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工业锅炉节能减排探究

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【摘要】锅炉是工业生产中的重要耗能设备,在当前大力提倡节能环保背景下,如何实现工业锅炉节能减排目标,降低运行成本及给环境造成的不利影响,受到政府及业内的广泛关注。本文分析工业锅炉耗能高、污染物排放多的原因,提出相关的节能减排措施,以供参考。

【关键词】工业锅炉;节能减排

引言

研究发现,工业锅炉耗能严重、污染物排放多,受多种因素影响,既受锅炉质量问题影响,也受运行管理水平影响,做好这些影响因素分析,结合锅炉运行状况,提出针对性优化措施,有助于实现工业锅炉节能减排目标。

1工业锅炉耗能高,污染多原因分析

造成工业锅炉耗能高,污染物排放多的原因较为复杂,主要体现在以下方面:

1.1排烟温度高

锅炉排烟温度高,大量热能会随烟气排放到空气中,导致能耗增加。研究发现,排烟温度每增加15~20℃,排烟热损失增加1%左右。导致排烟温度高的原因有:①锅炉尾部缺少受热面,导致烟道余热利用率低,大量热能白白浪费。②吹灰器要么没有安装,要么运行状态不佳。③小容量锅炉多,水处理装备缺乏,增加结垢、积灰机率,运行效率低下,不仅耗能多,而且污染物排放多。

1.2过量空气系数高

工业锅炉过量空气系数超过标准值,不仅导致炉膛温度低,而且导致排烟量增加,热量被带出,耗能增加。引起锅炉过量空气系数高的原因有以下几点:①锅炉仪表不齐全。通常锅炉配备有温度表、水位计、压力表,而但空气过剩系数表或氧量表缺乏,一定程度上增加操作人员控制空气系数难度,容易造成锅炉燃烧不充分情况的发生。②锅炉本体漏风。快装锅炉炉墙施工中,砌筑不规范,质量差,会造成锅炉漏风量大。同时,安装锅炉时扰动炉墙,形成砖缝而漏风。③炉渣排放位置漏风。部分锅炉安装作业不规范,或部分锅炉出厂未配备出渣门,使用单位仅临时堵一下出渣口,无法达到隔绝空气的作用,引起热能散失。

1.3炉渣含碳量高

炉渣含碳量用于衡量锅炉燃烧热损失,如热损失过高,表明锅炉耗能严重,排放污染物多。研究发现,锅炉炉渣含碳量高主要由以下原因造成:①锅炉结构设计不够合理,主要表现为:一方面,炉膛设计较小,热负荷低,不利于煤料充分燃烧;另一方面,前拱高度及几何形状不合理,导致着火点推迟。另外,后拱过短或过高,影响煤料燃烧效果,导致余煤燃烧不充分。②炉膛温度低,导致煤料燃烧不充分,其中炉膛水冷系数大、风量配置不当、漏风等原因就会导致炉膛温度低。③燃煤质量差及运行参数不合理,导致炉渣含碳量高。例如,煤料未经洗捡、煤颗粒大、含水量高;锅炉运行中煤风配比不合理、进煤速度快、煤层过厚等都会导致煤料燃烧不充分,煤渣含碳量高。

2工业锅炉节能减排相关措施分析

在对锅炉耗能高、污染物排放多原因深入分析的基础上,生产单位应提高认识,结合生产工艺特点,积极采取针对性优化措施,不断提高锅炉运行效率,降低能耗的同时,减少污染物的排放。

2.1优化煤料燃烧技术

优化煤料燃烧技术,提高煤料燃烧质量,确保煤料充分燃烧,可获得明显的节能减排效果,因此,生产单位应加强燃煤技术研究,具体可落实以下内容:一方面,优化煤料品质。利用煤料与杂质,化学、物理性质的不同,对煤料进行预处理,利用洗煤加工技术将杂质从煤料中分离出来,以提升煤料的品质,为其充分燃烧奠定基础。研究发现,对煤料进行洗选煤中20~40%全硫,50~80%的灰分可被脱除,节能的同时,有效降低污染物的排放。另一方面,运用型煤燃烧技术。将粉煤按照一定比例,加工制成一定形状的煤产品,供燃烧用。研究发现,利用型煤可煤的转化率可提高至97.5%左右,与燃烧原煤相比,节煤15~20%左右。另外,型煤加工期间加入粘合剂、固硫剂,不仅能减少固体粉尘的排放,而且可将SO2的排放量降低40~50%,很好的实现节能减排目标。

