燃煤鍋爐的節能降耗與防腐措施探究

李剛

摘要：燃煤鍋爐是重要的能源轉換設備，由于鍋爐長期運行存在老化，運行負荷波動大，運行效率低導致鍋爐存在能耗大的問題。近年來，國家對燃煤鍋爐的節能環保問題加大管理力度，通過實施節能改造工程，污染綜合整治工作推動燃煤鍋爐運行安全和運行效率提升，為實現雙碳目標提供有利支持。

關鍵詞：環保節能;燃煤鍋爐;腐蝕原因;防腐措施;節能降耗

1引言

在全面落實科學發展觀的指導下，我國提出了節能降耗的發展策略。燃煤鍋爐是工業生產中的重要設備，隨著鍋爐服役時間延長，鍋爐燃燒中污染物排放風險大、安全隱患多，設備腐蝕嚴重，這些都給鍋爐運行安全性能、經濟性能以及環保管理目標的實現帶來不利影響。根據我國家發改委2014年公布的燃煤鍋爐節能環保綜合提升工程實施方案，我國出現大范圍嚴重霧霾天氣和工業燃煤鍋爐有非常緊密的關系。為此，對燃煤鍋爐節能環保問題進行分析研究十分重要。

2燃煤鍋爐節能環保概述

在工業生產中鍋爐是重要的能源轉換設備。我國的鍋爐燃燒主要原料是煤炭，隨著鍋爐使用數量的增多，鍋爐帶來的能耗高、污染重的問題也成為影響生態環境的重要問題。我國在鍋爐能效和鍋爐污染控制方面與國外先進國家相比還有很大的提升空間，節能減排潛力巨大。近年來，我國對燃煤鍋爐的節能和污染控制加大工作力度，通過實施節能改造工程、污染綜合整治，積極推動燃煤鍋爐節能環保管理目標實現，雖然取得了一定成就，但是仍然存在鍋爐技術裝備落后，鍋爐經濟運行水平不高，鍋爐環保設施不到位等問題。為此，對燃煤鍋爐加大節能改造力度，優化燃料結構，提升鍋爐系統運行水平，提高鍋爐能效，減少污染物排放是實現鍋爐安全性、經濟性、環保性協調統一目標的重要舉措。

3影響燃煤鍋爐耗能和腐蝕的因素

3.1耗能因素

漏風量是鍋爐能耗較高的重要因素。鍋爐爐膛和煙道容積相對固定，在一定的運行負荷下，鍋爐漏風會導致過量空氣系數增加。隨著過量空氣系數增加導致爐膛內燃料停留時間縮短，爐膛溫度降低速度加快，容易引起燃燒不充分的情況，煙氣體積增大，煙氣流速增高，造成大量的熱能損失。鍋爐排煙熱損失是所有熱損失中最大的一項。排煙熱損失主要受到排煙量和煙氣溫度的影響，當排煙量增加，煙氣溫度升高，排煙熱損失增大。漏風情況持續，排煙熱損失逐漸積累，隨著時間的延長排煙熱損失總和非常大。

不完全燃燒是能耗損失的另一因素。煙氣中的飛灰以及爐渣中含有未燃燒充分的燃料導致煤炭資源燃燒利用率低，造成能耗浪費。不完全燃燒主要受到燃燒效率的影響，燃料燃燒越充分，燃盡程度越好，灰渣中的含碳量越低，那么熱損失就越少。煤粉顆粒和燃燒配風是影響燃燒效率的重要因素。

送風系統中采用的是變頻設備，在設備應用中經常因為變頻器調節導致送風出力余度較大，如果搭配不當會導致送風系統整體設備電能增加。

排煙溫度和排煙容積對煙氣排放能耗損失影響密切。排煙溫度越高，排煙容積越大，煙氣越容易帶走燃料中的熱量，排煙熱能損失越多。

鍋爐受熱面結垢是影響鍋爐傳熱效率的因素，結垢嚴重會增加能耗。水垢的熱阻是鋼板的四倍，灰垢的熱阻是鋼板的四百倍。避免結垢結灰是降低能耗的重要手段，而且也是提升鍋爐運行安全性的必要之舉。

