付东彬 李维 吕海涛
摘要:随着人们环保意识的不断增强,节能降耗及环境污染治理力度的不断加大,锅炉运行过程中存在的大量污染物及能源消耗问题,受到关注和重视,同时随着经济建设的快速发展与人们物质生活水平的不断提高,对能源需求量快速增长,而现阶段我国人均资源明显低于其他国家,因此对燃煤锅炉节能降耗工作加大推行力度,对于促进我国环境保护和经济发展可持续发展有着重要的现实意义。本文结合燃煤锅炉节能减排要求,对其节能降耗的对策和措施进行分析和探讨。
关键词:燃煤锅炉 节能降耗 节能意识 燃料质量管理
目前采用锅炉燃烧方式进行集中供暖,仍是现阶段锅炉燃烧的重要的方式之一,其在居民居住供暖中得到广泛应用,并具有较高的便利性,但同时其能源消耗也最大,其锅炉燃烧所带来的燃料损耗极大,主要原因涉及了燃料质量、锅炉自身系统等方面,因此锅炉燃烧效率提升,对节能降损措施加强研究和应用,对于促进我国能源可持续发展至关重要。
1 燃煤锅炉节能减排概述
通常锅炉通过燃料燃烧的方式形成和产生能源领域中的热能,利用热能对水进行加热,同时,燃煤锅炉主要利用燃煤运转设备,根据具体的燃烧方式,可将其细分为分层燃炉、沸腾式烧炉、室燃、旋风炉等,根据出渣手段可将其划分为液态形式的除渣炉、固态形式的除渣炉,根据锅炉安装方式可划分为支承式燃煤锅炉、悬吊式燃煤锅炉等。
随着各行业领域的快速发展,技术水平的不断提升,现阶段所生产的新型锅炉相较之下,在污染治理、能耗降低方面取得了极大的成效。首先,需要对老旧燃煤锅炉改造或更新加强重视,使节能减耗工作得以顺利开展。其次,需要对充分利用先进的管理方法和技术,进一步升级锅炉系统,有效提升整个锅炉系统技术水平,确保锅炉工作流程更加高效、有序[1];同时,需要对燃煤质量不高,导致燃煤中的能量无法充分发挥的问题予以解决,可通过区域锅炉专用燃煤集中配送加工中心建立和完善的方式,确提燃煤质量,并使其能够在锅炉工作中得以更全面地应用。再次,随着科学技术的不断发展,以及环保清洁能源及可再生能源的应用,其作为锅炉燃料,能够大幅度减少燃煤资源消耗及燃烧所产生的污染物。最后,需要对节能降耗的燃烧技术加大研究和实践应用力度,如层燃烧技术、粉煤灰或水煤浆燃烧技术等,使燃煤利用率及锅炉运行效率最大程度提升。
2 燃料质量管理及燃烧管理策略
2.1 燃料储备及配放
作为目前主要的供热燃料,煤炭质量直接影响着整个供热系统运行效率,也直接决定着锅炉供热系统的节能降耗效果。因此,首先应对燃料质量加强控制和管理。由于燃煤需要通过运输、装卸等过程,才能在锅炉供热系统中加以使用,此过程中会形成一定消耗,针对此状况,国家也对相应的法规进行了制定,需要在实际运输和装卸过程中,严格按照相关管理规定进行操作,使能源损耗最大程度减少。其次,需要根据燃煤级别,对其采取分级堆放的形式,对燃煤加强存储管理,并根据燃烧实际情况,对防护措施进行科学、合理的制定,对燃煤加强保护,使燃煤运输储存过程中的燃煤消耗进一步降低,使节能降耗目的得以实现。现阶段在燃煤堆放中普遍存在着在大量采购后露天摆放的形式,因无任何防护措施,导致燃煤因受到自然环境的影响而出现不断消耗的现象,就需要遵循一定原则,对燃煤进行合理分类,并针对不同种类的燃煤,采用更具针对性、更合理的存储方式。另外,还应对燃煤存储时间加强控制,应尽可能在半年内使用,导致因长时间储存而影响燃煤质量,造成损耗量加大。
