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[摘 要]燃煤锅炉在我国应用十分普遍，由于煤炭中存在一定量的氮和硫，在燃烧过程中会产生大量的污染物，因此提高鍋炉煤的使用效率，改善锅炉的节能效果，对能源的节约和环境的保护都有很大的促进作用。但是当前，燃煤锅炉运行存在诸多问题，因此，就要对燃煤锅炉进行节能环保改造，合理控制燃煤锅炉运行的各个环节。文章对燃煤锅炉节能改造的意义进行了简单叙述，并针对当前燃煤锅炉运行中的问题进行深入分析，然后阐述了燃煤锅炉节能降耗改造的具体技术措施，旨在提升锅炉的运行功效，降低能耗，从而促进我国环境质量的进一步提升。
[关键词]燃煤锅炉；节能；技术改造
中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）35-0042-02
1 引言
燃煤锅炉的运行需要消耗大量的能源，同时由于燃煤锅炉的构成比较复杂，所以在运行过程中，会因为各个设备之间配合不密切或者设计不合理，而造成效率的下降或者热能的损失。为了加强燃煤锅炉节能优化设计，应该从燃料运行管理、调整燃煤锅炉运行参数、加强受热面和辅机改造，以及引进新技术等方式入手，从而提高燃煤锅炉燃烧热效率。对于燃煤锅炉的节能优化设计，还应该与实际用途相结合，在提高运行效率的基础上，降低运行成本，从而达到节能减排的目的。
2 “W”火焰煤粉炉燃烧原理及配风方式
煤粉气流从双旋风燃烧器的主喷口及乏气喷口垂直向下喷入燃烧室，着火后向下伸展，火焰伸展到一定程度后转弯向上流动前后左右对称均匀，使燃烧均匀，使整个燃烧室内火焰呈“W”形状。为保证无烟煤的着火，采用了煤粉分离浓缩技术及上小下大的正宝塔形式的分级送风。拱上部只送入少量的二次风，该部分风的主要作用是调节煤粉气流的刚性和冷却喷燃器口。拱下逐渐送入大量的二次风，这对分级供氧来满足无烟煤的着火、燃烧和燃尽是有利的，但是如果配风不当，极易引起炉内气流短路，造成飞灰含碳量增加。
3 “W”火焰煤粉炉节能改造的意义
当前，人们的日常生活质量越来越高，对环境的整体要求越来越多样化，为了能够顺应当前社会时代的发展，满足现代人对于环境的整体需求，降低资源能源消耗已经逐渐成为一种新的发展趋势，对各个领域的发展来说，不仅提出了新的要求，而且也是一种发展机遇。在这种形势下，为了能够保证燃煤锅炉使用过程中其自身最大的功能性被充分发挥出来，采用节能减排技术对燃煤锅炉进行改造非常重要，已经逐渐成为当前使用燃煤锅炉作业的重要内容之一。在燃煤锅炉的改造设计过程中，利用新技术不仅能够实现降低资源能源消耗的目的，而且能够从根本上减少由于燃煤锅炉使用而对周围环境造成的污染现象，提高燃煤锅炉的整体使用效率和质量。
4 燃煤锅炉改造中存在的问题
4.1 燃煤锅炉整体质量相对偏低
一些企业在选用锅炉设备时使用质量不过关的设备，以降低采购造价，但是后期的高可靠运行、低故障率和备品备件使用量都会产生低回报率，同时还有可能造成大量的能源浪费，无法达到节能降耗的目的。锅炉设备老化，降低机组经济性，造成不必要的能源消耗。锅炉在长时间使用后，会逐渐出现一系列的磨损、老化问题，从而造成工作时间长、部分能源的浪费等问题。
4.2 锅炉运行问题
