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【摘要】鍋爐是工業生產中的重要耗能設備,在當前大力提倡節能環保背景下,如何實現工業鍋爐節能減排目標,降低運行成本及給環境造成的不利影響,受到政府及業內的廣泛關注。本文分析工業鍋爐耗能高、污染物排放多的原因,提出相關的節能減排措施,以供參考。
【關鍵詞】工業鍋爐;節能減排
引言
研究發現,工業鍋爐耗能嚴重、污染物排放多,受多種因素影響,既受鍋爐質量問題影響,也受運行管理水平影響,做好這些影響因素分析,結合鍋爐運行狀況,提出針對性優化措施,有助于實現工業鍋爐節能減排目標。
1工業鍋爐耗能高,污染多原因分析
造成工業鍋爐耗能高,污染物排放多的原因較為復雜,主要體現在以下方面:
1.1排煙溫度高
鍋爐排煙溫度高,大量熱能會隨煙氣排放到空氣中,導致能耗增加。研究發現,排煙溫度每增加15~20℃,排煙熱損失增加1%左右。導致排煙溫度高的原因有:①鍋爐尾部缺少受熱面,導致煙道余熱利用率低,大量熱能白白浪費。②吹灰器要么沒有安裝,要么運行狀態不佳。③小容量鍋爐多,水處理裝備缺乏,增加結垢、積灰機率,運行效率低下,不僅耗能多,而且污染物排放多。
1.2過量空氣系數高
工業鍋爐過量空氣系數超過標準值,不僅導致爐膛溫度低,而且導致排煙量增加,熱量被帶出,耗能增加。引起鍋爐過量空氣系數高的原因有以下幾點:①鍋爐儀表不齊全。通常鍋爐配備有溫度表、水位計、壓力表,而但空氣過剩系數表或氧量表缺乏,一定程度上增加操作人員控制空氣系數難度,容易造成鍋爐燃燒不充分情況的發生。②鍋爐本體漏風??煅b鍋爐爐墻施工中,砌筑不規范,質量差,會造成鍋爐漏風量大。同時,安裝鍋爐時擾動爐墻,形成磚縫而漏風。③爐渣排放位置漏風。部分鍋爐安裝作業不規范,或部分鍋爐出廠未配備出渣門,使用單位僅臨時堵一下出渣口,無法達到隔絕空氣的作用,引起熱能散失。
1.3爐渣含碳量高
爐渣含碳量用于衡量鍋爐燃燒熱損失,如熱損失過高,表明鍋爐耗能嚴重,排放污染物多。研究發現,鍋爐爐渣含碳量高主要由以下原因造成:①鍋爐結構設計不夠合理,主要表現為:一方面,爐膛設計較小,熱負荷低,不利于煤料充分燃燒;另一方面,前拱高度及幾何形狀不合理,導致著火點推遲。另外,后拱過短或過高,影響煤料燃燒效果,導致余煤燃燒不充分。②爐膛溫度低,導致煤料燃燒不充分,其中爐膛水冷系數大、風量配置不當、漏風等原因就會導致爐膛溫度低。③燃煤質量差及運行參數不合理,導致爐渣含碳量高。例如,煤料未經洗撿、煤顆粒大、含水量高;鍋爐運行中煤風配比不合理、進煤速度快、煤層過厚等都會導致煤料燃燒不充分,煤渣含碳量高。
2工業鍋爐節能減排相關措施分析
在對鍋爐耗能高、污染物排放多原因深入分析的基礎上,生產單位應提高認識,結合生產工藝特點,積極采取針對性優化措施,不斷提高鍋爐運行效率,降低能耗的同時,減少污染物的排放。
2.1優化煤料燃燒技術
優化煤料燃燒技術,提高煤料燃燒質量,確保煤料充分燃燒,可獲得明顯的節能減排效果,因此,生產單位應加強燃煤技術研究,具體可落實以下內容:一方面,優化煤料品質。利用煤料與雜質,化學、物理性質的不同,對煤料進行預處理,利用洗煤加工技術將雜質從煤料中分離出來,以提升煤料的品質,為其充分燃燒奠定基礎。研究發現,對煤料進行洗選煤中20~40%全硫,50~80%的灰分可被脫除,節能的同時,有效降低污染物的排放。另一方面,運用型煤燃燒技術。將粉煤按照一定比例,加工制成一定形狀的煤產品,供燃燒用。研究發現,利用型煤可煤的轉化率可提高至97.5%左右,與燃燒原煤相比,節煤15~20%左右。另外,型煤加工期間加入粘合劑、固硫劑,不僅能減少固體粉塵的排放,而且可將SO2的排放量降低40~50%,很好的實現節能減排目標。
