燃煤锅炉的节能改造

燃煤锅炉的节能改造

安浩然

天津蓝巢电力检修有限公司天津市西青区300380

摘要：燃煤锅炉在我国应用十分普遍，由于煤炭中存在一定量的氮和硫，在燃烧过程中会产生大量的污染物，因此提高锅炉煤的使用效率，改善锅炉的节能效果，对能源的节约和环境的保护都有很大的促进作用。但是当前，燃煤锅炉运行存在诸多问题，因此，就要对燃煤锅炉进行节能环保改造，合理控制燃煤锅炉运行的各个环节。文章对燃煤锅炉节能改造的意义进行了简单叙述，并针对当前燃煤锅炉运行中的问题进行深入分析，然后阐述了燃煤锅炉节能降耗改造的具体技术措施，旨在提升锅炉的运行功效，降低能耗，从而促进我国环境质量的进一步提升。

关键词：燃煤锅炉；节能；技术改造

一、燃煤锅炉改造中存在的问题

1.1燃煤锅炉整体质量相对偏低

一些企业在选用锅炉设备时使用质量不过关的设备，以降低采购造价，但是后期的高可靠运行、低故障率和备品备件使用量都会产生低回报率，同时还有可能造成大量的能源浪费，无法达到节能降耗的目的。锅炉设备老化，降低机组经济性，造成不必要的能源消耗。锅炉在长时间使用后，会逐渐出现一系列的磨损、老化问题，从而造成工作时间长、部分能源的浪费等问题。

1.2锅炉运行问题

当前我国燃煤锅炉能耗之所以比较高，很大程度上是由于锅炉的负荷率较低，无法达到锅炉高效运行的设计值，所以，再使用过程中，燃煤锅炉无法达到理想运行状态，从而导致锅炉的能量传输效率明显减低，而且较低的运行负荷还会缩短发电锅炉的使用年限。其次，在使用过程中，锅炉出现突然熄火的次数比较多，这种情况不仅会影响到煤料燃烧，增加不必要的消耗，而且会对锅炉自身产生较大的负面影响。

1.3缺乏完善的锅炉辅助配置

在燃煤锅炉运行中，很多企业的燃煤锅炉都保持在低负荷运行的状态之下，由此就降低了燃煤锅炉的热效率，同时也没有充分利用资源。除此之外，燃煤锅炉的辅助配置不够专业与完善，同时辅助配置设备的质量不能与安全生产要求相符。在设备运行时，往往会产生噪声，增加了耗煤量，导致设备运行稳定性不佳，对燃煤锅炉性能的发挥有严重的影响。

二、燃煤锅炉的节能改造措施

2.1锅炉蒸汽余热的利用

锅炉余热包括生产工艺后的蒸汽余热和锅炉排污的余热。结合本厂的生产工艺流程分析，该厂有12台蒸压釜，容积各为100m3，锅炉蒸汽出力为12.7t/h，24h连续运行。从蒸压釜排出的蒸汽压力平均为0.36MPa，通过螺旋板式换热器对锅炉给水进行热交换，提高锅炉的给水温度。为了充分利用蒸压釜排出的蒸汽余热，对生产工艺流程重新进行安排，使蒸压釜按一定顺序逐个排汽。经过螺旋板式换热器冷却后的废水变为生产工艺用水，充分利用水资源。其次是充分利用锅炉排污余热。排污工艺通过排出锅炉锅筒中的水中悬浮物和溶解固体，来控制锅炉水的质量和运行效率。锅炉排污水温度高达184℃左右，高热、高压条件下排污水蕴藏着高品位的热能。将锅炉排污水排入连排扩容器，经扩容器降压产生二次闪蒸蒸汽加热锅炉给水，剩余废水排入工艺用水水池中。

2.2锅炉烟气余热的利用

当空气预热后，入炉空气温度得到了提高，经过预热后的热空气进入炉内后，加速了燃料的干燥、着火和燃烧过程，尤其是提高煤层下部靠近炉排片处的温度，改善煤层深处的燃烧，促进焦炭燃尽，从而保证炉内稳定燃烧，起着改善、强化燃烧的作用。由于炉内燃烧稳定，辐射热交换的强化，可以降低化学不完全燃烧损失；另一方面，空气利用烟气余热进行预热，进一步降低了排烟热损失，从而提高了锅炉热效率。根据经验，当空气在预热器中温度升高1.5℃时，排烟温度可降低1℃。该锅炉的排烟温度为215℃，高于标准的要求。因此可利用空气预热器进一步降低锅炉的排烟温度。

