鍋爐富氧燃燒節能技術改造

摘要：文章介紹了鍋爐富氧燃燒節能技術改造項目的主要內容和基本原理，對項目改造前后的能耗進行了實測；并依據節能量審核指南的方法，得到項目改造后單位產品油耗下降了12.34%，可實現年節能量2623.8噸標準煤，項目具有良好的節能和環保效應。

關鍵詞：鍋爐；富氧燃燒；節能改造；標準煤；節能環保 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK227 文章編號：1009-2374（2015）31-0085-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.043

隨著社會的發展，鍋爐設備已廣泛應用于現代工業的各個部門，成為發展國民經濟的重要設備之一。從量大面廣的這個角度來看，除了電力行業以外的各行各業中運行著的主要是中小型低壓鍋爐。當今世界能源短缺，各類燃料價格大幅攀升，很多耗能大戶企業效益大大降低，嚴重束縛了企業的長遠發展，尤其是使用鍋爐的企業現象更為明顯，因此提高能源利用率、降低能源消耗成為提高企業效益的必經之路。

鍋爐作為工業企業的重點耗能設備，耗能量通常占全廠總能耗的70%～80%。“加強節能減排，推進重點領域節能，減少污染物排放，實現平衡發展”是我國“十二五”期間能源發展的七個重點之一。在實施過程中，管理節能是重點，節能技術是關鍵。通過研究鍋爐（窯爐）的實際運行狀況，采用先進的節能技術，實現降耗增效，提高市場競爭力。燃燒是燃料中氧分子與可燃分子之間發生高能碰撞而引起的，所以氧的供給情況決定了燃燒是否充分。用比空氣（含氧21%）含氧濃度高的富氧空氣進行燃燒，稱為富氧燃燒（Oxygen Enriched Combustion），簡稱OEC。富氧燃燒是一項高效節能的燃燒技術，在熱能工程、玻璃工業、冶金工業等領域均有廣泛的應用。

本項目基于技術節能的思路，對企業現有鍋爐進行富氧燃燒技術改造，提高燃料油的燃燒效率，進而達到降耗增效、減少有害氣體排放的目的。

1 鍋爐富氧燃燒節能技術改造

某企業鍋爐房有3臺有效在用燃油鍋爐（編號分別為1#、2#、3#），一臺35噸，兩臺25噸，兩用一備。鍋爐燃油系統采用普通壓縮空氣霧化，送風系統通過鼓、引風機抽取空氣送風助燃。改造前企業存在的主要問題為：（1）企業在硫化生產環節利用自制氮進行硫化，自制氮系統在制氮過程中吸附完氮氣后，產生的尾氣（含氮量40%～50%）直接排放；（2）鍋爐燃燒需要大量氧氣，為滿足鍋爐燃燒工況，鼓、引風機風門必須大開，鼓、引風機電流大，燃燒不充分，煙氣排放氮氧化物含量大，煙囪容易冒黑煙，浪費燃料。針對以上問題，企業對自制氮系統排出的含氮量較低的廢氣加以利用，一路進入鍋爐鼓風系統助燃，一路進入增壓機加壓后用作鍋爐重油霧化，提高燃料油的燃燒效率，達到節約能源的效果。具體改造內容及基本原理如下：

1.1 鍋爐送風系統改造

在自制氮排氣口引一路600×800的風管到1#、2#、3#鍋爐鼓風機吸氣口，同時在1#、2#、3#鍋爐鼓風吸風口前裝一個風門調節開關，從而將自制氮系統排出的廢氣引入鍋爐燃燒系統。

1.2 鍋爐燃油系統改造

在自制氮排氣口另引一路Φ159的風管到儲氣罐1#，在進入儲氣罐1#前裝一個DN150的閘閥。利用原有從1#罐引出的Φ108風管到增壓機，通過增壓機增壓到0.8MPa，然后進入2#高壓儲氣罐。從高壓儲氣罐2#引一路Φ57管到1#、2#、3#鍋爐燃燒機霧化器總管上，在并入總管前裝一個DN50閘閥，從而將廢氣用作鍋爐重油的霧化，提高燃料油的燃燒效率。

2 項目節能量監測

項目涉及的能源為重油和電力，電能在改造前、后基本不受項目改造的影響；以鍋爐產生的蒸汽作為產品的產量，此蒸汽為飽和蒸汽。項目改造前、后蒸汽的品質基本一致，蒸汽壓力穩定在1.7～1.8MPa，重力熱值為9400±100千卡/千克。

根據《綜合能耗計算通則》，燃料油折標系數為1.4286噸標準煤/噸；電力等價折標系數采用廣東省統計局2013年全省發電標準煤耗數據，為3.1618噸標準

煤/萬千瓦時。通過計算得到項目改造前，鍋爐房蒸汽產量為239717噸，重油用量折標量為22916.13噸標準煤，單位蒸汽產品油耗折標準煤量為0.0956噸標準煤/噸汽；項目改造后，鍋爐房蒸汽產量為186481噸，重油用量折標量為15630.83噸標準煤，單位蒸汽產品油耗折標準煤量為0.0838噸標準煤/噸汽。項目改造后單位產品油耗下降了12.34%。

項目年節能量=（項目改造前產品單耗-項目改造后產品單耗）×項目改造前1年基準產量=（0.0956-0.0838）噸標準煤/噸×239717噸=2828.7噸標準煤。

另外，項目改造后需開設一臺增壓機將收集的富氧廢氣加壓，供至鍋爐霧化重油。增壓機功率為75千瓦，全天24小時工作，全年約工作360天。增壓機增加的年耗電量為：增壓機年電耗=75千瓦×24時×360天=64.8萬千瓦時×3.1618噸標準煤/萬千瓦時=204.9噸標準煤。

綜上核算，項目年節能量=2828.7噸標準煤-204.9噸標準煤=2623.8噸標準煤。

3 綜合改造效果分析

3.1 節能效果分析

通過對企業鍋爐實施上述富氧燃燒節能技術改造，提高了鍋爐的噸油產汽量，單位蒸汽產品油耗折標準煤量提高了0.0956噸標準煤/噸汽-0.0838噸標準煤/噸汽=0.0118噸標準煤/噸汽，單位產品油耗下降了12.34%，實現了節約能源的效果。

3.2 經濟效益分析

按標煤500元/噸理論計算，年節能量2623.8噸標準煤的年效益達131.19萬元。

除此之外，鍋爐富氧燃燒技術改造還具有穩定鍋爐工況、減少大氣污染、延長鍋爐壽命等效果，綜合效益十分顯著。

4 結語

通過分析企業自制氮系統及鍋爐燃燒系統存在的問題，對自制氮系統吸附完氮氣后產生的尾氣（含氮量40%～50%）加以利用，同時對鍋爐燃燒系統和送風系統進行富氧燃燒節能技術改造。并依據節能量審核指南的方法對節能項目改造前、后的能耗及蒸汽產量進行了實測，得到項目改造后單位產品油耗下降了12.34%，可實現年節能量2623.8噸標準煤，年效益達131.19萬元。在提高生產效率的同時，創造了良好的節能效果、經濟效益和環保效應。

參考文獻

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作者簡介：郭艷艷（1986-），女，河南洛陽人，廣州能源檢測研究院助理工程師，碩士，研究方向：能源與計量。

（責任編輯：秦遜玉）endprint