论文部分内容阅读
[摘 要]文章对燃煤锅炉节能改造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]供暖锅炉；节能技术改造；问题；对策
中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0099-01
引言
供热锅炉型式各异，主要是层燃锅炉，它们的热效率普遍较低，低于80%者居大多数，高效、低污染、宽煤种的循环流化床锅炉为数很少。结果是能源消耗量过大，甚至不能满足生产要求。当前推广应用的节能改造技术，大部分是针对正转链条炉排锅炉的。
一、燃煤锅炉改造中存在的问题
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。
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。
二、供暖锅炉节能技术改造对策
1、锅炉本体改造
1.1炉拱改造
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。
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。
2、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。
3、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，直接影响到燃燒效率，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，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。
4、燃烧系统的改造
对于链条炉排炉，可以在炉前增加一个喷入装置，可以适当地喷入定量煤粉。喷入煤粉主要是增加一定量的悬浮燃烧，有利于整体的燃烧效果。喷入装置必须调控好喷入煤粉量位置与喷射速度，否则会在一定程序上增大排烟温度，反而降低燃烧效果影响节能。从整体的情况来看，通过燃烧系统的改造可以达到5%～10%的节能效果。
5、对控制系统的改进
锅炉系统的控制，是根据锅炉的负荷来说，对于锅炉的负荷进行相应的水量、引风量的控制，从而确保锅炉的运行平稳性。在必要情况下，可以将手动控制装置改为自动控制模式，这对那些负荷较大且变化频率比较明显的设备，达到自动调节的目的。其中，燃煤锅炉在运行过程中，对水泵及风机的使用耗费了大量的电力，这就需要对锅炉燃烧系统进行变频调控。由于变频调速可以实现平稳连续的调速特点，这种系统的改进，既可以使企业成本达到节约，还可以让锅炉系统性运行增强，避免了人为的延缓及不准确性。
6、采用高效清洁燃烧技术的锅炉
（1）循环流化床锅炉。该技术综合了鼓泡床和高速汽化床锅炉的优点，克服了高速床磨损严重、高温分离结构复杂、难于控制的缺点。循环流化床锅炉适用的燃料为工业煤矸石、烟煤、贫煤等，燃烧效率为89%～92%，容量35～130蒸t。1台75蒸t锅炉每年节煤1万t，年减少CO2排放1.69万t，寿命期内可减排CO225.42万t。
（2）抛煤机燃烧锅炉。抛煤机链条炉排锅炉是抛煤机和链条炉排相结合的产物。在抛煤燃烧过程中，煤粒细屑抛入炉膛时呈半悬浮燃烧，较大颗粒落到炉排上继续进行层状燃烧。此种燃烧具有着火条件优越、燃烧热、强度高、煤种适应范围广等优点。还配有二次风及飞灰回燃装置以充分燃烬及减少飞灰不完全燃烧热损失，提高运行效率，减少污染排放。与链条炉排相比，此种锅炉的炉排热强度、炉膛热强度及燃烧效率都比较高。锅炉热效率大于84%，容量为10～30蒸t。1台75蒸t锅炉每年节煤8100t，年减少CO2排放1.33万t，寿命期内可减少CO2排放19.97万t。
（3）振动炉排锅炉。振动炉排是一种全机械化、能自动拨火、分段送风的平面式燃烧系统。该炉燃烧采用烟煤时可显著提高热效率，每年可节煤500t，年减少CO2排放827t，寿命期内可减少CO2排放1.24万t。
（4）翻转炉排（万用炉排）锅炉。BL型万用炉排是一种用推力送料，类似于往复炉排的燃烧设备，属于一种水冷式层状燃烧装置。适用范围广，可燃用烟煤、无烟煤、褐煤或各种废料及垃圾。此种炉排与链条炉排相比，制造成本低、燃烧充分、热效率高、水冷结构、炉排寿命长。热效率可达80%～82%，锅炉容量可达4～20蒸t。1台6蒸翻转炉排锅炉，每年可节煤400t，年减少CO2排放约666t，寿命期内可减排CO2近1万t。
结语
总而言之，在实际发展中，供热系统节能具备的潜能非常大，在实践活动中分析可知，气候补偿调节和分时分区域节能的有效结合是管理的重要方向。同时，在实际发展中也存在一定的问题，因为节能改造的时间较短，没有设定平衡阀，导致系统无法实施管网平衡整合，系统存在水力失调的情况。由此，就需要系统设计人员结合实际改造需求和区域特点，提出正确的改造方案。
参考文献
[1] 王耀国.工业锅炉节能改造技术的研究[J].中国新技术新产品，2017（07）：45-46.
[2] 李耀国，陈奇峰，于冀芳等.绿色化锅炉节能改造的应用研究[J].探索科学，2016，（10）：168.
[3] Yang Qifei，杨奇飞，Xu Jinhua等.生物质锅炉在建筑绿色化改造中的应用潜力[C].//2013既有建筑绿色化改造关键技术研究与示范项目交流会论文集.2013：170-173.
