論鍋爐節能減排存在的問題與解決措施

郭建軍 （天津市武清區鍋爐壓力容器技術檢驗所 天津301700）

鍋爐是化工、冶金、經紡、機械工業中常見的能量轉換設備之一。它將常規能源（煤、油、天燃氣）的化學能，通過鍋爐燃燒轉換為熱能，能量以蒸汽的壓力與溫度的形式供直接使用，或在熱機中轉換為機械能，或由機械能轉換成電能。鍋爐也是人民生活中廣泛使用的重要設備。而供鍋爐消耗的這些油、煤、天燃氣等能源是我國重要的能源之一，是關系我國經濟社會可持續發展，轉變經濟發展方式的重要能源基礎。近年來，隨著我國國民經濟的發展，我國工業鍋爐被廣泛應用，為我國經濟社會的發展做出了巨大的貢獻，同時我們也付出了巨大的資源代價。針對日益快速增長的能源消耗和日趨嚴峻的環境壓力，我國“十一五”規劃提出了具有非常重要意義的節能減排目標。當前我國工業鍋爐能源資源浪費情況十分嚴重，節能減排潛力很大。因此，做好鍋爐的經濟運行，使鍋爐設備在最優的狀態下工作，對促進節能減排具有十分重要的意義。下面就目前導致鍋爐能耗較高的主要原因和工業鍋爐節能減排的主要途徑進行探討。

1 企業普遍不注重對鍋爐管理人員及司爐人員進行1 節能技術培訓

經過多年來對企業鍋爐檢驗的經驗發現，企業普遍不注重對鍋爐管理人員及司爐人員進行節能技術培訓，司爐人員素質不高，節能技術水平低。長期以來，司爐工被看作簡單的體力勞動者，鍋爐使用單位配備技術人員從事鍋爐運行管理工作的不多，在這種情況下根本談不上經濟運行和節能降耗。司爐工本來就是一個知識面較廣的技術工種，但由于多年來的陳舊思想意識和社會偏見，使許多年輕的司爐工事業心不強，加之缺乏合理的考核獎懲制度，使其節能意識淡薄，經濟運行能力較差，直接影響到鍋爐的能耗指標。據測試，在爐型、煤種、用汽等相同條件下，由于操作水平的差異可使鍋爐運行效率相差4%～10%，這種情況目前特別是在中小企業的在用鍋爐上表現得尤為突出。

加強管理，注重考核鍋爐房的管理人員和司爐工的技術水平，對提高鍋爐運行效率起著重要的作用。通過對鍋爐房管理人員和操作人員的強化培訓，提高鍋爐管理人員和操作人員的專業知識。實行合理的考核獎懲制度，開展班組間的節能競賽，提高司爐人員的節能意識和責任心，熟練掌握系統和設備功能，定期對設備進行保養。

2 鍋爐運行控制系統和節能燃燒系統自動化水平低

鍋爐普遍未配置自動化運行檢測儀表，僅有一些為保證鍋爐安全運行的功能，如高低水位報警及聯鎖保護、超壓報警裝置等，而多數中小型工業鍋爐甚至沒有這些功能。尤其是燃煤鍋爐運行效率普遍低。司爐人員在調整鍋爐燃燒工況或負荷變化時，由于無法掌握具體數據，不能及時根據負荷變化調整鍋爐運行工況，缺乏基本的自動控制，運行調整不佳。在這些因素相互作用下，導致機械不完全燃燒損失和排煙熱損失過高。鍋爐、電機的運行效率受到了限制，造成了浪費，燃煤鍋爐熱效率往往在65%左右。

加強控制系統的節能改造，工業鍋爐控制系統節能改造有兩類：一是按照鍋爐的負荷要求，實時調節給煤量、給水量、給風量、鼓風量和引風量，使鍋爐經常處于良好的運行狀態，一方面可以節約鍋爐燃煤，另一方面又可以節約風機的耗電，節能效果非常好；二是將原來的手工控制或半自動控制改造成全自動控制，這類改造，對于負荷幅度較大、變化頻繁的鍋爐節能效果更好，一般可達10%左右。

3 鍋爐燃燒系統陳舊落后

鍋爐燃燒系統陳舊落后，實際運行中所選燃料與設計所選用燃料不符，造成燃料不能充分燃燒。鍋爐的爐烘是按設計煤種配置的，有不少鍋爐不能用設計煤種，導致燃燒狀況不佳，直接影響鍋爐的熱效率，甚至影響鍋爐出力。鍋爐排煙溫度過高，浪費燃料能量。由于設計、管理不善等原因，鍋爐普遍存在排煙溫度過高的問題，從煙囪中排入大氣的廢氣溫度平均高達250℃以上，造成大量熱量散發損失在空氣中，不僅浪費燃料，而且還造成溫室效應。改造措施如下：

