低碳視域下造紙行業(yè)清潔能源改造工程技術

馬雅妮

(隴西縣住房和城鄉(xiāng)建設局 甘肅 隴西 748100)

0 引言

煤炭是一種非常重要的基礎能源，一些區(qū)域具備煤炭能源優(yōu)勢，在礦井和地面建筑物采暖等多項供熱過程中應用燃煤鍋爐。近年來我國全方位推進生態(tài)環(huán)境保護工作，燃煤鍋爐需要改為燃氣鍋爐，不僅要高效開展燃煤鍋爐房清潔能源改造工作，也要選用科學合理的工程技術，在制定符合要求的改造方案之后，嚴格按照工程統(tǒng)一規(guī)定做好管理工作，為后續(xù)實現(xiàn)資源最優(yōu)配置目標創(chuàng)造條件。現(xiàn)階段人們生活品質逐步提高，最初的燃煤鍋爐供熱形式無法滿足環(huán)境保護要求，這就要做好燃煤鍋爐房清潔能源改造工作，要求工程技術人員做好本職工作，選用經(jīng)濟性強和實用性高的改造方案，在做好生態(tài)環(huán)境保護工作的基礎上，保證各項工程技術充分發(fā)揮作用，為后續(xù)提高燃煤鍋爐房清潔能源改造的效果奠定基礎。本文從燃煤鍋爐房清潔能源改造方案的內容入手，展開闡述，針對如何高效應用各項改造技術進行全面探討。

1 燃煤鍋爐房清潔能源改造方案

1.1確定建設方案

為了保證最終確定的燃煤鍋爐房清潔能源改造方案具有合理性，就要在前期制定項目建設方案時，深入現(xiàn)場做好調查工作，并要結合燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐的實際要求、周邊替代熱源情況進行細致分析，確定各項內容符合實際要求的建設方案，具體包括以下幾種類型。

一是如果發(fā)現(xiàn)建設項目周圍存在可替代的熱源，那么就要選擇將所供用戶接入背的熱源和熱網(wǎng)這一方案，并且還要將其作為臨時供熱的方案，在后續(xù)完場項目建設工作之后及時切換。這種方案具有諸多優(yōu)勢，如存在替代熱源，供熱保障度非常高、工期安排自由度比較大，但是其也存在弊端，如實際需要投入的資金比較多。

二是在調查分析之后，發(fā)現(xiàn)項目建設區(qū)域不存在可以替代的熱源，這就要制定更加周密的建設方案，規(guī)定建設流程，已選擇煤庫等不影響現(xiàn)有供熱系統(tǒng)的建設場地為主，并且還要將其作為新廠房建設用地，在等到完成新系統(tǒng)建設工作之后有效連接原鍋爐房的系統(tǒng)[1]。這種方案能夠緩解工程建設壓力，但是也需要增加資金投入量。

三是遵循“原拆原建”原則建設新的廠房，如在實際操作過程中以土建結構為主，充分利用與之相關的設備和系統(tǒng)，并要保證在建設當年完工。這種方案的特征表現(xiàn)為：整體建設需要的資金比較少，甚至還可以簡化前期辦理手續(xù)，但是其也存在一定的弊端，如建設周期極易受到多項因素的影響，在實際建設過程中具有較大的壓力，并且供熱保障風險也比較大。

因此，為了做好燃煤鍋爐房清潔能源改造工作，需要結合具體要求，在明確各個方面的優(yōu)點和缺點之后，選擇符合實際要求的建設方案，保證改造效果符合實際要求。

1.2確定建設項目的規(guī)模

將燃煤鍋爐房清潔能源改造項目所在區(qū)域的供熱規(guī)劃方案作為核心依據(jù)，精準確定項目建設的具體規(guī)模。在此期間，需要精準判斷負荷需求、未來規(guī)劃、項目周邊是否存在潛在用熱需求等。通常狀況下，在實際開展燃煤鍋爐改為燃氣鍋這項工作時，將發(fā)展觀念作為保障確定具體規(guī)模，并且要保證實際的供熱能力滿足近、遠期發(fā)展用戶的供熱需求[2]。除此之外，需要充分利用用熱需求信息資料，其主要來源包括當?shù)卣呶募?、中期和長期發(fā)展規(guī)劃、實地調研等?，F(xiàn)階段燃煤鍋爐房清潔能源改造非常緊迫，既要保證最終確定的建設項目規(guī)模符合政策要求，也要保證實際改造期間的操作滿足未來尖峰熱源要求。因此，在實際確定建設項目規(guī)模時，一定要全面考慮項目所在區(qū)域的現(xiàn)狀、未來規(guī)劃、發(fā)展政策等多項內容。