2.2及时进行除垢作业

锅炉结垢后传热性会明显降低,热量不能及时传递给锅炉水,导致烟气及炉膛温度不断升高,给锅炉造成损害,甚至引起爆管等事故,不仅缩短锅炉使用寿命,而且会增加耗能。一方面,为减少锅炉结垢,生产单位应做好水质处理,减少结垢物质。研究发现,对于10t/h的蒸汽锅炉而言,进行水处理改造后,按照减少水垢1mm计算,可减少4%左右的煤耗,降低环境污染效果明显。另一方面,应用除垢剂除垢。使用环保型、无腐蚀性、无污染、无毒的除垢剂,在不影响锅炉正常运行的同时,去除水垢,生产单位应注重应用。

2.3注重余热回收利用

为降低锅炉能耗,生产单位可将锅炉运行中产生的余热进行回收再利用,一方面,注重锅炉余热的回收。锅炉余热的回收包括直接利用与间接利用两种形式。其中使用空气余热器可直接回收余热,防止能量转化过程中的浪费。使用余热锅炉可将余热利用起来,产生高温蒸汽。另外,还可设置汽轮发电机进行发电,避免能量的浪费。另一方面,注重排烟余热的回收。在锅炉尾部安装排烟余热回收装置,回收利用烟气余热,可节约4~6%的烟气。不过烟气具有腐蚀性,安装余热回收装置时应做好防腐蚀处理。另外,考虑到部分生产企业采用开放式降温方式回收蒸汽凝结水,不仅浪费能量,而且引起热污染,因此,生产单位可考虑使用密闭式高温凝结水回收技术,将蒸汽凝结水重新输送至锅炉之中,以减少锅炉补给水量以及燃煤量,实现节能减排目标。

2.4改造相关基础设施

如上文所述,锅炉能耗高、污染物排放多受基础设施影响,因此,生产单位应做好基础设施的改造,具体应认真落实以下工作:①改造锅炉炉拱。根据锅炉所用煤种对炉拱位置与形状进行改造,保证锅炉系统密闭性,防止过量空气系数过高,不断提高煤料燃烧效果。目前,已有适合多种煤种的炉拱配置技术,可节能10%左右,因此,生产单位可根据自身实际加以利用。②改造锅炉辅机。锅炉辅机包括引风机、鼓风机等,辅机运行参数是否科学、合理直接影响锅炉运行效率与耗能严重程度,因此,生产单位应结合锅炉负荷情况,动态调整引风量、鼓风量,确保锅炉处于最佳的运行状态,降低燃煤量的同时,减少风机运行耗电量。③优化控制系统。锅炉运行参数设置是否合理,会给耗能及污染物排放造成较大影响,因此,生产单位应做好锅炉控制系统的优化。一方面,根据控制系统实际,将手动控制的参数,优化为自动控制,借助计算机技术实现对各项参数的监视,并进行实时的调整。另一方面,根据锅炉热量输出要求,对锅炉运行参数进行优化控制等,以实现预期的节能减排效果。

3结论

我国处于工业化进程的关键时期,工业锅炉应用率越来越高,如何做好锅炉的节能减排,积极响应国家节能减排号召,生产单位应做好影响锅炉耗能高、污染物排放多的原因研究,以采取针对性措施加以优化。本文通过研究得出以下结论:(1)影响工业锅炉耗能高、污染物排放量多的因素较多,锅炉尾部受热面缺乏、吹灰器运行状态不佳、水处理设备缺乏等,表现为排烟温度高,耗能严重,污染物排放多。锅炉仪表不齐全、本体及设施漏风也会增加能耗与污染物排放量。另外,锅炉结构设计不合理、炉膛温度低、燃煤质量差,锅炉运行参数控制不当等,都会增加耗能与污染物排放量。(2)生产单位应认真分析引起锅炉耗能高、污染排放多的原因,优化燃煤技术,提高煤料燃烧效率。同时,提高锅炉用水品质,运用除垢剂做好锅炉除垢工作。积极研究余热回收再利用技术,防止热量的浪费。另外,积极做好锅炉基础设施的优化改造,提高炉拱质量,优化锅炉辅机及系统运行参数。

参考文献

[1]李泽民,冉东明,陈世忠.工业锅炉节能减排问题探析[J].山东工业技术,2017(06):3~4.

[2]陈玉堂.工业锅炉节能减排现状与存在问题及对策[J].低碳世界,2016(17):238~239.

[3]刘伟.推进燃煤工业锅炉节能减排的建议及措施[J].科技与企业,2016(07):116.

作者:郭旭端 单位:防城港市特种设备检验所

工业锅炉节能减排探究责任编辑:张雨    阅读:人次