燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能減排與對策
時間:2022-07-07 10:40:13
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摘要:從人為層面和技術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題,針對各個問題給出了建議及措施。
關鍵詞:燃煤工業(yè)鍋爐;節(jié)能減排;問題;建議
燃煤工業(yè)鍋爐是一種和人民生活密切相關的特種設備,它在我們生活中發(fā)揮著重要作用。據(jù)統(tǒng)計,截至2015年年底,工業(yè)鍋爐約為57萬臺,其中以燃煤鍋爐為主。工業(yè)鍋爐年耗煤量達7.2億t標煤,約占到我國能源消費總量的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,有必要對這一問題進行深入分析和研究。
1燃煤工業(yè)鍋爐針對節(jié)能減排存在的主要問題
1.1人為因素。1.1.1鍋爐在設計制造過程中存在缺陷,生產(chǎn)水平層次不齊。鍋爐設計制造廠家眾多,規(guī)模小的廠家,技術力量薄弱,即使他們生產(chǎn)的鍋爐通過了設計文件的技術鑒定,是滿足基本要求的,但在運行過程中還是暴露出不同程度的問題。例如,燃料燃燒與鍋爐型式不符合,運行能效不能達到設計效率等眾多問題。還有一些設計制造單位在整個鍋爐的設計、制造流程中態(tài)度不端正、疏于把控;設計結構不合理、技術落后;生產(chǎn)加工過程中質(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,關乎鍋爐能否正常運行。1.1.2鍋爐的運行管理水平缺乏科學指導。鍋爐運行單位對鍋爐運行人員培訓不夠重視,導致運行人員的水平層次不齊,節(jié)能減排的意識淡薄、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,往往是被動解決問題,而不是主動防控,同時,運行人員強調(diào)鍋爐安全運行的紅線而忽視鍋爐的經(jīng)濟運行,僅憑經(jīng)驗調(diào)整居多,在技術經(jīng)濟運行方面比較懈怠,調(diào)整不及時。1.2技術層面。1.2.1與燃料相關的問題。工業(yè)鍋爐燃燒的煤炭所含的雜質(zhì)元素較多,在運行中影響了熱效率。煤炭所含元素與工業(yè)鍋爐爐型不匹配會對運行產(chǎn)生許多負面影響,比如煤炭不容易完全燃燒則會影響工業(yè)鍋爐內(nèi)部的爐膛溫度和煙氣溫度,兩者溫度不高會影響傳熱,進而影響工業(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)境保護與資源的可持續(xù)發(fā)展。在運行操作過程中,許多單位沒有嚴格依照設計要求采購適合本單位鍋爐的煤種,造成煤的揮發(fā)分、灰熔點、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。另外,在使用過程中沒有嚴格控制燃料的粒徑大小及水分等參數(shù)指標,也致使實際使用的燃料特性參數(shù)不符合鍋爐設計要求,鍋爐運行熱效率會因此下降。大部分單位在操作過程中,往往圖便利、貪便宜,采購當?shù)厝剂匣蚴沁x擇未經(jīng)細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,致使鍋爐運行熱效率低、各項熱損失高。1.2.2水處理不合格,輔機配套偏大。水是鍋爐中熱能的核心載體,若水質(zhì)處理不達標,將直接導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)主要存在以下問題:①水處理設備和鍋爐供水量不匹配,設備陳舊,為節(jié)約投資沒有及時更換設備或濾芯,這導致水處理效果不好。②鍋水指標調(diào)控不當,會給鍋爐的安全和節(jié)能運行帶來嚴重隱患。在實操中,有部分單位違規(guī)運行,平時較少排污或不排污,造成鍋水指標超標,鍋爐在長期反復運轉(zhuǎn)下出現(xiàn)受熱面水側結垢現(xiàn)象,水垢的傳熱系數(shù)為金屬受熱面的1/50,嚴重影響傳熱,且容易出現(xiàn)汽水共騰現(xiàn)象,威脅鍋爐的正常、安全運行,也導致鍋爐能耗量增大。鍋爐房的輔助設備對鍋爐的節(jié)能運行會有一定的影響,如水泵(給水泵、循環(huán)水泵)、風機(送、引風機)等大功率配置,如果鍋爐本身存在負荷運行較低的情況,輔機不能長期處于高效狀態(tài),功率大電耗相應高,整體增加鍋爐的能耗。