当前我国燃煤锅炉能耗之所以比较高，很大程度上是由于锅炉的负荷率较低，无法达到锅炉高效运行的设计值，所以，再使用过程中，燃煤锅炉无法达到理想运行状态，从而导致锅炉的能量传输效率明显减低，而且较低的运行负荷还会缩短发电锅炉的使用年限。其次，在使用过程中，锅炉出现突然熄火的次数比较多，这种情况不仅会影响到煤料燃烧，增加不必要的消耗，而且会对锅炉自身产生较大的负面影响。造成这一问题的原因是多方面的，其中包括低质燃煤的使用以及锅炉的不规范操作等，在锅炉运行过程中，随着非计划熄火停运次数的增加，必然会对锅炉的安全性造成一定的负面影响，而且会增加锅炉的自身损耗，进而造成后期更为严重的能源损耗问题。
4.3 缺乏完善的锅炉辅助配置
在燃煤锅炉运行中，很多企业的燃煤锅炉都保持在低负荷运行的状态之下，由此就降低了燃煤锅炉的热效率，同时也没有充分利用资源。除此之外，燃煤锅炉的辅助配置不够专业与完善，同时辅助配置设备的质量不能与安全生产要求相符。在设备运行时，往往会产生噪声，增加了耗煤量，导致设备运行稳定性不佳，对燃煤锅炉性能的发挥有严重的影响。
5 燃煤锅炉的节能改造措施
5.1 锅炉本体改造
5.1.1 爐拱改造
燃煤锅炉的炉拱主要作用是强化煤块的燃烧的全过程，在设计时都是根据设计煤种完成的。如果无法做到燃用设计煤种，那么就会使得煤块燃烧状况不好，影响锅炉的热效率，从而影响到节能效果。炉拱改造主要是从实际使用的煤种着手来调整锅炉中炉拱的形状与位置，主要是为了加强火焰辐射引燃和气体燃尽，这样可以改善燃煤的燃烧情况，进一步提高。
5.1.2 锅炉烟气余热回收
在锅炉燃烧运行过程中所排放的烟气温度较高，在受热面传热性能较好的情况下，排出的烟气温度也会达到二百度左右。如果受热面的传热性能降低，加之燃烧工况不佳，烟气温度就会进一步上升，致使烟温过高而造成热能的损耗。针对这种情况可以进行烟气余热的回收利用，既能够减少高温烟气对环境的污染，又能够最大程度的降低因高温烟气而造成的热能损耗。所以可利用热管换热技术来回收烟气余热，将收集到的热能应用于空气预热器、省煤器等设备中，为提高工业生产的经济效益、社会效益以及生态效益做出了重大的贡献。
5.2 风阻的调整
在该炉实际运行中，氧量计装设在尾部烟道，风量的调整是以氧量为准进行的。该锅炉设计的最佳氧量在3%--6%，但是在实际运行中，存在氧量显示不准，空预器漏风等因素，所以实际的风量调整是依锅炉的实际运行工况结合氧量表显示进行的。此外还可通过看火孔观察炉内火焰，如火焰炽白刺眼，则说明风量偏大；若火焰暗红不稳，则说明风量偏小；此时，均应进行调整。煤粉的正常燃烧，从炉壁的看火孔观察应具有光亮的金黄色火焰，火色稳定和均匀。火焰中心在燃烧室中部，不触及四周的水冷壁；火焰下部不低于冷灰斗一半的深度，火焰中不应有煤粉分离出来，也不应有明显的星点，烟囱的排烟应程淡灰色。所以要经常注意观察火焰，注意调整火焰中心的位置，若火焰中心发生偏移，火焰颜色不理想应及时对风量做出调整。 5.3 炉膛负压的调整
炉膛负压是反映燃烧工况正常与否的重要运行参数之一。目前W型火焰煤粉炉基本上都采用平衡通风方式，炉膛风压稍低于环境大气压力。该炉在运行中维持负压为-50～0Pa（各炉膛负压测点的均值）。当燃烧系统出现故障或异常情况时，最先反映的就是锅炉DCS上炉膛负压显示的变化。例如，锅炉出现灭火，首先反映的就是炉膛负压剧烈波动，先大幅向负方向到底，光字牌报警，然后才是汽泡水位、蒸汽流量和参数指示的变化。当燃烧不稳定时，炉内负压也会有大幅的波动，运行人员可根据负压的波动变化及时调整。为了避免出现正压和缺风现象，原则上是在负荷增加时，先增加引风，然后再增加送风和燃料；反之，在减负荷时，则应先减燃料量，再减风量。
5.4 辅助设备改造
5.4.1 给煤装置改造