2.2 燃料质量加强控制
在锅炉稳定运行过程中,燃料质量起到至关重要的作用,尤其是原煤质量,因此需要对燃料质量加强控制。通常需要控制原煤中硫含量和灰含量,确保前者低于15%,后者低于30%。其次根据锅炉的实际情况对煤炭颗粒及含水量进行确定,通常采用具有一定黏性的原煤,能够对灰、硫含量得以保证,在燃烧过程中所产生的二氧化硫和烟尘较少,一旦灰含量过多,会因燃烧细化而形成大量烟尘。另外需要保证原煤的黏性,如果较为干燥,可在燃烧过程中加入适量的水.使原煤黏性提高,防止燃烧进出现不完全燃燒现象。另外,还需要结合原煤的质量和锅炉燃烧情况,对水的掺入量进行确度,防止因煤炭过湿造而造成燃烧不完全问题出现。
3 锅炉及供热系统节能措施
3.1 企业节能意识增强
为了从根源上解决锅炉节能降耗的问题,首先,企业管理者及内部员工需要对节能减耗与锅炉运行模式改造之间的内在联系提高认识,使企业节能减排不断增强,进而从促进节能降耗目标的实现。在实际管理工作中,企业管理者需要对节能降耗措施在提高企业经济效益和社会效益中的重要作用予以认同,并对只关注经济利润提高的传统思路进行积极转变。其次,需要加大资金投入,对锅炉运行模式进行不断优化,并结合锅炉性能试验等,使燃烧调整优化、节能减排技术改造指导等顺利开展。最后,需要对锅炉实施节能降耗改造的长期性有所认识。另外,企业应对锅炉运行中仍存在的运行弊端加强分析,对新型锅炉改造技术加强引进,从锅炉节能及环保两个方面入手,使综合生产效益得以有效提升。
3.2 通风措施合理运用
锅炉在燃烧运行过程中,封闭空间内氧气含量会随着燃烧过程发生的变化,如在链条锅炉燃烧过程中,因燃烧通道采用管状分布,炉排不断转动,管内燃料燃烧的同时,每根管道会沿着管道方向燃烧,会导致顺管道头部及中间位置氧气含量较低而造成燃料不完全燃烧的问题,在此状况下,可通过管道前方进行风机安置的方式,一旦出现燃烧不充分的情况,可通过通风,将氧气输送至燃烧管道中,使燃料得以充分燃烧。其次可提高锅炉内每一风室的密闭性,避免出现锅炉炉膛漏风的情况,并使可燃烧气体与空气之间混合效果增强,使燃料燃烧的完整性提高。另外,通过对改造锅炉引风机和鼓风机,提高其运行的科学性,同时应对火焰状态加强掌握,在此基础上对锅炉配风情况加大研究力度。例如,火焰呈现出发暗或红色时,说明此时出风量过小,因对要锅炉风量适当加强;火焰过亮,则说明出风量过大,需要对风量进行适当减弱。
3.3 锅炉循环水质量加强控制
在锅炉传热过程中,主要采用水循环方式,但在长时间循环使用后,极容易产生水垢,燃烧损耗也会随着水垢厚度的不断增加而加大,同时水垢不断堆积会严重影响锅炉的运行的稳定性和安全性,甚至会导致锅炉爆炸等安全事故发生。所以在锅炉过程中,应对循环水质量加强重视,最大限度地减少锅炉中存在的水垢。另外,为了解决水垢堆积的问题,需要对锅炉燃烧过程中导致水垢形成的镁、钙离子含量加强控制,避免在燃烧过程中形成中碳酸钙导致水中形成水垢[2]。目前,可通过钠离于逆流再生的燃烧设备的过用,有效提升水质,同时还可运用真空除氧技术,使原料传热效率有效提升,锅炉运行安全隐患最大程度地减少。
3.4 二次回风技术加强应用
