化工燃煤鍋爐節(jié)能改造的主要問題與優(yōu)化措施應(yīng)用研究

趙丹

摘要：化工生產(chǎn)的過程中，會產(chǎn)生大量的能源需求，其中所使用的燃煤鍋爐屬于能源消耗量較大的設(shè)備，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，燃煤鍋爐的煤炭消耗量占據(jù)全年煤炭消耗量的1/4。部分化工生產(chǎn)企業(yè)所使用的燃煤鍋爐年久失修，能源消耗量較大，同時也會存在一定的安全隱患。在煤炭無法充分燃燒的情況下，還會帶來大氣污染、熱效率降低等問題。燃煤鍋爐實際運(yùn)行中的熱效率一般僅能達(dá)到60%。與設(shè)計時的預(yù)期效果存在一定的差異。可見，對化工燃煤鍋爐進(jìn)行節(jié)能改造具有重要的意義，是提升熱效率和改善環(huán)境污染問題的必然之舉。

關(guān)鍵詞：化工;燃煤鍋爐;節(jié)能改造;問題;措施

某化工企業(yè)生產(chǎn)所用燃煤鍋爐為10t/h鍋爐，鍋爐運(yùn)行時，原煤由爐排進(jìn)入，燃燒后的煙氣統(tǒng)一由除塵器凈化處理后排放，剩余的煤渣由人工運(yùn)輸至墻外渣場集中裝車外運(yùn)。據(jù)統(tǒng)計，該鍋爐的年運(yùn)行時間為10個月以上，大約為310天，燃煤的最低發(fā)熱值為18800kJ/kg，灰分與硫分分別是30%和1%。該鍋爐的耗煤量為45t/d，平均年耗煤量是14310t。由于爐排區(qū)域的配風(fēng)不當(dāng)，原煤難以充分燃燒，會產(chǎn)生大量污染性較強(qiáng)的煙氣，且灰渣中存在部分焦炭狀煤粒，鍋爐的熱效率普遍低于57%，與設(shè)計的熱效率存在較大差距。

1燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保原理分析

工業(yè)燃煤鍋爐節(jié)能和穩(wěn)定運(yùn)行與鍋爐設(shè)計、燃燒控制之間的聯(lián)系十分密切，鍋爐熱效率是鍋爐設(shè)計、運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一，相關(guān)部門需要注重鍋爐熱效率的提升，保證鍋爐節(jié)能環(huán)保改造工作的持續(xù)性、高效性。在新時期的發(fā)展中，鍋爐熱效率極易受各項因素的影響，如排放熱損失、燃料未充分燃燒、熱損失等，鍋爐熱效率會被水、蒸汽、導(dǎo)熱油吸收的熱量、燃料進(jìn)行充分燃燒，進(jìn)而產(chǎn)生熱量比值，一般大型燃煤鍋爐熱效率在60%到80%范圍內(nèi)。在我國工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程持續(xù)加快的過程中，燃煤鍋爐在生產(chǎn)中的重要性不斷突顯出來，在燃煤量持續(xù)增加的情況下，煙氣污染問題日益嚴(yán)重，引發(fā)大氣污染、霧霾等問題。另外，由于燃煤鍋爐煙氣燃燒不充分、硫元素等污染物含量比較高，已成為大氣環(huán)境中的重要污染源，在煙氣治理后，技術(shù)人員需要實行有針對性的治理方式，從根本上解決煙氣污染問題。

2燃煤鍋爐改造問題分析

2.1鍋爐制造質(zhì)量偏低的問題

部分廠家在生產(chǎn)鍋爐時受到設(shè)計能力和制造工藝的影響，極易造成鍋爐制造質(zhì)量偏低的問題。此類問題的產(chǎn)生必定會影響燃煤鍋爐的應(yīng)用效果。而部分化工企業(yè)考慮到設(shè)備購置的成本，在進(jìn)行鍋爐設(shè)備采購時，并未考慮到鍋爐的制造質(zhì)量問題，致使鍋爐使用過程中造成大量的資源浪費。

2.2鍋爐運(yùn)作效率問題

也存在一定的問題。相關(guān)研究資料中指出，部分鍋爐在燃燒過程中的熱能效率僅有60%，這與鍋爐設(shè)計時的預(yù)期效率存在較大的差異，這也意味著鍋爐燃燒過程中會存在燃料燃燒不充分的現(xiàn)象，不僅會帶來環(huán)境污染的問題，還會造成資源浪費的現(xiàn)象，同時增加化工企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2.3鍋爐輔機(jī)配置不佳

鍋爐輔機(jī)配置不佳的問題也可能會影響鍋爐的燃燒率，從而影響熱能的產(chǎn)生。同時機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中所產(chǎn)生的噪聲也會消耗部分資源。

3化工燃燒鍋爐節(jié)能改造的有效措施

3.1給煤裝置改造

燃煤鍋爐的主要燃料是原煤，鍋爐類型普遍是鏈條爐排鍋爐，傳統(tǒng)集美裝置向爐膛給煤過程中，原煤的塊、末煤會混合堆疊到爐排中，無法保障鍋爐進(jìn)風(fēng)的有效性，在鍋爐爐膛內(nèi)部氧氣供應(yīng)不充足的情況下，原煤很難進(jìn)行充分燃燒。為了進(jìn)一步優(yōu)化給煤形式，設(shè)計人員需要針對斗式給煤裝置進(jìn)行改造，實行分層給煤裝置，保障中塊、末煤在爐排中的均勻性、分散性，提升爐膛的整體進(jìn)風(fēng)量，為原煤燃燒提供足夠的氧氣、燃料空間，減少碳含量，提高節(jié)能的整體效果，降低污染物的排放量。

