工業(yè)鍋爐節(jié)能減排問題探析

范向軍

摘 要：現(xiàn)階段，我國的各行各業(yè)都在積極響應(yīng)國家的節(jié)能減排政策，作為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域及其重要的工業(yè)鍋爐，其節(jié)能減排的效果極不理想。鑒于此，本文從我國工業(yè)鍋爐的基本現(xiàn)狀出發(fā)，就其節(jié)能減排中存在的問題以及優(yōu)化對策進(jìn)行了深入的闡述和分析，以供同行研究參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐；節(jié)能降耗；減排

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.029

1 現(xiàn)階段我國工業(yè)鍋爐的基本現(xiàn)狀

我國的工業(yè)鍋爐大多為燃煤鍋爐，具有數(shù)量多、用途廣、燃料消耗量大等特點(diǎn)，運(yùn)行過程中消耗的能源和產(chǎn)生的污染都非常高，并對人們的生活環(huán)境造成較為嚴(yán)重的負(fù)面影響。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國工業(yè)鍋爐的保有量在60萬臺以上，其中八成以上都是小容量的燃煤工業(yè)鍋爐，年標(biāo)煤消耗量約為4億噸，實(shí)際熱效率平均值僅在60～65%之間，低于發(fā)達(dá)國家近20個百分點(diǎn)，每年僅煤炭資源就白白浪費(fèi)掉近億噸，我國工業(yè)鍋爐節(jié)能減排工作任重道遠(yuǎn)。

2 現(xiàn)階段我國工業(yè)鍋爐節(jié)能減排中存在的主要問題

據(jù)筆者多年工作實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，我國工業(yè)鍋爐節(jié)能減排中存在的主要問題表現(xiàn)在以下四個方面。

2.1 選用煤炭種類與爐型設(shè)計(jì)不匹配

燃料性質(zhì)直接關(guān)系到鍋爐的燃燒方式、燃燒設(shè)備的選擇以及鍋爐本體的設(shè)計(jì)。目前，煤炭是我國工業(yè)鍋爐的主要燃料，按干燥無灰基揮發(fā)分多少，分為褐煤、煙煤、貧煤和無煙煤四類。不同種類的煤炭，其燃燒環(huán)境和燃燒特點(diǎn)大相徑庭，鍋爐的爐型設(shè)計(jì)、燃燒設(shè)備的選擇也各不相同。然而，在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，由于設(shè)計(jì)需要的煤炭資源緊張，企業(yè)過分注重煤炭價格，經(jīng)常使煤炭種類與爐型要求不匹配，并帶來燃燒效率低，污染物排放高等問題。

2.2 工業(yè)鍋爐自控水平相對較低

自控水平低是導(dǎo)致我國工業(yè)鍋爐能耗較高，節(jié)能減排不達(dá)標(biāo)的另外一個重要因素。自控儀表不僅是精準(zhǔn)操作的眼睛，更是精細(xì)管理的手段。目前，工業(yè)鍋爐普遍存在投資建設(shè)投入省，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)起點(diǎn)低等情況。因而，工業(yè)鍋爐配備的儀表數(shù)量較少，選用的儀表精度較低，整體自控水平較差，如缺少入爐煤計(jì)量和重要轉(zhuǎn)動設(shè)備電量表，煙氣氧量表數(shù)據(jù)嚴(yán)重不準(zhǔn)等，不僅操作人員對鍋爐運(yùn)行狀況無法及時做出準(zhǔn)確判斷和調(diào)節(jié)，而且管理人員也難以對鍋爐的運(yùn)行績效進(jìn)行科學(xué)地評判和管控。硬件上的缺乏，管理上的缺失，直接導(dǎo)致工業(yè)鍋爐節(jié)能減排效果不明顯。

2.3 工業(yè)鍋爐熱效率普遍較低

雖然熱電聯(lián)產(chǎn)在我國工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)逐步得到推廣，但是工業(yè)鍋爐的數(shù)量仍然占絕大多數(shù)，并且大多都是小容量的層燃鍋爐。由于工業(yè)鍋爐普遍存在負(fù)荷變化頻繁，經(jīng)常處于或長期處于較低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，存在爐渣及飛灰含碳量較高，煙氣中過量空氣系數(shù)嚴(yán)重過剩，汽水損失嚴(yán)重，排煙溫度較高等問題，我國工業(yè)鍋爐實(shí)際熱效率整體偏低，能源資源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。

2.4 工業(yè)鍋爐運(yùn)行人員綜合素質(zhì)相對較差

運(yùn)行人員綜合素質(zhì)對工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。一方面，國家對工業(yè)鍋爐從業(yè)人員的條件要求本身就不高，初中及以上文化程度就滿足要求，另一方面，工業(yè)鍋爐運(yùn)行現(xiàn)場環(huán)境相對較差，收入待遇又不高。因此，絕大部分工業(yè)鍋爐運(yùn)行人員都沒有進(jìn)行系統(tǒng)、深入的理論培訓(xùn)，不僅節(jié)能減排意識淡薄，而且更沒有掌握工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的技能。