2 合理設計熱源供水和回水溫度

通常狀況下，很多煤改氣項目會選擇一次供水溫度為130 ℃、一次回水溫度為72℃，作為鍋爐的熱源供水和回水溫度，將這項操作與低溫差供熱進行比較，可知具有方便按照用戶需求合理調節(jié)水力工況和熱力工況的優(yōu)勢。

此外，結合業(yè)內的另外一種設計理念進行研究，可知其存在一定的錯誤性，具體是指“大流量小溫差”的設計理念，存在違背節(jié)能運行原則的問題，這種設計理念被廣泛應用。深入研究，可知主要指在熱源鍋爐供回水母管上設置旁通道，并在供水母管、旁通道連接的位置上安裝三通調節(jié)閥。在此種狀況下，在熱源鍋爐運行期間，鍋爐具體產生的高溫熱水會在氣溫補償器的調控下，受到三通調節(jié)閥的影響，出現(xiàn)改變水母管與旁通管回水混合比的現(xiàn)象，在降低一次網(wǎng)的供水溫度之后進行調節(jié)[3]。

一些設計人員認為此種方式可以消除冷熱不均，提高鍋爐出力，在節(jié)能方面具有重要作用。但是此種設計理念不正確，按照其運行方式進行研究，不難發(fā)現(xiàn)這種運行方式是一種變相的大流量小溫差的運行方式，具體特征包括輸入外網(wǎng)的循環(huán)流量大于進入鍋爐的循環(huán)流量，并且在三通調節(jié)閥的作用下成定流量運。主要因為在此種模式的影響下，無形中加大了一次網(wǎng)的循環(huán)流量，并且加熱用戶側不做任何調節(jié)的狀況下，可以緩解冷熱不均問題，提高供熱效果，但是在實際判斷供熱系統(tǒng)是否具有節(jié)能特征時，需要從系統(tǒng)的種耗能狀況入手進行考查。雖然此種運行方式能夠改善供熱效果，但是每當系統(tǒng)循環(huán)流量提高一倍，其電功率就會增加八倍，一旦供熱系統(tǒng)使用此種運行方式，反而會產生更多能源消耗量，因此大流量小溫差的運行方式存在弊端。

3 充分應用變頻水泵系統(tǒng)

如果想要做好水泵變流量調節(jié)工作，就要不斷創(chuàng)新水泵的變轉速技術。在實際改變水泵轉速過程中，實際上有多種調節(jié)方法可以進行選用，具體包括轉子串電阻、定子調壓、電磁耦合等[4]。結合這些調節(jié)方法進行研究，不難發(fā)現(xiàn)其存在功率因素低、轉差損失大、轉速調節(jié)范圍小等特征。結合現(xiàn)階段我國供熱行業(yè)具體應用的調速方法進行分析，了解到主要是以應用液力偶合和變頻調速兩種方式為主。

一是液力偶合調節(jié)方法：液力偶合是一種非常關鍵的液體傳動裝置，主要安裝在電機和水泵之間，將油液的動能和機械能二者之間的轉換作為基礎依據(jù)，這是滿足水泵變速要求的重要保障，這種變速方法具有功率適應范圍大的特征，并且在實際運行期間非?？煽?，實際維修時需花費的費用適中。但是也存在一些弊端，如有一定的轉差功率損耗，在處于高速轉狀態(tài)時效率高，會在轉速下降的狀況下效率隨之下降。此外，如果從變轉速的調節(jié)性能角度出發(fā)進行研究，可知目前比較理想的方法是變頻調速。

二是變頻調速：主要依靠變頻器，在有效改變電機供電頻率之后，能夠達到改變水泵轉速的目的。此種調節(jié)方法的優(yōu)勢在于實際調速過程中，具體產生的轉差率非常小，能夠使籠型異步電機達到調速的目的。對于其他類型的調速方法而言，無法得到與變頻調速相同的運動性能。

變頻器與其他普通裝置不同，主要表現(xiàn)為屬于高新技術的范疇，在科學合理匹配調節(jié)器的基礎上，既能實現(xiàn)智能化控制目標，也能充分發(fā)揮循環(huán)水泵變流量的節(jié)電潛力，對于后續(xù)實現(xiàn)全自動無人值守運行目標具有重要幫助[5]。現(xiàn)階段有效設計軟件，可以保證調解器具備較強的控制功能，在嚴格執(zhí)行節(jié)假日和夜間不同運行制度的自動轉化指令之后，打破傳統(tǒng)形式手工調節(jié)控制模式的束縛。