在我国燃煤锅炉中使用的给煤装置一般都是斗式，在给煤时，就会出现块煤和末煤混合的现象，这种给煤方式就会导致全部堆叠在炉排上，从而阻碍风量的供给，直接影响到燃烧效率，造成能源的浪费。针对这种情况可以对给煤装置进行改进，将斗式给煤装置改造设计成分层装置（见图1），利用重力筛选器将燃煤中的块煤和末煤分离开，使其能够松散的分布在炉排上，保证风量的供给，从而确保燃煤的充分燃烧，最大程度的提高燃烧效率。这种改造所需费用较低，并且很容易实现，对于炉况较差的锅炉节能效果较为明显。
5.4.2 使用全自动高效激波吹灰器
由于燃煤质量参差不齐，锅炉结构设计以及燃烧参数不合理等各种因素，经常会导致锅炉受热面上积灰和结焦，直接降低受热面的传热性，在严重的情况下还会导致安全事故的发生。对于锅炉受热面积灰和结焦现象的处理，一般都会采用定期除灰、除尘和相应的除尘装置，但是效果不太明显。采用全自动高效激波吹灰器，可利用激波发声的方式来震荡、撞击和冲刷受热面上的灰尘以及结焦，可以達到全面清洁的效果。这种吹灰方式比较便捷，投入成本较低，可减少能源的损耗。
5.4.3 控制系统改造
将锅炉控制系统由手工或半自动改造为全自动，对于负荷变化幅度较大且频繁的锅炉，可按照负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量，使其处于良好的运行状态；对于供暖锅炉，可根据室内外温度变化，实时调节锅炉的输出热量，达到舒适、节能、环保的目的。
结语
加强节能减排，实现低碳发展，是生态文明建设的重要内容，是促进经济提质增效升级的必由之路。实施燃煤锅炉节能技术改造可以从锅炉本体和辅助设备着手，重点开展燃烧优化、低温余热回收、自动控制、主辅机优化和变频控制等方面的工作。鼓励通过产品能效测试、系统能效诊断等工作，提高节能改造的科学性和有效性。
参考文献
[1] 张宏图.黄龙公司燃煤锅炉节能改造工程建设项目管理研究[D].吉林大学，2014.
[2] 史意，臧建彬，陆爱军.燃煤锅炉改造为燃气锅炉的节能分析[J].節能，2010，02：76-77+3.
[3] 杨威.工业燃煤锅炉节能改造原理及方案浅析[J].资源节约与环保，2010，03：78-79.
[4] 马波勇.关于燃煤锅炉的节能环保改造分析[J].化学工程与装备，2012，01：89-90.
[关键词]燃煤锅炉；节能；技术改造
中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）35-0042-02
1 引言
燃煤锅炉的运行需要消耗大量的能源，同时由于燃煤锅炉的构成比较复杂，所以在运行过程中，会因为各个设备之间配合不密切或者设计不合理，而造成效率的下降或者热能的损失。为了加强燃煤锅炉节能优化设计，应该从燃料运行管理、调整燃煤锅炉运行参数、加强受热面和辅机改造，以及引进新技术等方式入手，从而提高燃煤锅炉燃烧热效率。对于燃煤锅炉的节能优化设计，还应该与实际用途相结合，在提高运行效率的基础上，降低运行成本，从而达到节能减排的目的。
2 “W”火焰煤粉炉燃烧原理及配风方式
煤粉气流从双旋风燃烧器的主喷口及乏气喷口垂直向下喷入燃烧室，着火后向下伸展，火焰伸展到一定程度后转弯向上流动前后左右对称均匀，使燃烧均匀，使整个燃烧室内火焰呈“W”形状。为保证无烟煤的着火，采用了煤粉分离浓缩技术及上小下大的正宝塔形式的分级送风。拱上部只送入少量的二次风，该部分风的主要作用是调节煤粉气流的刚性和冷却喷燃器口。拱下逐渐送入大量的二次风，这对分级供氧来满足无烟煤的着火、燃烧和燃尽是有利的，但是如果配风不当，极易引起炉内气流短路，造成飞灰含碳量增加。
3 “W”火焰煤粉炉节能改造的意义