2.3锅炉本体的改造

（1）锅炉外墙保温。炉体表面温度最高达181℃，高于标准要求的50℃，需重新进行保温。

（2）改造风室结构，合理配风，均匀给风。空气供应是否充足和合理对锅炉的安全、经济性和出力都有很大的影响，其中，对链条炉沿炉排长度和宽度应有不同的配风要求。

①沿炉排长度方向合理配风。原煤在炉排上由前往后的运动过程中，其燃烧分为3个阶段：首先是预热干燥并分解挥发物；其次是着火燃烧；最后是燃尽出渣。因为煤在炉排上的燃烧是分阶段、分区进行的，所以沿炉排长度方向所需的空气量不同，在煤的预热干燥阶段，可以完全不需要空气，在挥发物析出区，有一部分可燃气体已经开始着火，因此需要供给一部分空气，使不断析出的可燃气体着火燃烧。以后，挥发物燃烧和焦炭的燃烧区域是燃烧过程的主要部分，需要进入大量空气，最后是灰渣的形成区域，燃烧阶段基本结束，所以不需要多少空气，主要是炉排冷却需要送风。由于煤炭在链条炉排上的燃烧是沿长度分阶段进行的，因此，炉排下供应的一次风必须分仓、分区调节，以使炉前着火区和炉后燃尽区的风量要少，中间燃烧旺盛区的风量要大。该锅炉有7个风室，单用小风门调节，各个风室之间须严密不漏，以防短路而失去调节作用。

②沿炉排宽度方向均匀配风。沿炉排宽度方向上的合理配风方法是均匀配风，以使燃烧均匀，防止出现火口等不正常燃烧现象。改进的措施主要是从风室的结构上着手，采用双面进风、等压风室等，尽量使水平风速保持不变，通过对锅炉的合理配风，使整个炉排面上均匀燃烧。合理的供风配比可以有效减小过量空气系数，降低排烟热损失Q2，而Q2在总的热损失中占的比重最大。据统计，过量空气系数每增加0.15，Q2就增加1%。各分段供风量的比例关系，需要根据煤质好坏、炉排上煤层厚度、烟气含氧量、CO含量、负荷大小等因素确定，所以不同负荷和不同燃烧情况下的供风配比需要根据长时间的实际操作经验进行总结，形成一整套数据，并最终用于指导操作上，提高锅炉燃烧效率。

2.4水处理设备的改造

提高给水品质不仅是一项重要的节能措施，而且是一项重要的安全措施。锅炉运行一段时间后，锅炉受热面上会形成一层水垢。水垢的导热系数仅是钢的1/40～1/30，结垢会极大降低传热能力，使排烟温度升高，增加燃料消耗；水垢还会影响水循环的正常进行，造成管子过热甚至爆管。据统计，锅炉结垢每增厚1mm厚度，就要增加燃料消耗3%。工业锅炉的给水必须按规程或规范要求进行给水处理。该厂使用钠离子交换软水设备，水处理人员要定期更换交换树脂，保证水处理设备的正常运行。司炉人员必须加强对水质的监察，及时清除水垢，以减少能源浪费。

2.5锅炉辅机改造

装设排烟氧含量在线监控装置以监控锅炉运行过量空气系数，维修风机并加设变频装置，可以节约大量电能；检查烟、风道漏风之处，用石棉带进行密封，提高锅炉密封和保温性，加强炉膛负压控制，以降低过量空气系数。建立锅炉水质在线监测系统，对锅炉给水、锅水进行在线监测。

结语

加强节能减排，实现低碳发展，是生态文明建设的重要内容，是促进经济提质增效升级的必由之路。实施燃煤锅炉节能技术改造可以从锅炉本体和辅助设备着手，重点开展燃烧优化、低温余热回收、自动控制、主辅机优化和变频控制等方面的工作。鼓励通过产品能效测试、系统能效诊断等工作，提高节能改造的科学性和有效性。

参考文献

[1]邱欣.工业燃煤锅炉运行现状及节能改造研究[J].中国新技术新产品，2013（10）：83-84.

[2]陈会丽，刘新尚，宋传静.浅谈工业锅炉节能技术[J].中国科技纵横，2011（19）.

[3]张宏图.黄龙公司燃煤锅炉节能改造工程建设项目管理研究[D].吉林大学，2014.

[4]于超，谭忠富.基于排放绩效的燃煤电厂碳税优化模型[J].华东电力，2011（6）.

[5]史意，臧建彬，陆爱军.燃煤锅炉改造为燃气锅炉的节能分析[J].节能，2010，02：76-77+3.