燃煤锅炉节能改造技术综述

    据1998年工业普查统计，工业燃煤锅炉保有量为52万台、120万蒸吨，其中70%是蒸汽锅炉，其余是热水锅炉，年耗煤炭约4亿吨标准煤。工业燃煤锅炉型式各异，主要是正传链条炉排锅炉，占总数的70%以上，它们的热效率普遍较低，平均只有 67%，比发达国家低15～20个百分点。其主要原因是排烟热损失和不完全燃烧热损失过大。发达国家燃煤工业锅炉的过量空气系数大多控制在1.3～1.5 之间，中国实际运行值平均高达2.0～3.0，过分过量空气加大排烟热损失；英国燃煤工业锅炉煤渣含碳量设计要求在3%～5%之间，实际运行控制在 1.4%～2.5%之间，而中国燃煤工业锅炉煤渣含碳量设计推荐8%～12%，实际运行却达到10%～27%。排烟热损失和不完全燃烧热损失浪费惊人，节能潜力巨大。实际上，针对燃煤锅炉的大多数技改措施都是围绕上述两点展开的。
    对于半新以下的锅炉，采取技术改造措施解决问题，经济合理；对于接近寿命期的锅炉，则以更新为佳；究竟采取何种措施，应以、成熟，经济合理为原则。各种技改措施分述如下。
    锅炉烟气余热回收
    工业锅炉烟气排放温度普遍高达180℃以上，既污染了环境，又浪费了宝贵的烟气余热资源。利用热管换热技术，可有效回收这部分受污染的烟气余热资源，用来预热锅炉助燃空气（空预器）；预热锅炉给水（省煤器）；生产热水（水加热器），变废为宝，项目的经济效益和社会效益非常显著。
    给煤装置改造
    中国的层燃锅炉都是燃用原煤，其中占多数的正转链条炉排锅炉，原有的斗式给煤装置，使块、末煤混合堆实在炉排上，阻碍锅炉进风，影响燃烧。将斗式给煤改造成分层给煤，使用重力筛选器将原煤中块、末煤自下而上松散地分布在炉排上，有利于进风，改善燃烧状况，提高煤炭的燃烧率，减少灰渣含碳量，可获得5%～20%的节煤率，节果视改前炉况而异，炉况越差，效果越好。项目投资很少，节益很好，回收很快。
    炉膛内壁喷涂节能涂料
    锅炉水冷壁管、过热器管、省煤器管长期经受烟气中粉尘的高速冲刷，加之铁管的高温氧化作用，致使铁管壁厚磨损严重，锅炉使用寿命直线下降；更重要的是，铁管的远红外辐射系数只有0.65左右，炉膛内的热量不能很快透过铁管传递到水中，因此强烈建议现役燃煤锅炉水冷壁管和省煤器管表面喷涂远红外辐射节能涂料，提高铁管表面的辐射系数到0.93以上，保护炉体、延长炉龄、有效辐射炉膛内红外热能，显著提高炉膛内的热传递效果，减少黑油排放，节约燃料消耗5～35%，投资不多，效果很好。
    富氧燃烧
    当锅炉需要扩容、火焰温度不够、煤渣含碳量偏高、烟气林格曼黑度无法达标、锅炉燃烧效率不高、锅炉出力不足的时候，可以考虑采用富氧燃烧技术，增加助燃空气中氧气的含量，使燃料燃烧的更加充分，同时，降低空气过剩系数，减少燃烧后的烟气排放量，提高火焰温度和降低排烟黑度，实现节能5%～15%，提高锅炉出力10%以上。富氧燃烧技术的节能和环保效益都很好，项目的投资回收期不到一年。
    全自动激波吹灰器
    锅炉积灰结焦将严重降低热效率，因此除灰势在必行。利用激波发生技术，震荡、撞击和冲刷锅炉过热器、空预器、省煤器表面的积灰结焦，使其破碎脱落。因清灰效果好、吹灰彻底、不留死角、运行成本极低、投资效益很高的特点，全自动激波吹灰器深受用户欢迎，是燃煤、燃油、燃气锅炉和窖炉除灰的佳选择，必将取代其它传统吹灰设备，在锅炉清灰节能方面具有广阔的发展前景。
    蒸汽锅炉密闭式高温凝结水回收
    针对过去开式回收凝结水所存在的闪蒸汽浪费、凝结水再次被氧化、热能回收率不高的缺陷，在详尽调查用汽设备热负荷的前提下，通过更换先进疏水阀，平衡回收管网压力，增设蒸汽喷射热泵和GY凝结水回收装置，可以实现高温凝结水的密闭式回收，节约锅炉燃料15%～30%，回收95%的纯净凝结水，其投资回收期不超过壹年。
    燃烧系统改造