3.2優(yōu)化爐拱

爐拱能夠加強(qiáng)爐膛內(nèi)氣流的有效混合，全面組織爐內(nèi)的傳熱、燃燒，主要分成前拱、中拱、后拱三部分。前拱的敞開度充足，不需要設(shè)置過高，后拱的覆蓋率充足，可以確保出口煙氣流速達(dá)到最佳狀態(tài)，因而確保前后拱距離適中。另外，爐拱形狀、尺寸與燃用煤種聯(lián)系十分密切，相關(guān)人員

需要根據(jù)實際情況選擇煤種，適當(dāng)改善爐拱形狀、位置，減少燃煤的消耗量。

3.3風(fēng)倉、風(fēng)室結(jié)構(gòu)改造

（1）風(fēng)倉結(jié)構(gòu)的主要作用為對風(fēng)量進(jìn)行有效分配，從而增強(qiáng)煤炭的燃燒率，起到改善鍋爐熱效率的重要作用。因此，在進(jìn)行鍋爐改造時，也應(yīng)將風(fēng)倉結(jié)構(gòu)改造作為重點的改造內(nèi)容。尤其需要做好對傳統(tǒng)封倉間結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化，通過提升風(fēng)倉結(jié)構(gòu)的密封性以及各風(fēng)倉之間的配合度來進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對鍋爐內(nèi)部的均勻供風(fēng)，從而增強(qiáng)鍋爐的熱效應(yīng);（2）燃煤鍋爐的煤炭能否充分燃燒與配風(fēng)質(zhì)量存在密切的聯(lián)系，只有確保空氣的充足供應(yīng)才能提升燃煤效率，從而實現(xiàn)對能源的高效利用。因此，在進(jìn)行鍋爐改造時，也應(yīng)做到對風(fēng)室結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整，使其能夠滿足鍋爐燃燒的配風(fēng)需求。

3.3.1合理控制爐排長度方向的配風(fēng)質(zhì)量

鍋爐生產(chǎn)的過程中，需要通過爐排將原煤運(yùn)輸?shù)藉仩t內(nèi)部，在此過程中，原煤需要經(jīng)歷三個燃燒階段：（1）第一階段主要進(jìn)行預(yù)熱干燥;（2）第二階段原煤才被燃燒;（3）第三階段原煤充分燃燒后產(chǎn)出灰渣。由于三個階段燃燒特點的不同，對于空氣量和空氣質(zhì)量的需求也存在一定的差異。就第一階段來說，進(jìn)行原煤預(yù)熱干燥時基本無需空氣，而在進(jìn)入第二階段后，原煤燃燒則需要提供部分空氣，使原煤得以充分燃燒，釋放出熱量提供生產(chǎn)動力。最后一階段的空氣需求量較大，主要是由于空氣可以提升原煤燃燒效率，最后產(chǎn)出灰渣，整個燃燒過程結(jié)束后，也需部分空氣用于送風(fēng)保證爐排的快速冷卻。根據(jù)上述風(fēng)量需求，需要在爐排下設(shè)置行分倉供風(fēng)系統(tǒng)，確保各個階段均能得到適宜的風(fēng)量供應(yīng)。同時在各個分倉部位設(shè)置功能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，控制出風(fēng)量。

3.3.2合理控制爐排寬度方向的配風(fēng)質(zhì)量

爐排寬度方向的配風(fēng)要求與長度方向的配風(fēng)要求存在較大的差異，爐排寬度方向需要進(jìn)行均勻配風(fēng)，保障燃煤的充分燃燒。（1）在進(jìn)行改造時，可以對風(fēng)室結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效調(diào)整，可將原有的風(fēng)室結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成雙面進(jìn)風(fēng)結(jié)構(gòu)或者等壓風(fēng)式結(jié)構(gòu)，確保寬度方向配風(fēng)的均勻性。實踐證明，寬度方向配風(fēng)均勻可以有效降低煙氣熱損現(xiàn)象;（2）原煤燃燒效率還與爐排上放置的原煤厚度以及煙氣含氧量存在一定的聯(lián)系，要求相關(guān)生產(chǎn)人員能夠根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗，結(jié)合爐排上的原煤厚度合理配風(fēng)，從根本上提升燃煤燃燒率。

3.4采用先進(jìn)的脫硫除塵技術(shù)

為了做好脫硫除塵工作，技術(shù)人員需要引進(jìn)鈉鈣雙堿法脫硫工藝，這項工藝相對成熟，具有脫硫效率高、運(yùn)行安全、操作便利等優(yōu)勢，有效地改善了石灰法塔內(nèi)易結(jié)垢的缺陷，吸收效率比較高，在經(jīng)過脫硫除塵后排放的煙氣符合鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)論

綜上所述，在現(xiàn)代燃煤鍋爐生產(chǎn)、運(yùn)行過程中仍存在很多問題，相關(guān)部門必須正確認(rèn)識、了解這些問題，全面落實資源節(jié)約型環(huán)保友好型思想，針對燃煤鍋爐進(jìn)行節(jié)能環(huán)保改造，通過實行創(chuàng)新、改進(jìn)措施，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保改造的預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]席穎.燃煤鍋爐煙氣對環(huán)境污染治理技術(shù)及應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018，397（23）：167-169.

[2]季恩昌.燃煤鍋爐改造問題與節(jié)能環(huán)保改造方式分析[J].電子樂園，2019（11）：199-200.

[3]趙培堯.燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的建議及措施初探[J].中小企業(yè)管理與科技，2019（20）：52-53.