当前，人们的日常生活质量越来越高，对环境的整体要求越来越多样化，为了能够顺应当前社会时代的发展，满足现代人对于环境的整体需求，降低资源能源消耗已经逐渐成为一种新的发展趋势，对各个领域的发展来说，不仅提出了新的要求，而且也是一种发展机遇。在这种形势下，为了能够保证燃煤锅炉使用过程中其自身最大的功能性被充分发挥出来，采用节能减排技术对燃煤锅炉进行改造非常重要，已经逐渐成为当前使用燃煤锅炉作业的重要内容之一。在燃煤锅炉的改造设计过程中，利用新技术不仅能够实现降低资源能源消耗的目的，而且能够从根本上减少由于燃煤锅炉使用而对周围环境造成的污染现象，提高燃煤锅炉的整体使用效率和质量。
4 燃煤锅炉改造中存在的问题
4.1 燃煤锅炉整体质量相对偏低
一些企业在选用锅炉设备时使用质量不过关的设备，以降低采购造价，但是后期的高可靠运行、低故障率和备品备件使用量都会产生低回报率，同时还有可能造成大量的能源浪费，无法达到节能降耗的目的。锅炉设备老化，降低机组经济性，造成不必要的能源消耗。锅炉在长时间使用后，会逐渐出现一系列的磨损、老化问题，从而造成工作时间长、部分能源的浪费等问题。
4.2 锅炉运行问题
当前我国燃煤锅炉能耗之所以比较高，很大程度上是由于锅炉的负荷率较低，无法达到锅炉高效运行的设计值，所以，再使用过程中，燃煤锅炉无法达到理想运行状态，从而导致锅炉的能量传输效率明显减低，而且较低的运行负荷还会缩短发电锅炉的使用年限。其次，在使用过程中，锅炉出现突然熄火的次数比较多，这种情况不仅会影响到煤料燃烧，增加不必要的消耗，而且会对锅炉自身产生较大的负面影响。造成这一问题的原因是多方面的，其中包括低质燃煤的使用以及锅炉的不规范操作等，在锅炉运行过程中，随着非计划熄火停运次数的增加，必然会对锅炉的安全性造成一定的负面影响，而且会增加锅炉的自身损耗，进而造成后期更为严重的能源损耗问题。
4.3 缺乏完善的锅炉辅助配置
在燃煤锅炉运行中，很多企业的燃煤锅炉都保持在低负荷运行的状态之下，由此就降低了燃煤锅炉的热效率，同时也没有充分利用资源。除此之外，燃煤锅炉的辅助配置不够专业与完善，同时辅助配置设备的质量不能与安全生产要求相符。在设备运行时，往往会产生噪声，增加了耗煤量，导致设备运行稳定性不佳，对燃煤锅炉性能的发挥有严重的影响。
5 燃煤锅炉的节能改造措施
5.1 锅炉本体改造
5.1.1 爐拱改造
燃煤锅炉的炉拱主要作用是强化煤块的燃烧的全过程，在设计时都是根据设计煤种完成的。如果无法做到燃用设计煤种，那么就会使得煤块燃烧状况不好，影响锅炉的热效率，从而影响到节能效果。炉拱改造主要是从实际使用的煤种着手来调整锅炉中炉拱的形状与位置，主要是为了加强火焰辐射引燃和气体燃尽，这样可以改善燃煤的燃烧情况，进一步提高。
5.1.2 锅炉烟气余热回收
在锅炉燃烧运行过程中所排放的烟气温度较高，在受热面传热性能较好的情况下，排出的烟气温度也会达到二百度左右。如果受热面的传热性能降低，加之燃烧工况不佳，烟气温度就会进一步上升，致使烟温过高而造成热能的损耗。针对这种情况可以进行烟气余热的回收利用，既能够减少高温烟气对环境的污染，又能够最大程度的降低因高温烟气而造成的热能损耗。所以可利用热管换热技术来回收烟气余热，将收集到的热能应用于空气预热器、省煤器等设备中，为提高工业生产的经济效益、社会效益以及生态效益做出了重大的贡献。
5.2 风阻的调整
