鍋爐房設計方案對系統節能及環境效益的影響研究

席海娣

摘 要：傳統的工業鍋爐房有噪聲較大，資源利用率不高的缺點。為了響應國家“節能減排”的號召，需要對其現狀進行改進。本文介紹了一個新的鍋爐房設計思想，以期在達到提高鍋爐工業生產綜合效益的同時，對其各個環節進行優化，實現系統節能和環境保護的目的。

關鍵詞：鍋爐房；設計方案；系統節能；環境影響；探索與研究

隨著我國經濟和工業化建設的快速發展，不可再生資源消耗和環境污染成為目前企業需要面對的問題。傳統老舊的鍋爐房設計不僅產生了大量的噪音污染，同時也存在著資源利用率不高，節能效果較差等問題。為了響應國家“節能減排”的號召，幫助構建低碳社會，現在出現了一種新的鍋爐房設計方案，它在有效控制噪音流出的同時，更加科學地引導廢水、廢氣以及廢熱等鍋爐房廢物的排出，同時提高了資源利用率，達到節約能源的目的。下面，本文就此設計方案，進行深入地剖析和闡述。

1 節能減排的鍋爐設計方案

1.1 具體方案圖

節能減排的鍋爐設計具體方案圖如圖1和圖2所示。

1.2 該方案減小噪音的效果

該鍋爐房設置了一個獨立的輔機房，然后將送風機、引風機以及除塵裝置安放在這個獨立輔機房內，并在輔機房與鍋爐房之間設置一個降噪的隔音門。進風口的上方也單獨安裝了消聲器，以此來減少甚至杜絕噪聲從輔機房傳入鍋爐房。這種方案在理論上可以有效地解決傳統鍋爐房噪音污染問題。在這方面需要注意的是，進風管的截面積要根據送風機吸風口面積進行確定。根據往常的工作經驗和實際工作記錄顯示，進風管的截面積應為吸風口截面積的1.2～1.5倍，才能保證噪聲確實地被降低消除。

1.3 該方案在節能方面的表現

圖1和圖2清楚地展現了該方案中進風口是處于鍋爐房內而不是處于室外的。這種做法可以讓進風口接觸到鍋爐房的熱空氣，將鍋爐表面的熱損失利用起來。假設進風口只利用到了鍋爐熱損失的20%，那么根據實驗情況，鍋爐的熱效率也會提升0.4%～0.6%。然而在實際工作過程中，進風口可以適當安排在鍋爐房內熱空氣更密集的地方，這樣就能進一步提高進風口對鍋爐熱損失的利用率，從而有效提升鍋爐的熱效率。

2 影響該方案在系統節能和環境效益上表現的因素

通過使用傳熱模型計算確認，將該方案實際投入到工業鍋爐房改造中，確實在降噪和節約能源方面取得了相應的成效。但是其在系統節能和環境效益上仍然存在一定的不足，可能造成影響的因素有如下幾方面。

（1）進風溫度的影響。筆者在查閱過文獻資料后發現，在鍋爐房中，進風溫度直接影響鍋爐的整體燃燒效率，燃燒效率變化在很大程度上影響節能效果，增加進風溫度一般有兩個辦法。其一是將鍋爐的散熱全部加熱送風，從理論上能夠大幅度提升進風溫度，保證鍋爐進行高質量的燃燒；其二是將進風口設置在鍋爐房內，并且盡可能地設置在高溫、空氣密集的地方，這樣能夠有效地回收鍋爐散熱的損失。

而需要注意的是，在將進風口設置在鍋爐房的同時，還應對鍋爐房整體氣流進行引導和組織，進一步保證對鍋爐散熱損失的利用，提升節省效果。當然，這一系列措施都應該在保證鍋爐房內一切系統設備正常運行的情況下進行的，不能因為追求燃燒利用率就阻礙鍋爐房內的正常散熱循環，否則造成安全隱患，最終釀造安全事故，得不償失。

（2）輔機房內空氣擾動的影響[1]。鍋爐系統的熱經濟性同樣會受到不同的輔機房內空氣擾動程度的影響。當空氣擾動的速度較小時，空氣側的換熱相應地也減少，從而減弱空氣與煙氣之間的交換傳導，空氣則不能吸收到足夠的煙氣余熱量，導致系統熱經濟性的降低。因此可以得出結論，加大空氣擾動程度，可以提升鍋爐的燃燒率，提高整體熱經濟性。

然而在實際的計算和實驗過程中，發現輔機房由于自身空間比較大，內部的空氣流速就比較小。

（3）熱經濟性提高對環境的影響。眾所周知，燃燒效率的增加和熱經濟性的提升必然會增加有害氣體的排放。就鍋爐來說，每臺鍋爐熱效率提升1%就會導致每年排出的有害氣體總量增加近數百噸。這里需要注意的是，有害氣體是統指對大氣環境有污染的氣體，如二氧化碳，而不是專指二氧化硫這樣對人體有毒害作用的氣體。因此，提高熱經濟性和保護環境之間的利弊問題也成了影響該方案在系統節能和環境效益上表現的因素。

3 該方案在技術上的限制

在分析上述內容后可以清楚地發現，提高整個鍋爐系統的熱經濟性，能夠有效降低鍋爐房的運行費用，節約生產成本，同時也減少了資源消耗，從某種程度上體現了其環境效益。當然我們可以通過采取各種措施來保證整體系統的有序運行，如加大對鍋爐煙氣的利用，加大空氣的擾亂程度，等等。雖然在理論上熱經濟性的提高能夠高達7%～13%，但在實際生產過程中，因為某些技術層面的問題，而導致熱經濟性提升率沒有理論那么高。例如，在鍋爐產生的煙氣里含有二氧化硫氣體和水蒸氣，如果只為了提高熱經濟性效率而降低煙氣的溫度，則可能形成硫酸，導致鍋爐房內壁甚至鍋爐及其他相關設備的腐蝕，造成安全隱患。同時還有許多其他方面的影響降低了熱經濟性的實際提升率。根據分析和計算后，使用該種鍋爐方案，整體的熱經濟性一般可提高3%～6%。

4 結束語

縱觀全文可以發現，該設計方案首先能夠有效解決噪音污染問題，達到減少甚至杜絕噪音傳播的功效。其次，該方案能對鍋爐的余熱進行利用，并以此來提高燃燒率，減少資源的消耗，在節能方面有很大的參考價值，并且還可以在不增加其他設備投入的情況下，只通過對鍋爐進風口位置進行調控，就能達成熱經濟性的提高。

參考文獻

[1]龍恩深，張川.工業鍋爐房設計布置與系統節能及環保效益研究[J].工業鍋爐，2003，02：47-50.

[2]全巍.區域燃氣鍋爐房供熱系統形式及經濟分析[D].北京建筑工程學院，2012.