    对于正转链条炉排锅炉，这项技术改造是从炉前适当位置喷入适量煤粉到炉膛的适当位置，使之在炉排层燃基础上，增加适量的悬浮燃烧，可以获得10%左右的节能率。但是，喷入的煤粉量、喷射速度与位置要控制适当，否则，将增大排烟黑度，影响节果。对于燃油、燃气和煤粉锅炉，是用新型节能燃烧器取代陈旧、落后的燃烧器，改造效果也与原设备状况相关，原状越差，效果越好，一般可达5%～10%。
    炉拱改造
    正转链条炉排锅炉的炉拱是按设计煤种配置的，有不少锅炉不能燃用设计煤种，导致燃烧状况不佳，直接影响锅炉的热效率，甚至影响锅炉出力。按照实际使用的煤种，适当改变炉拱的形状与位置，可以改善燃烧状况，提高燃烧效率，减少燃煤消耗，现在已有适用多种煤种的炉拱配置技术。这项改造可获得10%左右的节果，技改投资半年左右可收回。
    锅炉辅机节能改造
    燃煤锅炉的主要辅机——鼓风机和引风机的运行参数与锅炉的热效率和耗能量直接相关，用适当的调速技术，按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量，维持锅炉运行在佳状况，一方面可以节约锅炉燃煤，又可以节约风机的耗电，节果是很好的。
    锅炉本体保温
    一般锅炉本体在20℃的环境温度下，散热损失在2%以内，锅炉本体保温不好，将加重锅炉的散热损失，恶化现场环境。我公司推出一种新型专用保温膏，该材料粘度大，保温效果好，干后抗冲击、抗震动，整体密封性能有显著加强，与特殊配套的防水涂料相配合使用下，外表平整光滑、亮丽，色彩可随意选择。因此涂用锅炉保温膏后，可有效减少散热损失0.5%～1%，改善劳动条件，美化劳动环境。
    定期清理锅炉与省煤器烟灰污垢
    锅炉经过一段时间运行后，管束、烟室及省煤器内外壁都会产生积灰与结垢现象，严重影响了锅炉出力和热效率，建立定期清理锅炉积灰、结垢制度，可减少热阻，增加传热效果，保证锅炉在良好状态下运行，可达到节果。
    分层燃锅炉改造成循环流化床锅炉
    循环流化床锅炉是煤粉在炉膛内循环流化燃烧，所以，它的热效率比层燃锅炉高15～20个百分点，而且可以燃用劣质煤；由于可以使用石灰石粉在炉内脱硫，所以，不但可以大大减少燃煤锅炉酸雨气体SO2的排放量，而且其灰渣可直接生产建筑材料。这种改造已有不少成功案例，但它的改造投资较高，约为购置新炉费用的 70%，所以，要慎重决策。
    旧锅炉更新
    这项改造是用新锅炉替换旧锅炉，包括用新型节能型锅炉替换旧型锅炉，用大型锅炉替换小型锅炉，用高参数锅炉替换低参数锅炉，以实现热电联产等，如用适当台数大容量循环流化床锅炉替换多台小容量层燃锅炉，实现热电联产。由于可以较大幅度提高锅炉的能源效率，所以，节益可观，投资回收期较短，长则4～5年，短则2～3年。
    控制系统改造
    工业锅炉控制系统节能改造有两类，一是按照锅炉的负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量，使锅炉经常处在良好的运行状态。将原来的手工控制或半自动控制改造成全自动控制。这类改造，对于负荷变化幅度较大，而且变化频繁的锅炉节果很好，一般可达10%左右；二是针对供暖锅炉的，内容是在保持足够室温的前提下，根据户外温度的变化，实时调节锅炉的输出热量，达到舒适、节能、环保的目的。实现这类自动控制，可使锅炉节约20%左右的燃煤。对于燃油、燃气锅炉，节果是相同的，其经济效益更高。
    结论
    工业锅炉节能改造的以上各项内容实施后，效果均可较大幅度地减少煤炭或其它化石燃料的消耗，所以，均可大幅度的减少温室气体CO2的排放量，有利于缓解全球气候变暖，同时也减少酸雨气体SO2和总悬浮颗粒物的排放量，有益于改善地区的生态环境。

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