[关键词]供暖锅炉；节能技术改造；问题；对策
中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0099-01
引言
供热锅炉型式各异，主要是层燃锅炉，它们的热效率普遍较低，低于80%者居大多数，高效、低污染、宽煤种的循环流化床锅炉为数很少。结果是能源消耗量过大，甚至不能满足生产要求。当前推广应用的节能改造技术，大部分是针对正转链条炉排锅炉的。
一、燃煤锅炉改造中存在的问题
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。
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。
二、供暖锅炉节能技术改造对策
1、锅炉本体改造
1.1炉拱改造
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。
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。
2、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。
3、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，直接影响到燃燒效率，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，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。
4、燃烧系统的改造
对于链条炉排炉，可以在炉前增加一个喷入装置，可以适当地喷入定量煤粉。喷入煤粉主要是增加一定量的悬浮燃烧，有利于整体的燃烧效果。喷入装置必须调控好喷入煤粉量位置与喷射速度，否则会在一定程序上增大排烟温度，反而降低燃烧效果影响节能。从整体的情况来看，通过燃烧系统的改造可以达到5%～10%的节能效果。
5、对控制系统的改进
锅炉系统的控制，是根据锅炉的负荷来说，对于锅炉的负荷进行相应的水量、引风量的控制，从而确保锅炉的运行平稳性。在必要情况下，可以将手动控制装置改为自动控制模式，这对那些负荷较大且变化频率比较明显的设备，达到自动调节的目的。其中，燃煤锅炉在运行过程中，对水泵及风机的使用耗费了大量的电力，这就需要对锅炉燃烧系统进行变频调控。由于变频调速可以实现平稳连续的调速特点，这种系统的改进，既可以使企业成本达到节约，还可以让锅炉系统性运行增强，避免了人为的延缓及不准确性。
6、采用高效清洁燃烧技术的锅炉
（1）循环流化床锅炉。该技术综合了鼓泡床和高速汽化床锅炉的优点，克服了高速床磨损严重、高温分离结构复杂、难于控制的缺点。循环流化床锅炉适用的燃料为工业煤矸石、烟煤、贫煤等，燃烧效率为89%～92%，容量35～130蒸t。1台75蒸t锅炉每年节煤1万t，年减少CO2排放1.69万t，寿命期内可减排CO225.42万t。
（2）抛煤机燃烧锅炉。抛煤机链条炉排锅炉是抛煤机和链条炉排相结合的产物。在抛煤燃烧过程中，煤粒细屑抛入炉膛时呈半悬浮燃烧，较大颗粒落到炉排上继续进行层状燃烧。此种燃烧具有着火条件优越、燃烧热、强度高、煤种适应范围广等优点。还配有二次风及飞灰回燃装置以充分燃烬及减少飞灰不完全燃烧热损失，提高运行效率，减少污染排放。与链条炉排相比，此种锅炉的炉排热强度、炉膛热强度及燃烧效率都比较高。锅炉热效率大于84%，容量为10～30蒸t。1台75蒸t锅炉每年节煤8100t，年减少CO2排放1.33万t，寿命期内可减少CO2排放19.97万t。
（3）振动炉排锅炉。振动炉排是一种全机械化、能自动拨火、分段送风的平面式燃烧系统。该炉燃烧采用烟煤时可显著提高热效率，每年可节煤500t，年减少CO2排放827t，寿命期内可减少CO2排放1.24万t。
（4）翻转炉排（万用炉排）锅炉。BL型万用炉排是一种用推力送料，类似于往复炉排的燃烧设备，属于一种水冷式层状燃烧装置。适用范围广，可燃用烟煤、无烟煤、褐煤或各种废料及垃圾。此种炉排与链条炉排相比，制造成本低、燃烧充分、热效率高、水冷结构、炉排寿命长。热效率可达80%～82%，锅炉容量可达4～20蒸t。1台6蒸翻转炉排锅炉，每年可节煤400t，年减少CO2排放约666t，寿命期内可减排CO2近1万t。
结语
总而言之，在实际发展中，供热系统节能具备的潜能非常大，在实践活动中分析可知，气候补偿调节和分时分区域节能的有效结合是管理的重要方向。同时，在实际发展中也存在一定的问题，因为节能改造的时间较短，没有设定平衡阀，导致系统无法实施管网平衡整合，系统存在水力失调的情况。由此，就需要系统设计人员结合实际改造需求和区域特点，提出正确的改造方案。
参考文献
[1] 王耀国.工业锅炉节能改造技术的研究[J].中国新技术新产品，2017（07）：45-46.
[2] 李耀国，陈奇峰，于冀芳等.绿色化锅炉节能改造的应用研究[J].探索科学，2016，（10）：168.
[3] Yang Qifei，杨奇飞，Xu Jinhua等.生物质锅炉在建筑绿色化改造中的应用潜力[C].//2013既有建筑绿色化改造关键技术研究与示范项目交流会论文集.2013：170-173.