3 提升工業(yè)鍋爐節(jié)能減排效果的優(yōu)化途徑

對工業(yè)鍋爐節(jié)能減排存在的問題進(jìn)行認(rèn)真的研究和分析，解決途徑主要體現(xiàn)在技術(shù)和管理兩個層面。

3.1 對工業(yè)鍋爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)配置

工業(yè)鍋爐在節(jié)能減排取得實(shí)效的前提條件是要強(qiáng)化燃料燃燒效率，提高鍋爐熱效率。這就需要鍋爐生產(chǎn)企業(yè)對鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，對各受熱面進(jìn)行合理配置，要針對不同的不同煤種設(shè)計(jì)不同的爐型，不同的爐膛結(jié)構(gòu)，特別是對層燃鏈條鍋爐來說，前后拱的位置和形狀，對于改善燃燒狀況，降低燃料消耗，減少污染物產(chǎn)生排放等起著至關(guān)重要的作用。此外，工業(yè)鍋爐在設(shè)計(jì)時還應(yīng)充分考慮分段送風(fēng)，分級送風(fēng)，對降低鍋爐過量空氣系數(shù)，對降低風(fēng)機(jī)電耗，減少鍋爐排煙熱損失，削減氮氧化合物產(chǎn)生量均具有明顯的作用。

3.2 大力推廣應(yīng)用先進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)和設(shè)備

近年來，國家對高能耗、高污染和高排放設(shè)備整治力度逐年加大，許多節(jié)能減排技術(shù)和設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，在工業(yè)鍋爐領(lǐng)域取得了顯著的成效。筆者重點(diǎn)推薦以下幾項(xiàng)技術(shù)：（1）風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，與傳統(tǒng)的工頻定速運(yùn)行相比，其節(jié)電效率在20～40%；（2）分層給煤技術(shù)，不僅可以減少煤層通風(fēng)阻力，擴(kuò)大煤層表面積，而且鍋爐節(jié)煤率為5～10%，風(fēng)機(jī)節(jié)電率為8～12；（3）煙氣再循環(huán)技術(shù)，不僅可使煙氣氮氧化合物濃度降低15～20%，而且在在鍋爐極低負(fù)荷下可使煙氣含氧量控制在8%以下，排煙熱損失降低3～5%。（4）煙氣余熱回收利用技術(shù)，通過加裝熱管空預(yù)器，煙氣熱泵等設(shè)備，深度利用煙氣余熱，排煙溫度每降低15℃，鍋爐熱效率就可提高1%；（5）燃燒優(yōu)化技術(shù)，在DCS系統(tǒng)中運(yùn)用基于APC的燃燒優(yōu)化控制平臺，不僅可大大減少操作人員對鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的人為干預(yù)，提高工業(yè)鍋爐的自動化水平，而且能夠提升運(yùn)行參數(shù)的平穩(wěn)率，在很大程度上降低工業(yè)鍋爐的煤耗和電耗。

3.3 加強(qiáng)工業(yè)鍋爐運(yùn)行優(yōu)化和監(jiān)督管理

在工業(yè)鍋爐的運(yùn)行和監(jiān)管過程中，要重點(diǎn)加強(qiáng)以下幾點(diǎn)：（1）將燃煤水份維持在12%左右，煤層厚度控制在100～150mm，減少漏煤損失，降低飛灰及爐渣含碳量；（2）嚴(yán)格控制爐膛出口過量空氣系數(shù)，通過分段送風(fēng)、分級配風(fēng)的方式，將煙氣含氧量控制在5%左右，負(fù)荷低時可配合煙氣再循環(huán)將煙氣含氧量控制在8%以下；（3）加強(qiáng)受熱面的定期吹灰，提高對流管束、省煤器等的傳熱系數(shù)，降低鍋爐排煙溫度；（4）加強(qiáng)鍋爐排污控制，根據(jù)鍋爐負(fù)荷高低及時調(diào)整連排閥門開度，將鍋爐排污率控制在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)；（5）建立完善的指標(biāo)考核體系，對噸蒸汽標(biāo)煤耗、電耗、水耗嚴(yán)格管理，并在各班組之間開展指標(biāo)競賽，獎優(yōu)罰劣，持續(xù)提升。

4 結(jié)束語

工業(yè)鍋爐在我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中發(fā)揮出了極其重要的作用，節(jié)能減排也還有較大的空間。在國家的倡導(dǎo)和政府主管部門的監(jiān)管下，工業(yè)企業(yè)高度重視，鍋爐運(yùn)行和專業(yè)技術(shù)人員積極參與，就能夠形成一種全民參與節(jié)能減排的良好氛圍，我國工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排工作就一定能夠取得飛躍性的發(fā)展。

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