施更少，在人工及鍋爐運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本上，均會(huì)低于燃煤鍋爐，同時(shí)，在熱效率上，也大幅高于燃煤鍋爐。

三、燃煤鍋爐改造燃?xì)忮仩t的必要性

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化的發(fā)展，人們環(huán)保意識(shí)增加，開(kāi)始關(guān)注并重視能源需求和環(huán)境問(wèn)題之間的矛盾問(wèn)題，我國(guó)也開(kāi)始大力施行碧水藍(lán)天工程，國(guó)家政府和相關(guān)企業(yè)還出臺(tái)相關(guān)措施辦法，限制燃煤鍋爐的使用，改為燃?xì)忮仩t。天然氣作為一種清潔燃料，憑借其充分燃燒后具有良好的環(huán)保性能，成為人們?cè)谌济哄仩t改燃?xì)忮仩t項(xiàng)目中首選的替代能源。我國(guó)也逐漸在多個(gè)省市區(qū)投入使用新型燃?xì)忮仩t，并同時(shí)積極推薦燃煤鍋爐向燃?xì)忮仩t的改造工程。

相比于燃煤鍋爐，燃?xì)忮仩t具有明顯的優(yōu)勢(shì)：首先，相比于煤炭，天然氣的使用范圍逐漸增大，價(jià)格也較為低廉，具有很好的性價(jià)比;其次，燃?xì)忮仩t運(yùn)行技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)，運(yùn)行所需輔助機(jī)械設(shè)備種類少、體積小，運(yùn)輸方便，可以在充分體現(xiàn)環(huán)保節(jié)約理念的同時(shí)，滿足燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t項(xiàng)目所需熱能;最后，燃?xì)忮仩t可以從根本上做到節(jié)能減排，排放無(wú)污染的氣體，對(duì)環(huán)境友好的同時(shí)還能充分利用能源產(chǎn)生熱能。燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t的途徑主要有兩種：一是燃煤鍋爐全部拆除，重新安裝新的燃?xì)忮仩t;二是在原有燃煤鍋爐基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。在實(shí)際改造項(xiàng)目中，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目資金和施工環(huán)境靈活選擇改造途徑。

三、燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t的節(jié)能減排效果分析

通過(guò)對(duì)相同容量的鍋爐在相同實(shí)踐實(shí)施相同的運(yùn)行負(fù)荷，持續(xù)運(yùn)行1小時(shí)后發(fā)現(xiàn)，相較于燃煤鍋爐，燃?xì)忮仩t的節(jié)能率可達(dá)15%以上。同時(shí)，燃煤鍋爐在工作過(guò)程中，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的大量煙氣會(huì)帶走一部分熱能，隨之產(chǎn)生的污垢增加了熱阻面，導(dǎo)致燃煤鍋爐的熱效率降低，一般在70%左右。而燃?xì)忮仩t在工作過(guò)程中沒(méi)有過(guò)多的煙氣產(chǎn)生，污垢少，熱效率一般可以達(dá)到92%，提高了20%以上。

燃煤鍋爐由于技術(shù)限制，運(yùn)行前需要提前進(jìn)行預(yù)熱，而且工作工程中不能中斷，否則要重新開(kāi)啟，為鍋爐的運(yùn)行和使用造成了很大的不便，同時(shí)也極大地消耗人力和物力。

而燃?xì)忮仩t具有良好的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以即開(kāi)即用，快速達(dá)到設(shè)定的輸出功率，節(jié)省了鍋爐運(yùn)行成本和人工成本。同時(shí)，燃?xì)忮仩t可以大大改善工作環(huán)境，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，也符合國(guó)家環(huán)境保護(hù)政策和能源政策的展趨勢(shì)。

燃?xì)忮仩t的使用過(guò)程中，所需的輔機(jī)設(shè)備少，不像燃煤鍋爐還需固體廢渣和污垢等的清除設(shè)備，因此，燃?xì)忮仩t的占地面積僅為燃煤鍋爐的二分之一左右，占地空間小，很好地節(jié)約土地資源和人力資源。

四、結(jié)語(yǔ)

燃?xì)忮仩t具有顯著的節(jié)能減排效果，對(duì)環(huán)境更加友好，有利于改善環(huán)境質(zhì)量，除此之外，燃?xì)忮仩t的使用運(yùn)行還可降低鍋爐的維護(hù)成本、人工成本和時(shí)間、土地等資源。燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t，是具有顯著的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的改造項(xiàng)目。

【參考文獻(xiàn)】

[1]國(guó)靜芳，高艷秋.燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t項(xiàng)目節(jié)能減排分析[J].中國(guó)資源綜合利用，2018，36（1）：102-104.

[2]王佳楠，陳釗增，沈承業(yè).燃?xì)忮仩t替換燃煤鍋爐節(jié)能效果分析[J].寧波節(jié)能，2015（2）：29-31.