燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能減排與對(duì)策
時(shí)間:2022-07-07 10:40:13
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摘要:從人為層面和技術(shù)層面分別分析了燃煤工業(yè)鍋爐在節(jié)能減排方面存在的問(wèn)題,針對(duì)各個(gè)問(wèn)題給出了建議及措施。
關(guān)鍵詞:燃煤工業(yè)鍋爐;節(jié)能減排;問(wèn)題;建議
燃煤工業(yè)鍋爐是一種和人民生活密切相關(guān)的特種設(shè)備,它在我們生活中發(fā)揮著重要作用。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2015年年底,工業(yè)鍋爐約為57萬(wàn)臺(tái),其中以燃煤鍋爐為主。工業(yè)鍋爐年耗煤量達(dá)7.2億t標(biāo)煤,約占到我國(guó)能源消費(fèi)總量的20%。燃煤工業(yè)鍋爐的排放物是重要污染源,年排放煙塵、二氧化硫、氮氧化物分別占全國(guó)排放總量的33%、27%、9%。燃煤工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排工作重要性可想而知,因此,有必要對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行深入分析和研究。
1燃煤工業(yè)鍋爐針對(duì)節(jié)能減排存在的主要問(wèn)題
1.1人為因素。1.1.1鍋爐在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中存在缺陷,生產(chǎn)水平層次不齊。鍋爐設(shè)計(jì)制造廠家眾多,規(guī)模小的廠家,技術(shù)力量薄弱,即使他們生產(chǎn)的鍋爐通過(guò)了設(shè)計(jì)文件的技術(shù)鑒定,是滿足基本要求的,但在運(yùn)行過(guò)程中還是暴露出不同程度的問(wèn)題。例如,燃料燃燒與鍋爐型式不符合,運(yùn)行能效不能達(dá)到設(shè)計(jì)效率等眾多問(wèn)題。還有一些設(shè)計(jì)制造單位在整個(gè)鍋爐的設(shè)計(jì)、制造流程中態(tài)度不端正、疏于把控;設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理、技術(shù)落后;生產(chǎn)加工過(guò)程中質(zhì)量粗糙;安裝步驟不規(guī)范。另外,鍋爐的調(diào)試工作非常重要,關(guān)乎鍋爐能否正常運(yùn)行。1.1.2鍋爐的運(yùn)行管理水平缺乏科學(xué)指導(dǎo)。鍋爐運(yùn)行單位對(duì)鍋爐運(yùn)行人員培訓(xùn)不夠重視,導(dǎo)致運(yùn)行人員的水平層次不齊,節(jié)能減排的意識(shí)淡薄、技能水平有局限性。節(jié)能減排的監(jiān)督管理工作不夠重視,往往是被動(dòng)解決問(wèn)題,而不是主動(dòng)防控,同時(shí),運(yùn)行人員強(qiáng)調(diào)鍋爐安全運(yùn)行的紅線而忽視鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,僅憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)整居多,在技術(shù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面比較懈怠,調(diào)整不及時(shí)。1.2技術(shù)層面。1.2.1與燃料相關(guān)的問(wèn)題。工業(yè)鍋爐燃燒的煤炭所含的雜質(zhì)元素較多,在運(yùn)行中影響了熱效率。煤炭所含元素與工業(yè)鍋爐爐型不匹配會(huì)對(duì)運(yùn)行產(chǎn)生許多負(fù)面影響,比如煤炭不容易完全燃燒則會(huì)影響工業(yè)鍋爐內(nèi)部的爐膛溫度和煙氣溫度,兩者溫度不高會(huì)影響傳熱,進(jìn)而影響工業(yè)鍋爐的熱效率;工業(yè)鍋爐排放的污染環(huán)境的氣體增多,不利于環(huán)境保護(hù)與資源的可持續(xù)發(fā)展。在運(yùn)行操作過(guò)程中,許多單位沒(méi)有嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)要求采購(gòu)適合本單位鍋爐的煤種,造成煤的揮發(fā)分、灰熔點(diǎn)、焦渣、灰分、高低位發(fā)熱量等重要參數(shù)不能和鍋爐相適應(yīng)。另外,在使用過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格控制燃料的粒徑大小及水分等參數(shù)指標(biāo),也致使實(shí)際使用的燃料特性參數(shù)不符合鍋爐設(shè)計(jì)要求,鍋爐運(yùn)行熱效率會(huì)因此下降。