在该炉实际运行中，氧量计装设在尾部烟道，风量的调整是以氧量为准进行的。该锅炉设计的最佳氧量在3%--6%，但是在实际运行中，存在氧量显示不准，空预器漏风等因素，所以实际的风量调整是依锅炉的实际运行工况结合氧量表显示进行的。此外还可通过看火孔观察炉内火焰，如火焰炽白刺眼，则说明风量偏大；若火焰暗红不稳，则说明风量偏小；此时，均应进行调整。煤粉的正常燃烧，从炉壁的看火孔观察应具有光亮的金黄色火焰，火色稳定和均匀。火焰中心在燃烧室中部，不触及四周的水冷壁；火焰下部不低于冷灰斗一半的深度，火焰中不应有煤粉分离出来，也不应有明显的星点，烟囱的排烟应程淡灰色。所以要经常注意观察火焰，注意调整火焰中心的位置，若火焰中心发生偏移，火焰颜色不理想应及时对风量做出调整。 5.3 炉膛负压的调整
炉膛负压是反映燃烧工况正常与否的重要运行参数之一。目前W型火焰煤粉炉基本上都采用平衡通风方式，炉膛风压稍低于环境大气压力。该炉在运行中维持负压为-50～0Pa（各炉膛负压测点的均值）。当燃烧系统出现故障或异常情况时，最先反映的就是锅炉DCS上炉膛负压显示的变化。例如，锅炉出现灭火，首先反映的就是炉膛负压剧烈波动，先大幅向负方向到底，光字牌报警，然后才是汽泡水位、蒸汽流量和参数指示的变化。当燃烧不稳定时，炉内负压也会有大幅的波动，运行人员可根据负压的波动变化及时调整。为了避免出现正压和缺风现象，原则上是在负荷增加时，先增加引风，然后再增加送风和燃料；反之，在减负荷时，则应先减燃料量，再减风量。
5.4 辅助设备改造
5.4.1 给煤装置改造
在我国燃煤锅炉中使用的给煤装置一般都是斗式，在给煤时，就会出现块煤和末煤混合的现象，这种给煤方式就会导致全部堆叠在炉排上，从而阻碍风量的供给，直接影响到燃烧效率，造成能源的浪费。针对这种情况可以对给煤装置进行改进，将斗式给煤装置改造设计成分层装置（见图1），利用重力筛选器将燃煤中的块煤和末煤分离开，使其能够松散的分布在炉排上，保证风量的供给，从而确保燃煤的充分燃烧，最大程度的提高燃烧效率。这种改造所需费用较低，并且很容易实现，对于炉况较差的锅炉节能效果较为明显。
5.4.2 使用全自动高效激波吹灰器
由于燃煤质量参差不齐，锅炉结构设计以及燃烧参数不合理等各种因素，经常会导致锅炉受热面上积灰和结焦，直接降低受热面的传热性，在严重的情况下还会导致安全事故的发生。对于锅炉受热面积灰和结焦现象的处理，一般都会采用定期除灰、除尘和相应的除尘装置，但是效果不太明显。采用全自动高效激波吹灰器，可利用激波发声的方式来震荡、撞击和冲刷受热面上的灰尘以及结焦，可以達到全面清洁的效果。这种吹灰方式比较便捷，投入成本较低，可减少能源的损耗。
5.4.3 控制系统改造
将锅炉控制系统由手工或半自动改造为全自动，对于负荷变化幅度较大且频繁的锅炉，可按照负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量，使其处于良好的运行状态；对于供暖锅炉，可根据室内外温度变化，实时调节锅炉的输出热量，达到舒适、节能、环保的目的。
结语
加强节能减排，实现低碳发展，是生态文明建设的重要内容，是促进经济提质增效升级的必由之路。实施燃煤锅炉节能技术改造可以从锅炉本体和辅助设备着手，重点开展燃烧优化、低温余热回收、自动控制、主辅机优化和变频控制等方面的工作。鼓励通过产品能效测试、系统能效诊断等工作，提高节能改造的科学性和有效性。
参考文献
[1] 张宏图.黄龙公司燃煤锅炉节能改造工程建设项目管理研究[D].吉林大学，2014.
[2] 史意，臧建彬，陆爱军.燃煤锅炉改造为燃气锅炉的节能分析[J].節能，2010，02：76-77+3.
[3] 杨威.工业燃煤锅炉节能改造原理及方案浅析[J].资源节约与环保，2010，03：78-79.
[4] 马波勇.关于燃煤锅炉的节能环保改造分析[J].化学工程与装备，2012，01：89-90.