为了有效促进锅炉燃烧过程中燃料燃烧效率,可通过风量控制,利用二次通风系统加入风量,使燃料充分燃烧得以保证。通过二次通风系统的应用,能够参锅炉内部通过气、烟、尘的混合漩涡的形成,使粉煤灰停留时间及燃烧时间延长,使燃料得以充分燃烧。根据相关研究和统计可以发现,充分利用一次通风系统,能够使锅炉内温度降低,使受热面热量利用率及燃烧效率有效提升,通过二次通风系统的运用,能够进一步提高热量利用率。另外,在锅炉燃烧过程中,应对供热系统的相关阀门进行定期及不定期检查,避免锅炉存在漏水问题。
3.5 分层分行给煤技术应用
利用可变形组合式筛分器,结合煤种和粒度变化,采用分层分行给煤燃烧技术,使煤斗落下时煤可以实现分层分行,例如,煤料的细颗粒和沫煤能够落在上面,大中颗粒落在下层,且煤层外表呈现峰谷相间的态势,同时由于波谷处通风阻力相对较滤,横向增加表面的展开长度,且底部均为蓬松颗粒,在保证给风均匀的情况下,能够先引燃起火,再将高温火头及热流通过对流的方式向波峰处沫煤直接传导,使燃烧更加充分,锅炉热效率有效提高。
3.6 加强对燃煤锅炉节能降耗技术的创新
随着知识经济时代的到来,市场经济的日益昌盛,企业需要对创新型技术加强重视,使其能够在可持续发展中发挥重要推动作用。因此对于相关工业企业而言,需要对市场竞争实质加强认识,结合自身实际运营及发展情况,对锅炉节能降耗技术创新加强重视,对绿色发展观予以树立,使为企业可持续健康发展奠定坚实的基础。例如,锅炉制造工业企业可与科学研究所、高等院校等加强合作,使专业人才的理论及技术创新优势得以充分发挥,对锅炉节能降耗技术加大研发力度,对锅炉节能降耗改造进程进一步推动,并对锅炉加大防腐处理工作。另外,根据锅炉工作中的实际负荷要求,对自动控制系统加强应用,并对锅炉工作参数进行及时调节,使锅炉能够始终保持最佳运行状态[3]。
3.7 制粉系统工作性能改善
为了确保锅炉制粉系统运行的良好性,使燃烧器喷入炉内煤粉的均匀性、细度得以保证,进而使炉内燃烧率进一步提高,同时,煤粉情况也直接影响着锅炉炉渣、飞灰含碳量及锅炉煤耗指标。所以,通过对磨煤机出口分离器进行不断优化改造,能够使制粉系统工作性能有效改善,磨煤机出口煤粉细度和煤粉浓度切实提升,使锅炉燃烧效率得以根本改善[4]。另外,需要定期检查和更换钢球磨煤机筒内衬板,对磨煤机筒内钢球进行及时补充,并对其中的运行电流加强监视,通过定期清理磨煤机出口分离器,并定期检查回粉阀,能够使磨煤机保持最佳磨煤出力、通风出力及干燥出力运行,使制粉系统的良好工作状态得以有效保障。
3.8 对锅炉房人员加强管理,对节能考核加强重视
锅炉运行效率与锅炉房管理人员及司炉人员的专业能力及技术水平密切相关,因此,需要对锅炉房管理人员和司炉人员加强培训教育,使其能够对系统和设备功熟悉掌握,专业知识及技能有效提升,确保系统和设备处于最佳运行状态。同时还应与考核奖惩相结合,积极组织班组间展开节能竞赛,使相关人员节能意识和责任心增强
另外,锅炉房加强燃料管理,对燃料进行合理使用,能够使节能降耗目标得以实现,其中,司炉人员对燃料量和质提高管理意识至关重要,其需要结合燃料品质的差异性,对燃烧进行合理调节,使燃烧效率有效提升的同时,还需要为管理者进行能效考核提供参考依据。其中,燃料管理涉及:根据购货单据核对进厂燃料品质,燃料进厂验收、过秤、记录入账等;燃料分区存放时,应根据燃料价格、种类、进厂日期进行分区存放,对燃料特性进行标注;燃料应根据不同煤种进行混配调整,包括颗粒度、水分等;对燃料消耗进行计量,包括了各班班和每台锅炉,并根据燃料种类对消耗情况进行记录,确保单耗有比较、能耗有指标,进而为节能评比开展提供重要数据。