3.1 采取均勻分層給煤技術

由于我國煤炭管理環節粗放，我們所采用的燃煤是未經篩分分選的寬篩分燃煤，煤粒粒度大的可達40 mm以上，小的卻只有3 mm左右，超過層燃爐對燃煤粒度的要求。原有的斗式給煤裝置，使得煤塊和煤灰混合堆實在爐排上，阻礙鍋爐進風，影響燃燒，而分層給煤裝置與均勻分層燃燒技術具有節能與環保的雙重效益。均勻分層技術由5項技術組成：一是用均勻給煤技術解決煤倉顆粒不均，導致爐排上煤層橫斷面顆粒不均勻影響燃燒的問題；二是用分層均勻給煤技術使煤層顆粒不但按下大上小逐級均勻排列，而且分層煤在任何橫斷面上的分層顆粒一致，有利于進風，改善了燃燒狀況，提高了煤的燃燒效率；三是使煤層上面的小顆粒煤在火床上跳躍起來半沸騰燃燒；四是使煤中的煤粉在火床上方空間，類似煤粉爐懸浮燃燒；五是采用強化燃燒措施，強化懸浮在室內的多相燃料燃燒。實踐證實這項技術不但提高了煤的燃燒效率，而且提高了鍋爐對煤種的適應性。

3.2 進行爐拱改造

按照實際使用的煤種，適當改變爐拱的位置與形狀，可以改善燃燒狀況，提高燃燒效率，減少燃煤消耗。現在已有適用多種煤種的爐拱配備技術，這項改造可獲得10%左右的節能效果。

3.3 鍋爐加裝省煤（油、氣）器節能措施

煙道上加裝省煤器、空氣預熱器等省煤裝置，可使排煙溫度降到150℃以下，大大提高熱效率，降低煤耗。

3.4 改善爐墻的密封性和保溫性

燃燒過剩空氣系數設計值為1.8～2.0，實際運行時可達3.0～4.0，大量多于燃燒所需空氣經過爐膛吸熱，導致熱量被煙氣帶走，提高鍋爐密封和保溫性，輔以爐膛負壓控制，可大大降低過量空氣系數，減少排煙、散熱損失。

4 蒸汽與排污水得不到充分利用

蒸汽使用后，冷凝水直接排放；排污水直接排放到排污溝內，沒有對排污水加以回收和利用，既浪費燃料，又浪費了高品質的鍋爐給水。

4.1 采用冷凝水回用技術

鍋爐所產生的蒸汽，經過生產用設備后生成冷凝水。加強對冷凝水的利用有如下好處：熱量利用，蒸汽冷凝水回水溫度一般為60～95℃，可以提高鍋爐給水溫度40～60℃，節煤效果明顯；冷凝水回收量一般可達到鍋爐給水量的40%～80%，大大節約鍋爐軟水用量；給水溫度的提高，提升了鍋爐的爐膛溫度，有利于煤的充分燃燒；蒸汽冷凝水含鹽量較低，可以降低鍋爐排污量，提高鍋爐熱效率。蒸汽冷凝水回收利用，尤其用于鍋爐給水，將產生顯著的經濟效益和社會效益，加強對冷凝水的利用，節能可達10%～15%，是一種高效率、低投入的節能方法。

4.2 降低排污熱損失

降低排污熱損失的途徑有兩條：一是加強水質處理或充分利用蒸汽冷凝給水，減少排污量；二是對排污水進行回收利用，設置定期排污膨脹器或連續排污膨脹器，盡量利用排污熱量，可裝排污擴熱器或換熱器。

5 鍋爐水質處理工作有的形同虛設

有的單位根本無相關設備和人員，不注重水質處理，導致鍋爐普遍嚴重結垢，直接影響鍋爐傳熱及熱效率。

加強水質管理，定期處理水垢。使水質符合GB/T1576《工業鍋爐水質》標準要求，否則結垢對鍋爐的危害很大：一是熱阻增大，影響傳熱，降低了鍋爐熱效率，增加耗煤，水垢的導熱系數為1.38～3.14 W/（M°℃），約為鋼板導熱系數的1/3～1/50，鍋爐受熱面結垢1 mm，燃料就增加2%～3%；二是損壞鍋爐，影響安全。

6 建議

相關部門要根據本地區的實際情況，建立和完善節能減排指標體系。加大節能減排的宣傳力度和鼓勵機制，提高全民節能意識。

充分發揮企業節能減排的主體作用。鼓勵企業加大節能減排技術改造和技術創新，增強自主創新能力，政府應給予技術和其他方面的支持和幫助。

注重培訓，推動節能技術的應用。開展對一線人員的培訓教育，提高他們的節能意識和節能技術水平。■

[1]顏曙光.淺析工業鍋爐節能減排[J].中小企業管理與科技，2009(6)：241.

[2]劉茂俊.燃煤工業鍋爐節煤實用技術[M].北京：中國電力出版社，2000.