燃煤鍋爐改造問題與節能環保改造技術報告

周 健

（安徽海螺川崎節能設備制造有限公司，安徽 蕪湖 241000）

在發展社會經濟、滿足居民需求等要求下，我國每年需要消耗大量煤炭等不可再生能源資源，為了實現可持續發展，必須降低不必要的資源能源損耗。當前的燃煤鍋爐在實際生產過程中，其熱能效率不僅只有約60%，在燃燒時還會產生大量二氧化硫、粉塵、二氧化碳等有害物質，對環境質量造成了極大破壞。

1 燃煤鍋爐改造過程中出現的問題

1.1 制造水平相對較低

若是燃煤鍋爐的制造水平相對較低，便會影響實際生產質量與效率，無法充分滿足燃燒要求。目前，燃煤鍋爐在制造方面存在的問題主要有：第一，設計方案與制造流程不合理，設計師過于重視受熱面積的確定與鍋爐造型的選擇，忽視了燃燒設備的重要性，使得鍋爐出現“金玉其外，敗絮其中”的問題；第二，我國多數燃煤鍋爐機構與企業存在規模小、資金短缺、技術水平低與設備準備不足等問題，無法有效解決燃煤鍋爐改造過程中出現的多種小問題，導致問題積小成大、積少成多，逐漸演變成阻礙鍋爐能力強化的主要影響因素；第三，基于成本費用角度考慮，大部分企業機構仍采用成本消耗相對較低的傳統型燃煤鍋爐相關設備，但這些設備存在嚴重的漏煤、漏風等問題，使得鍋爐嚴密性降低，不僅影響橫向風壓的均勻性，還降低了燃煤鍋爐生產質量與運行效率[1]。

1.2 實際運作效率不高

據相關調查顯示，應用傳統燃煤鍋爐開展工作，只能獲得約60%的熱能效率，相較于設計預期效率會下降40%左右，若是鍋爐的實際運作效率始終不高，必然會造成相對嚴重的資源能源浪費。造成這一問題的基本原因大致為：第一，燃煤鍋爐內部水質相對較硬，在燃燒加熱條件下會在鍋爐管路的內壁上殘留較厚一層水垢，逐漸降低燃煤鍋爐的導熱效果；第二，鍋爐在燃燒煤炭等資源時，其前排溫度相對后排溫度更高，二者溫差較為明顯，使得焦炭出現燃燒不充分、不均勻的現象，制約熱輻射效能的產生，導致燃料資源大量損失；第三，在對燃煤鍋爐進行改造時，因為資金與技術限制，企業機構只能選擇質量稍差的燃燒設備，降低了鍋爐熱能效率，導致固態與氣態燃料無法充分燃燒，既降低了鍋爐的實際運作效率，又損耗了大量不必要能源資源，還會對環境造成嚴重破壞[2]。

1.3 輔機配置不合理

現階段，我國部分企業機構采用的燃煤鍋爐在實際工作中普遍存在處于低負荷運行狀態的問題，若是鍋爐長期處于該運行狀態，必然會限制資源能源得以充分利用，使得鍋爐實際生產質量與效率降低。之所以會造成該問題，主要原因是燃煤鍋爐的輔助設施不完善與設備配置不合理，由于輔助設施和輔助設備不符合燃煤鍋爐生產要求，故而鍋爐在運行過程中會頻頻出現噪音等加大煤炭燃燒量的現象，不僅降低了燃煤鍋爐的運行穩定性與生產安全性，還降低了鍋爐的熱交換率、燃燒效率，限制了鍋爐各項優良性能的正常發揮。

2 燃煤鍋爐實現節能環保的改造技術

2.1 優化燃煤鍋爐結構

1） 基于煤種改造爐拱,基于節能環保理念對燃煤鍋爐進行改造，要求先改造并完善爐拱，如此方能有效提高燃煤鍋爐內部燃燒速度、增強傳熱能力、加快爐膛氣流混合速度。通過對燃煤鍋爐的實際運作過程進行分析，發現爐拱的大小與形狀與燃燒的煤種息息相關，在對燃煤鍋爐的爐拱進行改造時，應先根據燃燒要求選擇煤種，再按照煤炭煤種確定爐拱形狀與大小，從而提高燃煤鍋爐的燃燒效率，促使火焰輻射量不斷加大，進而有效降低能源資源損耗。

