燃煤鍋爐節能減排技術研究

師雁 楊明 陳永祥 曾蘭珍（玉溪卷煙廠，云南玉溪653100）

燃煤鍋爐節能減排技術研究

師雁 楊明 陳永祥 曾蘭珍（玉溪卷煙廠，云南玉溪653100）

燃煤鍋爐是大氣污染物的重要排放源，推進對燃煤鍋爐節能減排技術的研究和應用，對大氣污染物減排和清潔生產有著重要的意義。玉溪卷煙廠在節能減排方面做了諸多嘗試和努力，積極推進對燃煤工業鍋爐節能減排技術的研究。

燃煤鍋爐；節能減排；玉溪卷煙廠

近年來，隨著人們環境保護意識的提高，大氣污染和霧霾引發的社會矛盾日益突出。為了提高空氣質量，改善生活環境，加強工業廢氣污染物的控制和治理就顯得尤為迫切和重要。

中國現階段一次能源以煤炭為主，2014年底煤電機組約占發電機組的62%，2013年中國CO2、SO2、NOx和煙塵排放量均居世界第一，其中燃煤電站鍋爐排出的CO2、SO2、NOx和煙塵分別占總排放量的50%、38%、43%和17%。因此，針對主要污染源的燃煤鍋爐進行節能減排對于完成減排任務有著十分重要的意義。[1]

1 中國燃煤工業鍋爐的節能減排技術[2-3]

中國工業鍋爐有55萬多臺，大多數為燃煤火床爐，年耗煤達4×108t，實際運行熱效率多為70%~80%甚至更低，節能提效和污染物減排潛力較大。

近年來，國內燃煤工業鍋爐大多安裝了各種高效的煙氣潔凈設備，以降低排煙中的氣體污染物，實現減排的目的。同時，隨著科學技術的發展，各種先進的節能減排技術被運用在燃煤工業鍋爐上。

1.1 強化燃燒技術

一般通過優化爐拱結構和配風、加入添加劑等方法來提高鍋爐燃燒效率。通過富氧燃燒減少排煙量，增強輻射傳熱、燃燒的速度和強度，降低不完全燃燒損失，從而達到節能減排的目的。

1.2 冷凝式鍋爐

這類鍋爐排煙中含有水蒸氣，通過水蒸氣冷凝使汽化潛熱得以利用，從而提高鍋爐的熱效率。

1.3 燃煤火床爐改為煤粉爐

燃煤火床爐一般熱效率較低，在有穩定的煤粉供應單位的前提下改為煤粉爐可有效提高熱效率。

1.4 燃煤火床爐改為燃氣爐

燃煤鍋爐的煙塵、SO2、NOx和CO2的排放量分別為燃氣鍋爐的500、4000、4和2倍。而且，全自動燃氣工業鍋爐的熱效率可達90%，比燃煤火床爐高出許多，在天然氣存在氣源充足的地方，燃氣爐具有明顯的節能減排優勢。

1.5 燃用清潔煤

原煤經過洗選，可去除50%-80%的灰分，30%-40%的硫分，所以燃用清潔煤可提高熱效率，降低排煙中的煙塵和氣體污染物排放量。

2 玉溪卷煙廠燃煤鍋爐的節能減排技術

玉溪卷煙廠關索壩廠區有5臺35t燃煤鍋爐，年消耗二類煙煤約4萬t。根據各級政府和行業節能減排的要求，玉溪卷煙廠進一步強化節能減排基礎管理，在管理上創新方法，2004年1月，在質量管理體系（ISO9001）的基礎上通過了環境管理體系（ISO14001）和職業健康安全管理體系（OHSAS18000）認證，在卷煙企業中率先通過“三標一體”體系認證。

同時，從對標管理、技術進步、能源計量、統計、指標分解、過程控制、檢查考核等各方面全方位推進節能減排工作，在技術上針對提高燃煤鍋爐熱效率和排煙的潔凈化實施了多項節能減排技術改造。

2.1 燃用低硫煤

從前端控制著手，選購硫分7%以下的低硫煤用于鍋爐燃燒，在保證熱效率的同時，降低鍋爐煙氣中SO2的排放量，減少空氣污染，保證廠區周圍良好的環境空氣質量。

2.2 鍋爐富氧燃燒技術改造及壓縮空氣梯級利用技術的研發

通過富氧燃燒和壓縮空氣梯級利用新技術，將壓縮空氣進行分離，按富氧和富氮的特性，進行分管道，跨車間的梯次使用。采用氮氧分離后的富氧氣體作為鍋爐的助燃氣體，減少燃料消耗，減少不完全燃燒損失。同時，富氮氣體作為氣動源，有效利用了空氣的剩余價值，降低空氣過剩系數。

2.3 橫梁式爐排改造

玉溪卷煙廠率先在煙草行業中完成橫梁式爐排改造，改善爐排面上煤的燃燒環境和條件，促進燃煤充分燃燒，顯著提高鍋爐熱效率。經過運行測試，設備運行穩定，鍋爐熱效率提高，節能效果顯著。

2.4 添加脫硫助燃劑

在煤炭中摻入一定量的脫硫助燃劑，使其與煤炭燃燒過程中產生的二氧化硫或三氧化硫發生化學反應生成較為穩定的硫酸鹽類物質保留在爐渣灰中，隨煤渣排除，達到脫硫目的。同時，根據固硫助燃劑的膨化作用，使煤炭中的高分子化合物得到充分裂解燃燒，能量得到充分釋放，提高了爐膛覆蓋燃燒面，有效地節約了煤炭。

2.5 使用成型生物質燃料

生物質顆粒燃料是利用生物質致密成型技術將農林產生的廢物制成的固體顆粒燃料，是一種可再生的新型清潔能源。從試燒試驗結果來看，燃燒利用效率較高，能較快達到鍋爐的設計負荷，并持續穩定供汽。同時，生物質燃料燃燒充分，除渣量少，大氣污染物排放量明顯降低，節能減排效果顯著。

3 結語

（1）燃煤鍋爐是煙塵、SO2、NOx和CO2等大氣污染物的主要排放源，因此推進燃煤鍋爐的節能減排技術研究對于環境空氣質量的改善有著重要的經濟和社會意義。

（2）節能減排是工業企業降低生產成本、實現可持續發展、提高企業競爭力和社會影響力的重要途徑，也是企業義不容辭的社會責任。企業在自身快速發展的同時，應嚴格執行建設項目“三同時”，持續開展清潔生產，充分挖掘內部管理潛力，深化科技研發的創新，在污染治理和節能減排方面發揮積極的推動作用。

[1]林宗虎.中國燃煤鍋爐節能減排技術近況及展望[J]。西安交通大學學報，2016，50（12）：1-5.

[2]林宗虎，徐通模.實用鍋爐手冊[M].2版.北京：化學工業出版社，2009:1-1293.

[3]王善武，錢風華.工業鍋爐行業“十二五”回顧、“十三五”發展展望與建議[J].工業鍋爐，2016（1）：1-15.