大部分單位在操作過(guò)程中,往往圖便利、貪便宜,采購(gòu)當(dāng)?shù)厝剂匣蚴沁x擇未經(jīng)細(xì)加工的原煤而非選擇符合顆粒徑要求的成型燃料。與經(jīng)過(guò)加工處理并成型的燃料相比較,原煤的質(zhì)量性能不穩(wěn)定、顆粒度不勻稱、灰分含量高、很難完全燃燒,致使鍋爐運(yùn)行熱效率低、各項(xiàng)熱損失高。1.2.2水處理不合格,輔機(jī)配套偏大。水是鍋爐中熱能的核心載體,若水質(zhì)處理不達(dá)標(biāo),將直接導(dǎo)致燃煤鍋爐熱效率降低,耗煤量也增加。目前,部分燃煤工業(yè)鍋爐使用單位在水處理環(huán)節(jié)主要存在以下問(wèn)題:①水處理設(shè)備和鍋爐供水量不匹配,設(shè)備陳舊,為節(jié)約投資沒(méi)有及時(shí)更換設(shè)備或?yàn)V芯,這導(dǎo)致水處理效果不好。②鍋水指標(biāo)調(diào)控不當(dāng),會(huì)給鍋爐的安全和節(jié)能運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重隱患。在實(shí)操中,有部分單位違規(guī)運(yùn)行,平時(shí)較少排污或不排污,造成鍋水指標(biāo)超標(biāo),鍋爐在長(zhǎng)期反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)下出現(xiàn)受熱面水側(cè)結(jié)垢現(xiàn)象,水垢的傳熱系數(shù)為金屬受熱面的1/50,嚴(yán)重影響傳熱,且容易出現(xiàn)汽水共騰現(xiàn)象,威脅鍋爐的正常、安全運(yùn)行,也導(dǎo)致鍋爐能耗量增大。鍋爐房的輔助設(shè)備對(duì)鍋爐的節(jié)能運(yùn)行會(huì)有一定的影響,如水泵(給水泵、循環(huán)水泵)、風(fēng)機(jī)(送、引風(fēng)機(jī))等大功率配置,如果鍋爐本身存在負(fù)荷運(yùn)行較低的情況,輔機(jī)不能長(zhǎng)期處于高效狀態(tài),功率大電耗相應(yīng)高,整體增加鍋爐的能耗。1.2.3鍋爐燃燒產(chǎn)物存在的問(wèn)題。運(yùn)行中的燃煤鍋爐由煙囪排放的有害產(chǎn)物主要為二氧化硫、氮氧化物、煙塵等。鍋爐使用單位在運(yùn)行過(guò)程中,在倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)的時(shí)代背景下,側(cè)重點(diǎn)集中在經(jīng)濟(jì)效益方面,沒(méi)有足夠的環(huán)保意識(shí)。存在污染物排放控制不嚴(yán)格、不主動(dòng),同時(shí),為了節(jié)約投資,燃煤?jiǎn)挝辉阱仩t運(yùn)行中,沒(méi)有嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)規(guī)定配備符合鍋爐排放量的除塵設(shè)備、脫硫設(shè)備及脫銷設(shè)備,因此對(duì)環(huán)境造成了較為嚴(yán)重的污染。爐渣含碳量升高也會(huì)造成能源浪費(fèi)。造成煤不完全燃燒熱損失的因素主要有:燃料的種類及特性、燃燒設(shè)備及爐膛型式、燃燒的方式、鍋爐負(fù)荷的高低、管理運(yùn)行水平、爐膛溫度的高低、燃料及空氣流的混合等等。
2推動(dòng)燃煤工業(yè)鍋爐實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的建議與措施
2.1對(duì)系統(tǒng)本身存在的缺陷進(jìn)行改造和創(chuàng)新。對(duì)鍋爐設(shè)備本體及輔助設(shè)備存在的設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行創(chuàng)新改造,嚴(yán)格把控安裝質(zhì)量,引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)提高鍋爐設(shè)備功能,對(duì)鍋爐本體爐墻的密封與保溫進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì),采用先進(jìn)的保溫材料提升密封性。對(duì)設(shè)計(jì)制造人員進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)的培訓(xùn),使得鍋爐的設(shè)計(jì)制造技術(shù)能夠與時(shí)俱進(jìn)。比如增設(shè)先進(jìn)的監(jiān)控設(shè)備,使運(yùn)行人員對(duì)鍋爐的運(yùn)行情況及時(shí)作出反饋調(diào)整,為鍋爐安全以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供基本的技術(shù)保障。