2） 提高配風的科學性,燃煤鍋爐的風室具有較強的密閉性，主要作用是防止燃煤鍋爐的爐膛在生產過程中出現漏風問題，因此想要進一步加強可燃物與空氣的混合效果、增強煤炭等燃料的燃燒完整度，必須提高配風的科學性。對此，設計師應在全面掌握燃煤鍋爐結構、配風情況、火焰強度等內容的基礎上，利用先進科學技術對燃煤鍋爐的鼓風機、引風機等配風設備進行改造。以觀察火焰強度為例，通常情況下，當火焰呈暗紅色時，出風量比較小，此時應適當加大風量；當火焰呈現出相對明亮的顏色時，出風量相對較大，工作人員應減小風量；當火焰顏色表現為黃色時，說明此時的配風量合適度較高[3]。

2.2 發揮技術優勢

1） SCR 脫硝,在對燃煤鍋爐進行節能環保改造時，要重視現代各項先進技術的應用優勢。充分發揮SCR 脫硝技術能夠有效降低鍋爐內部氮氧化物的活化性能，該技術的應用原理是利用催化劑與氮氧化物發生反應，將其還原為氮氣，從而大幅度降低氮氧化物等有害物質的排放量。SCR 脫硝技術在發生反應的過程中溫度比較低，不會對燃煤鍋爐造成腐蝕等不良影響，但需要較高的經濟成本支持。

圖1 SN CR 脫硝流程圖

2） SNCR 脫硝,與SCR 脫硝技術不同的是SNCR 脫硝技術不需要使用催化劑，該技術具有施工簡單且周期短、資金投入少、不需更換引風機、對煤種變化不明顯等優勢，具體運作流程如下圖所示，充分發揮上述優勢，能夠有效提高傳統燃煤鍋爐的改造質量[4]。但SNCR 脫硝技術容易對設備造成相對嚴重的腐蝕，存在二次污染問題，這需要有關人員進行深化研究并積極解決。

3） EBA 脫硝,在燃煤鍋爐節能環保改造中應用EBA 脫硝技術，需要高能電子加速器支持，利用該設備產生的電子束處理煙氣，能夠提高二氧化硫、氮氧化物等污染性較強物質轉化為硫化銨、硝酸銨等無污染物質的效率。該技術在美國、德國等發達國家得到廣泛應用，我國近些年也打造了示范工程，針對電子束技術加大研究力度。

2.3 優化給煤配置

目前應用的燃煤鍋爐采用閘板石裝置作為給煤裝置，當煤炭經過閘板時，閘板石裝置會對煤炭進行積壓，將其變成密實度比較強的煤層，但由于煤粒的大小與形狀并不均勻，所以當煤粒直徑比較大時會出現火口現象，降低通風質量，導致煤炭等燃料不能充分燃燒，使得粉塵、黑煙等對環境污染較嚴重的物質大量排出[5]。因此，為了真正將節能環保要求落到實處，需要對給煤裝置進行改造與優化，以現代先進技術為基礎采取分層設置，根據鍋爐內部燃燒的燃料特點調節給煤速度，如此可確保煤層厚度處于合理范圍內。不同城市地區的煤炭種類會呈現出不同的特點，對燃燒過程提出的條件不盡相同，分層式給煤配置能夠很好的解決這一問題，有利于增強燃煤鍋爐的適應性與實用性。若想該配置作用切實發揮，應按照燃煤顆粒的直徑大小確定煤層在爐排表面的分布順序，最佳排列順序為由上至下為煤粉、小顆粒、中顆粒、大顆粒，這種排布有利于降低通風阻力，增強了空氣與燃料相互接觸的充分性，對促使煤炭等資源充分燃燒、減少漏煤量具有重要意義，極大程度上強化了燃煤鍋爐的節能環保能力。

3 結語

綜上所述，盡管燃煤鍋爐的生產制造水平比較低且實際運作效率不高，還存在輔機配置不合理等問題，但在成本與技術方面仍存在一定優勢，因此只能采用先進技術與工藝對其進行改造，力求降低能源資源損耗、減少煙氣排放量、提高鍋爐熱能效率，從而切實強化保護生態環境的能力，落實節能環保目標。