1.2.3鍋爐燃燒產(chǎn)物存在的問題。運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。鍋爐使用單位在運行過程中,在倡導環(huán)境保護的時代背景下,側重點集中在經(jīng)濟效益方面,沒有足夠的環(huán)保意識。存在污染物排放控制不嚴格、不主動,同時,為了節(jié)約投資,燃煤單位在鍋爐運行中,沒有嚴格依據(jù)有關規(guī)定配備符合鍋爐排放量的除塵設備、脫硫設備及脫銷設備,因此對環(huán)境造成了較為嚴重的污染。爐渣含碳量升高也會造成能源浪費。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、燃燒設備及爐膛型式、燃燒的方式、鍋爐負荷的高低、管理運行水平、爐膛溫度的高低、燃料及空氣流的混合等等。
2推動燃煤工業(yè)鍋爐實現(xiàn)節(jié)能減排的建議與措施
2.1對系統(tǒng)本身存在的缺陷進行改造和創(chuàng)新。對鍋爐設備本體及輔助設備存在的設計缺陷進行創(chuàng)新改造,嚴格把控安裝質(zhì)量,引進先進技術提高鍋爐設備功能,對鍋爐本體爐墻的密封與保溫進行加強設計,采用先進的保溫材料提升密封性。對設計制造人員進行先進技術的培訓,使得鍋爐的設計制造技術能夠與時俱進。比如增設先進的監(jiān)控設備,使運行人員對鍋爐的運行情況及時作出反饋調(diào)整,為鍋爐安全以及經(jīng)濟運行提供基本的技術保障。在現(xiàn)代科技飛躍發(fā)展的今天,工業(yè)鍋爐的運行可以利用電子、數(shù)字技術進行監(jiān)控。對工業(yè)鍋爐實現(xiàn)自動化控制,可以大幅度節(jié)約事故的分析時間,提高操作效率。燃煤鍋爐也可以利用傳感器技術,實現(xiàn)對爐溫、燃燒程度等問題的監(jiān)測、調(diào)節(jié)與管控。2.2提升運行人員的業(yè)務水平和節(jié)能意識。在燃煤工業(yè)鍋爐運行操作過程中,水處理人員、運行人員的能力素質(zhì)、專業(yè)技術水平的高低以及節(jié)能減排意識直接影響鍋爐運行效果,影響鍋爐的耗煤量。鍋爐使用單位需對操作管理人員做好日常教育培訓,包括先進技術的定期培訓,同時,提高運行人員對節(jié)能減排知識的責任意識,增強環(huán)保意識。生產(chǎn)單位還需通過專業(yè)化技術考核加強對操作人員的監(jiān)督,如在技術類考核類目中加入節(jié)能減排技術知識,達到督促操作人員加強對燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能減排知識與技術的學習,提高運行技術水平,促進鍋爐熱效率的提高。2.3技術層面的節(jié)能減排措施。2.3.1重視燃料燃燒問題。針對不同爐型要確保煤種的適用性,例如,鏈條爐屬于單面引火,對煤質(zhì)的變化非常敏感,主要反映在對煤的結焦性、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,合理調(diào)節(jié)送風量,根據(jù)鍋爐爐型、燃燒設備及燃料層厚度等因素科學的配送燃燒所需的空氣。2.3.2減少受熱面的結渣(焦)、積灰。主要措施有:定期進行吹灰作業(yè);使用除渣劑或清灰劑;避免鍋爐在低負荷下長時間運行并減少鍋爐啟停的次數(shù),增強對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;加強對爐膛溫度的調(diào)控,適當提高床溫,當床溫由800℃提高150℃時,煤顆粒燃盡時間可以減少80%左右;采用小流量的連續(xù)排渣方式;運行中采用大動量的二次風擾動,增加二次風的穿透深度,能夠改善爐膛中心區(qū)的燃燒效果,同時,在給煤側適當增大二次風量,非給煤一側則減少二次風量,以滿足它們對氧量的不同要求。2.3.4嚴格按照標準進行水處理。鍋爐用水需定期化驗,避免受熱面結垢,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。及時處理水垢,提高運行安全性。此外,給水氯離子高對鍋爐節(jié)能、出力、安全運行會造成影響,因此,需降低給水中的氯離子含量,可以進行水處理系統(tǒng)改造,增加除鹽設備等措施。
3結束語
隨著我國對環(huán)保的政策要求和對能源供應的政策變化,燃煤鍋爐被清潔能源取代是大勢所趨,但目前來說煤炭還是工業(yè)鍋爐的主要燃料,通過以上分析,合理的應用節(jié)能技術,對提升資源利用率、提高燃煤工業(yè)鍋爐能效及保護環(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)技術學院 建筑設備與自動化學院