5 锅炉保养与维护措施
5.1 锅炉内积灰随时清除
为了有效提升锅炉热效率,需要对积灰进行及时清理。现阶段在锅炉积灰清理过程中,通常采用的方式有化学方法、机械方法等,其中由硝酸钾、硫酸混合粉末组成的化学清灰剂化得以广泛应用,这也是目前积灰处理的主要手段。化学清灰剂利用高压空气喷入后,能够在炉膛内与烟灰发生化学反应,有利于灰垢松散而自行脱落。
5.2 对锅炉本体及管道加强保温
与外部环境温度相较之下,因锅炉及供热系统温度较高,锅炉本体及供热系统出现散热损失难以避免,因此通过在锅炉本体及管道中加强保温层设置,能够使热损失尽可能减少[5]。另外,在热损失中,还需要对热力管网及阀门等漏水加强重视,应对热力管路进行绝热保护,尽可能降低热损失。在热水管道集气罐排气时,通过自动排气阀或密闭关锁阀门的运用,能够尽可能地使用户乱开阀门放热水的现象减少。最后,还应对供热体统中阀门的接头及散热器等进行定期检查,避免出现漏水现象。
5.3 人员节能意识增强
在锅炉节能降耗管理中,需要从成本管理及技术管理两个方面入手。其中成本管理包括了燃料管理,针对水及蒸汽等锅炉产品,需要对产量加强计划,对计量加强分析,同时对锅炉设备加强维护管理,对停炉检查制度进行完善,并提高操作人员的节能意识,使节能降耗措施能够有效落实[6]。在技术管理层面,应结合实际运行情况,对相应管理系统进行不断完善,其中包括了各种计量装置、燃烧中应有取样装置及仪表等;同时,还应对水质化验室进行设置,使烟气分析、煤的工业分析及灰渣含碳量分析等需要得以有效满足。另外,通过所有操作人员节能意识的增强,确保锅炉系统正常运行的同时,对整个供热系统加强维护管理,确保问题能够及时发现和妥善解决。
6 结语
为了进一步提高供暖企业经济效益和社会效益,需要对锅炉供热系统的节能降耗加强重视,使企业和社会可持续发展得以有效促进。同时需要对节能降耗工作的长期性和复杂性提高认识,由于锅炉供热系统受到诸多因素的影响,极容易导致大量不必要的能源损耗,因此,需要对锅炉供热系统加强改造,对先进技术加强引进,对燃煤的供應质量不断改善,通过有效措施的运用,使节能减耗目标得以实现。
参考文献
[1] 韩基文,魏国华.浅谈燃煤锅炉节能减排的建议与措施[J].锅炉制造,2021(6):38-39.
[2] 胡振圆,聂金龙,郑浩然,等.燃煤锅炉的节能环保改造措施[J].山西冶金,2021,44(3):280-281,288.
[3] 贾楠,路晓雯,卞金飞,等.燃煤工业锅炉热效率与节能改造技术[J].节能,2021,40(9):27-29.
[4] 刘勇.燃煤锅炉节能减排技术探析[J].全面腐蚀控制,2019,33(7):13-15.
[5] 王灏.火力发电锅炉节能降耗对策与措施研究[J].设备管理与维修,2020(18):159-160.
[6] 穆会群.火力发电厂锅炉节能降耗的对策探究[J].内蒙古煤炭经济,2020(18):42-43.
作者简介:付东彬(1979—),男,本科,工程师,研究方向为特种设备检验检测。李维(1981—),男,本科,工程师,研究方向为特种设备检验检测。吕海涛(1985—),男,本科,工程师,研究方向为特种设备检验检测。