試論城市供熱鍋爐節(jié)能降耗問題與技改對策

辛兆波

摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市供熱鍋爐節(jié)能降耗和環(huán)境保護問題日趨為人們所重視，熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱以及燃氣供熱等成為城市供熱的發(fā)展趨勢，城市供熱鍋爐節(jié)能降耗、減排已經(jīng)成為硬性指標(biāo)在城市供熱運行中強化實施。筆者結(jié)合供熱工作的實踐，對城市供熱鍋爐節(jié)能降耗所涉及的供暖鍋爐、鍋爐輔機、流化床等節(jié)能改造問題及減排技術(shù)進行探討并提出相應(yīng)對策。

關(guān)鍵詞：供熱鍋爐；燃燒節(jié)能；技改對策

一、供熱鍋爐的節(jié)能降耗面臨的問題

哈爾濱市城市供熱的發(fā)展趨勢是向熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱發(fā)展，近年來，逐步扒倒小鍋爐實現(xiàn)了集中供熱，但在城區(qū)周邊縣市區(qū)域性供熱鍋爐還占有相當(dāng)?shù)谋戎兀旰娜剂霞s300萬t標(biāo)準(zhǔn)煤。供熱鍋爐型式各異，主要是層燃鍋爐（正傳鏈條爐排鍋爐多達總數(shù)的60%以上），它們的熱效率普遍較低，低于80%者居大多數(shù)，高效、低污染、寬煤種的循環(huán)流化床鍋爐為數(shù)很少。由于種種原因，如結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，制造質(zhì)量不良，輔機配套不協(xié)調(diào)，可用的煤種與設(shè)計的煤種不符，運行操作不當(dāng)?shù)龋紩斐慑仩t出力不足、熱效率低下和輸出參數(shù)不合格等問題，結(jié)果是能源消耗量過大，甚至不能滿足生產(chǎn)要求。對于半新以下的鍋爐，采取技術(shù)改造措施解決問題，經(jīng)濟合理；對于接近壽命期的鍋爐，則以更新為佳；究竟采取何種措施，應(yīng)遵守技術(shù)先進、方案成熟、經(jīng)濟合理的原則。由于供熱鍋爐的以上問題比較普遍，所以，節(jié)能潛力很大，約達100萬t標(biāo)準(zhǔn)煤。由于在用的供熱鍋爐正轉(zhuǎn)鏈條爐排鍋爐居多數(shù)，當(dāng)前推廣應(yīng)用的節(jié)能改造技術(shù)，大部分是針對正轉(zhuǎn)鏈條爐排鍋爐的。

二、供熱鍋爐的節(jié)能降耗相關(guān)技改對策

（一）給煤裝置改造

供熱層燃鍋爐都是燃用原煤，其中占多數(shù)的正轉(zhuǎn)鏈條爐排鍋爐，原有的斗式給煤裝置，使得煤塊和煤末混合堆實在爐排上，阻礙鍋爐進風(fēng)，影響燃燒。將斗式給煤裝置改造成分層給煤裝置。即：使用重力篩選將原煤中塊、末自下而上松散地分布在爐排上，有利于進佩，改善了燃燒狀況，提高煤的燃燒率，減少灰渣含碳量，可獲得5%～20%的節(jié)煤率，節(jié)能效果視改前爐況而異，爐況越差，效果越好。投資少，回收快。

（二）燃燒系統(tǒng)改造

對于正轉(zhuǎn)鏈條爐排鍋爐，這項技術(shù)改造是從爐前適當(dāng)位置噴入適量煤粉到爐膛的適當(dāng)位置，使之在爐排層燃基礎(chǔ)上，增加適量的懸浮燃燒。可以獲得10%左右的節(jié)能率。但是，噴入的煤粉量、噴射速度與位置要控制適當(dāng)，否則，將增大排煙黑度，影響節(jié)能效果。對于燃油、燃氣和煤粉鍋爐，是用新型節(jié)能燃燒器取代陳舊、落后的燃燒器，改造效果也與原設(shè)備狀況相關(guān)，原狀越差，效果越好，一般可達5%～10%。

（三）爐拱改造

正轉(zhuǎn)鏈條爐排鍋爐的爐拱是按設(shè)計煤種配置的，有不少鍋爐不能燃用設(shè)計煤種，導(dǎo)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。按照實際使用的煤種，適當(dāng)改變爐拱的形狀與位置，可以改善燃燒狀況，提高燃燒效率，減少燃煤消耗。現(xiàn)在已有適用多種煤種的爐拱配置技術(shù)。這項改造可獲得10%左右的節(jié)能效果，技改投資半年左右可收回。

（四）鍋爐輔機節(jié)能改造

燃煤鍋爐的主要輔機——鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的運行參數(shù)與鍋爐的熱效率和耗能量直接相關(guān)，用適當(dāng)?shù)恼{(diào)速技術(shù)，按照鍋爐的負荷需要調(diào)節(jié)鼓、引風(fēng)量。維持鍋爐運行在最佳狀況，一方面可以節(jié)約鍋爐燃煤，又可以節(jié)約風(fēng)機的耗電，節(jié)能效果是很好的。