3.2腐蝕因素

高溫腐蝕是鍋爐腐蝕的重要類型，主要發生的部位是水冷壁管和過熱器上。煙氣溫度高，鍋爐受熱面和燃料中的含硫腐蝕性物質以及煙氣相接觸，非常容易發生腐蝕反應。燃料中黃鐵礦中含有硫元素，燃燒過程中發生分解釋放出硫原子，遇到水冷壁管時容易產生高溫腐蝕，以水冷壁管向火側最為明顯，隨著腐蝕速度加快，水冷壁管變薄，運行風險大大增加，容易造成爆管事故。過熱器管腐蝕的原因主要是由于管壁上粘結了大量的灰，隨著粘結厚度增加，腐蝕反應加重。

另外，由于燃燒不充分，燃燒器附近火焰中心未燃盡的火焰流沖刷水冷壁，由于煤粉有一定的顆粒度，隨著火焰流不斷沖刷水冷壁，造成水冷壁保護層被破壞，隨著磨損程度的加劇，腐蝕反應加速。

4燃煤鍋爐節能降耗與防腐措施

4.1節能降耗措施

針對鍋爐漏風量造成的熱損失問題，應加強對鍋爐系統密封性檢查，同時密切注意爐膛壓力變化，保證爐膛壓力在合理范圍內，確保鍋爐處理達到額定數值。因爐膛負壓不足容易引起煤粉自燃現象，因此不利于生產安全。工作人員應加強對鍋爐的檢修，一旦發現漏風點，應及時消除，保證鍋爐密封性符合性能要求，提高鍋爐熱效率。

采用直吹式制粉系統，燃燒器會隨著制粉系統的啟停而啟停，為了節約能耗，除了嚴格控制煤粉細度以外，工作人員應對燃燒器配風及時進行調整。只有保證進風量適中，進風及時連續，才能保證燃料燃燒充分，減少熱能損失。

針對送風系統變頻設備送風出力余度較大的問題，可對每臺風機入口擋板進行調整，保持擋板全開，這樣可以降低風機運行電流，使風機設備整體耗電量降低。

針對鍋爐受熱面結垢的情況，首先要從鍋爐用水水質上加強管理，保證水處理設備正常運行，鍋爐用水水質達標。做好鍋爐除垢除灰工作，保證受熱面清潔，提高鍋爐運行安全性和熱傳遞效率，延長設備壽命，降低能耗損失。

提高鍋爐運行自動化水平。通過采用自動化信息化監控技術對鍋爐內部外部溫度進行監測，有效調節鍋爐運行負荷，對鍋爐燃燒系數進行合理調整，維持爐膛負壓值在合理范圍內，對給水系統進行調節，提升鍋爐運行工況。

4.2防腐措施

對煤粉細度進行嚴格控制，調整燃燒工況，避免煤粉慣性分離導致分布不均勻的情況出現。在管道分叉口應設置足夠長的直管段，通過直管段對煤粉分布不均勻的情況進行改善，避免煤粉管道內氣流發生劇烈旋轉。針對彎頭部位應加裝導流板減少煤粉慣性分離導致的分布不均勻情況。對煤粉細度進行嚴格控制，降低煤粉顆粒大隨火焰流對水冷壁管造成的沖擊和磨損，降低腐蝕。

改善鍋爐受熱面耐腐蝕性能。對鍋爐系統的水冷壁、過熱器受熱面的管束表面進行防腐處理，可噴涂耐腐蝕材料或對改用耐腐蝕性能更好的材質，改善水冷壁、過熱器受熱面管束的耐腐蝕性能。

控制燃料中的硫含量。硫含量高會加速高溫腐蝕，因此對燃料組分中的硫元素進行嚴格控制，選用含硫量較低的煤種，從源頭上切斷腐蝕反應物。另外，在鍋爐燃燒中對空氣量進行控制，降低過量空氣系數，使燃料中硫元素的轉化效率降低，減輕腐蝕。

5結語

燃煤鍋爐生產運行中，節能降耗和防腐工作十分重要。對燃煤鍋爐能耗和腐蝕的影響因素進行分析，采取針對性的解決和防控措施，保證鍋爐運行的安全性、環保性、經濟性，滿足國家節能降耗戰略要求，推動企業高質量發展。

參考文獻

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