通過充分應用變頻水泵系統(tǒng)的方式，達到燃煤鍋爐房清潔能源改造的目的，需要精準計算供熱循環(huán)水泵變頻調速節(jié)能效益。在此之后，可知正確應用變速調節(jié)方法能夠節(jié)省大量電能，但是考慮到現(xiàn)場設備存在一定的裕量，所以能夠判斷循環(huán)水泵變頻調速節(jié)能的效果更強?；诖?，在實際開展燃煤鍋爐房清潔能源改造工作時，如果各項條件符合要求，那么就要應用水泵變頻技術為主，這樣可以達到預期改造目標。

4 設計并應用分散控制(DCS)系統(tǒng)

在實際開展燃煤鍋爐房清潔能源改造工作時，為了進一步提高清潔能源改造工程的管控效果，就要著重開展運營效率提升工作，不僅要節(jié)省更多人力資源，也要減少能耗，在達到減少運營費用的目的之后，在實際開展設計工作時充分應用分散控制系統(tǒng)。

DCS控制系統(tǒng)充分發(fā)揮作用，可以對廠區(qū)內的燃氣鍋爐、主廠房附屬設備的熱工參數(shù)等，進行集中顯示、集中操作、集中管理，甚至也能達到分散控制的目的。一般狀況下，燃氣鍋爐隨機配套的自動控制系統(tǒng)，主要以應用計算機網(wǎng)絡通信方式為主，在將這一自動控制系統(tǒng)與全廠DCS系統(tǒng)進行有效連接之后，能夠及時將信號上傳到DCS系統(tǒng)中，這樣有助于控制室集中控制各項設備。不僅如此，廠區(qū)內輔助設備、不配套控制系統(tǒng)的設備等都可以由DCS直接進行控制，較為常見的熱力系統(tǒng)就是由DCS直接控制。

結合全廠控制系統(tǒng)進行研究，可知主要由DCS、現(xiàn)場各類熱工儀表、電動執(zhí)行機構等共同組建而成。將具體改造要求作為核心依據(jù)，需要在愛主廠房內合理設置控制室，并且還要在控制室內設置DCS 各操作員站、工程師站、實施電視監(jiān)控顯示器等，這樣能夠不受其他因素的限制達到實時顯示工藝運行參數(shù)的目的[6]。需要在控制室內科學合理地設置運行值班人員，并且鍋爐等各項設備的啟停和運行工況礦中少量的現(xiàn)場操作內容，要求巡視人員積極配合，為后續(xù)進一步提高全廠運行控制和管理水平創(chuàng)造條件?？刂乒δ茌^多，除去鍋爐啟動之前的準備工作和檢修工作，像啟動設備、停止、運行等多項操作都可以在控制室中完成。因此，設計功能豐富的控制系統(tǒng)，既能保證完成改造的供熱廠運行具有較強經(jīng)濟性，也能實現(xiàn)精準化運行管理目標。

5 結合設計要求應用其他類型的節(jié)能措施

在開展改造工作時，燃煤鍋爐房清潔能源改造工程將“高效 燃氣熱水鍋爐”作為主要設備，同時還要為鍋爐配備高效燃燒器，保證鍋爐的實際燃燒效率處于大于93%的狀態(tài)。不僅如此，具體應用的工程熱網(wǎng)循環(huán)水泵、鍋爐本體循環(huán)泵等多項設備，也要以使用設備高效節(jié)能產品為主，從而達到節(jié)能的目的。在實際開展設計工作時，既要不斷優(yōu)化設計方法，也要保證具體選用的保溫材料符合節(jié)能要求，在精準確定合理的保溫結構之后，節(jié)省更多保溫材料。

6 結束語

總之，目前人們生活品質不斷提高，大氣治理工作提出嚴格要求，通過高效開展燃煤鍋爐清潔房能源改造工作的方式，有效降低供熱對環(huán)境造成的污染。為了進一步提高工程建設有效性，需要充分利用各項工程技術，如精準確定燃煤鍋爐房清潔能源改造方案、合理設計熱源供水和回水溫度、充分應用變頻水泵系統(tǒng)、合理設計并應用DCS系統(tǒng)，采取多種不同節(jié)能措施，在保證該項工程操作具有較強經(jīng)濟性和合理性的基礎上，滿足業(yè)主提出的合理要求，為后續(xù)做好環(huán)境保護工作創(chuàng)造條件。