（五）層燃鍋爐改造成循環(huán)流化床鍋爐

循環(huán)流化床鍋爐是煤粉在爐膛內(nèi)循環(huán)流化燃燒，所以它的熱效率比層燃鍋爐高15～20個百分點，而且可以燃用劣質(zhì)煤；由于可以使用石灰石粉在爐內(nèi)脫硫，所以，不但可以在大大減少燃煤鍋爐酸雨氣體SO2的排放量，而且，其灰渣可直接生產(chǎn)建筑材料。這種改造已有不少成功案例，但它的改造投資較高，約為購置新爐費用的70%，所以要慎重決策。

（六）舊鍋爐更新

這項改造是用新鍋爐替換舊鍋爐，包括用新型節(jié)能型鍋爐替換舊型鍋爐；用火型鍋爐替換小型鍋爐：用高參數(shù)鍋爐替換低參數(shù)鍋爐，以實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)等。如用適當(dāng)臺數(shù)大容量循環(huán)流化床鍋爐替換多臺小容量層燃鍋爐，實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。由于可以較大幅度提高鍋爐的能源效率，所以，節(jié)能效益可觀，投資回收期較短，長則4～5年，短則2～3年。

（七）控制表統(tǒng)改造

供熱鍋爐控制系統(tǒng)節(jié)能改造有2類。第一，按照鍋爐的負荷要求，實時調(diào)節(jié)給煤量、給水量、鼓風(fēng)量和引風(fēng)量，使鍋爐經(jīng)營常處在良好的運行狀態(tài)。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，對于負荷變化幅度較大，而且變化頻繁的鍋爐節(jié)能效果很好，一般可達10%左右。第二，對于供暖鍋爐，在保護足夠室溫的前提下，根據(jù)戶外溫度的變化，實時調(diào)節(jié)鍋爐的輸出熱量，達到舒適、節(jié)能、環(huán)保的目的。實現(xiàn)這類自動控制，可使鍋爐節(jié)約20%左右的燃煤。對于燃油、燃氣鍋爐，節(jié)能效果是相同的，其經(jīng)濟效益更高。

供熱鍋爐節(jié)能技術(shù)改造的以上各項內(nèi)容實施后，較大幅度地減少煤炭或其他燃料的消耗，進而減少溫室氣體CO2的排放量，有利于緩解全球氣候變暖，同時也減少酸雨氣體SO2和總懸浮顆粒物的排放量，有益于改善地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

三、燃煤供熱鍋爐的減排技術(shù)對策

由于大多數(shù)供熱鍋爐運行效率低于出廠效率，而產(chǎn)品設(shè)計效率又低于國際水平，因此具有巨大的減排潛力。

主要的減排技術(shù)包括以下幾項：

（一）燃料預(yù)處理

根據(jù)鍋爐型號和使用狀況，選擇合理的煤炭品種，進行煤炭的篩分、洗選和合理配煤，或者采用煤炭的爐前成型技術(shù)，從而以較小的代價實現(xiàn)節(jié)約煤炭和減排溫室氣體的效果。一般通過采用篩分、洗選和配煤處理后，煤炭中灰分的含量每降低10%，鍋爐燃燒的效率可提高1%。

（二）鍋爐的合理遠行

供熱鍋爐使用運行中的主要問題是：容量過小或負荷不匹配，操作工的素質(zhì)較低。通過優(yōu)化鍋爐的合理配置，培訓(xùn)一定數(shù)量的技術(shù)操作人員，其減排的成本也是很低的。

（三）改造和完善鍋爐的燃燒系統(tǒng)

對現(xiàn)有鍋爐的燃燒系統(tǒng)進行必要的改造和完善，可以使燃料效率提高5%～10%。其主要的技術(shù)措施是鍋爐燃燒室的優(yōu)化，比如安裝省煤器、實行計算機控制等。這些措施已經(jīng)在工業(yè)鍋爐上廣泛應(yīng)用，其減排的代價也比較低。

（四）采用高效清潔燃燒技術(shù)

循環(huán)流化床鍋爐綜合了鼓泡床和高速汽化床鍋爐的優(yōu)點，克服了高速床磨損嚴(yán)重、高溫分離結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難于控制的缺點。循環(huán)流化床鍋爐適用的燃料為工業(yè)煤矸石、煙煤、貧煤等，燃燒效率為89%～92%，容量35～130蒸t。1臺75蒸t鍋爐每年節(jié)煤1萬t，年減少CO2排放1.69萬t，壽命期內(nèi)可減排CO225.42萬t。

參考文獻：

[1]王金濤.供熱鍋爐熱工試驗[M]. 遼寧：大連工學(xué)業(yè)出版社，2014.

[2]李靜波.燃煤鍋爐節(jié)能實用技術(shù)[M]. 北京：中國電力出版社，2013.