2.2及時進行除垢作業
鍋爐結垢后傳熱性會明顯降低,熱量不能及時傳遞給鍋爐水,導致煙氣及爐膛溫度不斷升高,給鍋爐造成損害,甚至引起爆管等事故,不僅縮短鍋爐使用壽命,而且會增加耗能。一方面,為減少鍋爐結垢,生產單位應做好水質處理,減少結垢物質。研究發現,對于10t/h的蒸汽鍋爐而言,進行水處理改造后,按照減少水垢1mm計算,可減少4%左右的煤耗,降低環境污染效果明顯。另一方面,應用除垢劑除垢。使用環保型、無腐蝕性、無污染、無毒的除垢劑,在不影響鍋爐正常運行的同時,去除水垢,生產單位應注重應用。
2.3注重余熱回收利用
為降低鍋爐能耗,生產單位可將鍋爐運行中產生的余熱進行回收再利用,一方面,注重鍋爐余熱的回收。鍋爐余熱的回收包括直接利用與間接利用兩種形式。其中使用空氣余熱器可直接回收余熱,防止能量轉化過程中的浪費。使用余熱鍋爐可將余熱利用起來,產生高溫蒸汽。另外,還可設置汽輪發電機進行發電,避免能量的浪費。另一方面,注重排煙余熱的回收。在鍋爐尾部安裝排煙余熱回收裝置,回收利用煙氣余熱,可節約4~6%的煙氣。不過煙氣具有腐蝕性,安裝余熱回收裝置時應做好防腐蝕處理。另外,考慮到部分生產企業采用開放式降溫方式回收蒸汽凝結水,不僅浪費能量,而且引起熱污染,因此,生產單位可考慮使用密閉式高溫凝結水回收技術,將蒸汽凝結水重新輸送至鍋爐之中,以減少鍋爐補給水量以及燃煤量,實現節能減排目標。
2.4改造相關基礎設施
如上文所述,鍋爐能耗高、污染物排放多受基礎設施影響,因此,生產單位應做好基礎設施的改造,具體應認真落實以下工作:①改造鍋爐爐拱。根據鍋爐所用煤種對爐拱位置與形狀進行改造,保證鍋爐系統密閉性,防止過量空氣系數過高,不斷提高煤料燃燒效果。目前,已有適合多種煤種的爐拱配置技術,可節能10%左右,因此,生產單位可根據自身實際加以利用。②改造鍋爐輔機。鍋爐輔機包括引風機、鼓風機等,輔機運行參數是否科學、合理直接影響鍋爐運行效率與耗能嚴重程度,因此,生產單位應結合鍋爐負荷情況,動態調整引風量、鼓風量,確保鍋爐處于最佳的運行狀態,降低燃煤量的同時,減少風機運行耗電量。③優化控制系統。鍋爐運行參數設置是否合理,會給耗能及污染物排放造成較大影響,因此,生產單位應做好鍋爐控制系統的優化。一方面,根據控制系統實際,將手動控制的參數,優化為自動控制,借助計算機技術實現對各項參數的監視,并進行實時的調整。另一方面,根據鍋爐熱量輸出要求,對鍋爐運行參數進行優化控制等,以實現預期的節能減排效果。
3結論
我國處于工業化進程的關鍵時期,工業鍋爐應用率越來越高,如何做好鍋爐的節能減排,積極響應國家節能減排號召,生產單位應做好影響鍋爐耗能高、污染物排放多的原因研究,以采取針對性措施加以優化。本文通過研究得出以下結論:(1)影響工業鍋爐耗能高、污染物排放量多的因素較多,鍋爐尾部受熱面缺乏、吹灰器運行狀態不佳、水處理設備缺乏等,表現為排煙溫度高,耗能嚴重,污染物排放多。鍋爐儀表不齊全、本體及設施漏風也會增加能耗與污染物排放量。另外,鍋爐結構設計不合理、爐膛溫度低、燃煤質量差,鍋爐運行參數控制不當等,都會增加耗能與污染物排放量。(2)生產單位應認真分析引起鍋爐耗能高、污染排放多的原因,優化燃煤技術,提高煤料燃燒效率。同時,提高鍋爐用水品質,運用除垢劑做好鍋爐除垢工作。積極研究余熱回收再利用技術,防止熱量的浪費。另外,積極做好鍋爐基礎設施的優化改造,提高爐拱質量,優化鍋爐輔機及系統運行參數。
參考文獻
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作者:郭旭端 單位:防城港市特種設備檢驗所