在現(xiàn)代科技飛躍發(fā)展的今天,工業(yè)鍋爐的運(yùn)行可以利用電子、數(shù)字技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)工業(yè)鍋爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,可以大幅度節(jié)約事故的分析時(shí)間,提高操作效率。燃煤鍋爐也可以利用傳感器技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)爐溫、燃燒程度等問(wèn)題的監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)與管控。2.2提升運(yùn)行人員的業(yè)務(wù)水平和節(jié)能意識(shí)。在燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)行操作過(guò)程中,水處理人員、運(yùn)行人員的能力素質(zhì)、專業(yè)技術(shù)水平的高低以及節(jié)能減排意識(shí)直接影響鍋爐運(yùn)行效果,影響鍋爐的耗煤量。鍋爐使用單位需對(duì)操作管理人員做好日常教育培訓(xùn),包括先進(jìn)技術(shù)的定期培訓(xùn),同時(shí),提高運(yùn)行人員對(duì)節(jié)能減排知識(shí)的責(zé)任意識(shí),增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。生產(chǎn)單位還需通過(guò)專業(yè)化技術(shù)考核加強(qiáng)對(duì)操作人員的監(jiān)督,如在技術(shù)類考核類目中加入節(jié)能減排技術(shù)知識(shí),達(dá)到督促操作人員加強(qiáng)對(duì)燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能減排知識(shí)與技術(shù)的學(xué)習(xí),提高運(yùn)行技術(shù)水平,促進(jìn)鍋爐熱效率的提高。2.3技術(shù)層面的節(jié)能減排措施。2.3.1重視燃料燃燒問(wèn)題。針對(duì)不同爐型要確保煤種的適用性,例如,鏈條爐屬于單面引火,對(duì)煤質(zhì)的變化非常敏感,主要反映在對(duì)煤的結(jié)焦性、含水量、揮發(fā)分含量、灰分含量、顆粒度等方面有明確要求。同時(shí),合理調(diào)節(jié)送風(fēng)量,根據(jù)鍋爐爐型、燃燒設(shè)備及燃料層厚度等因素科學(xué)的配送燃燒所需的空氣。2.3.2減少受熱面的結(jié)渣(焦)、積灰。主要措施有:定期進(jìn)行吹灰作業(yè);使用除渣劑或清灰劑;避免鍋爐在低負(fù)荷下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行并減少鍋爐啟停的次數(shù),增強(qiáng)對(duì)鍋爐排煙溫度的控制,以提升節(jié)能效果。2.3.3盡量降低燃煤工業(yè)鍋爐爐渣含碳量。合理控制入爐煤的顆粒度;加強(qiáng)對(duì)爐膛溫度的調(diào)控,適當(dāng)提高床溫,當(dāng)床溫由800℃提高150℃時(shí),煤顆粒燃盡時(shí)間可以減少80%左右;采用小流量的連續(xù)排渣方式;運(yùn)行中采用大動(dòng)量的二次風(fēng)擾動(dòng),增加二次風(fēng)的穿透深度,能夠改善爐膛中心區(qū)的燃燒效果,同時(shí),在給煤側(cè)適當(dāng)增大二次風(fēng)量,非給煤一側(cè)則減少二次風(fēng)量,以滿足它們對(duì)氧量的不同要求。2.3.4嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水處理。鍋爐用水需定期化驗(yàn),避免受熱面結(jié)垢,傳熱效果下降,從而造成煤耗增加,定期清理受熱面外部附著的灰垢。及時(shí)處理水垢,提高運(yùn)行安全性。此外,給水氯離子高對(duì)鍋爐節(jié)能、出力、安全運(yùn)行會(huì)造成影響,因此,需降低給水中的氯離子含量,可以進(jìn)行水處理系統(tǒng)改造,增加除鹽設(shè)備等措施。
3結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的政策要求和對(duì)能源供應(yīng)的政策變化,燃煤鍋爐被清潔能源取代是大勢(shì)所趨,但目前來(lái)說(shuō)煤炭還是工業(yè)鍋爐的主要燃料,通過(guò)以上分析,合理的應(yīng)用節(jié)能技術(shù),對(duì)提升資源利用率、提高燃煤工業(yè)鍋爐能效及保護(hù)環(huán)境是非常有益的。
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作者:王思文 單位:內(nèi)蒙古建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑設(shè)備與自動(dòng)化學(xué)院