何龍起　趙宏遠(yuǎn)　鐵起

【摘 要】本文從鍋爐結(jié)構(gòu)改造、燃燒系統(tǒng)改造及運(yùn)行管理完善和配套系統(tǒng)優(yōu)化三個(gè)方面簡(jiǎn)要概述了現(xiàn)有的工業(yè)鍋爐改造技術(shù)，提出了實(shí)現(xiàn)中小型鍋爐系統(tǒng)節(jié)能改造的對(duì)策及改造過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)，對(duì)中小型鍋爐節(jié)能改造具有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】鍋爐；節(jié)能改造；技術(shù)

0 引言

鍋爐作為工業(yè)和社會(huì)的必需品，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中占有重要的地位。目前，我國(guó)鍋爐仍然是以燃煤為主，每年消耗的煤炭約占我國(guó)煤炭消耗總量的三分之一。其中，中小型燃煤鍋爐占工業(yè)鍋爐總臺(tái)數(shù)的80%以上[1]，而鍋爐實(shí)際運(yùn)行效率比設(shè)計(jì)效率低約20%，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，節(jié)能潛力很大。本文對(duì)工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排技術(shù)和實(shí)踐方面的問(wèn)題加以分析。

1 鍋爐節(jié)能改造現(xiàn)狀

為提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)性與安全性，鍋爐節(jié)能改造已經(jīng)越來(lái)越受到企業(yè)的重視。然而鍋爐系統(tǒng)節(jié)能改造并非單一的設(shè)備改進(jìn)，而是鍋爐本體結(jié)構(gòu)、配套設(shè)備、管網(wǎng)等整個(gè)熱力系統(tǒng)的節(jié)能改造。我國(guó)工業(yè)鍋爐逐步向增大容量、熱電聯(lián)產(chǎn)、煙氣脫硫脫硝、提高自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制的程度等方向發(fā)展。目前，對(duì)工業(yè)鍋爐的節(jié)能改造技術(shù)主要從以下三個(gè)方面著手。

1.1 鍋爐系統(tǒng)改造

①煙氣余熱回收：通過(guò)在煙道內(nèi)安裝省煤器、空氣預(yù)熱器回收煙氣余熱，以提高鍋爐給水溫度和燃用空氣溫度，并降低排煙溫度，達(dá)到鍋爐節(jié)能減排、提高熱效率的作用。②冷凝水與廢蒸汽回收：充分利用冷凝水和廢蒸汽，可以節(jié)省鍋爐燃料，減少排污量，減少鍋爐軟化水補(bǔ)充量，減少軟化水處理量。③設(shè)置蒸汽蓄熱器：利用蓄熱器使鍋爐蒸汽保持正常負(fù)荷下運(yùn)行，消除負(fù)荷波動(dòng)對(duì)鍋爐燃燒和熱效率的影響。④采用真空除氧：真空度維持在7998Pa時(shí)，給水溫度只需加熱到60℃就能達(dá)到除氧目的，既能節(jié)約蒸汽，又可以減少排煙損失。

1.2 燃燒系統(tǒng)改造

采用分層給煤技術(shù)；改造爐拱；采用分段送風(fēng)并安裝調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)；采用二次風(fēng)強(qiáng)化氣流燃燒；將鏈條爐改造為煤種適應(yīng)性強(qiáng)、負(fù)荷調(diào)節(jié)比寬、煙氣污染物少的循環(huán)流化床鍋爐；改造爐墻減少熱散失；實(shí)現(xiàn)燃燒自動(dòng)化等。

1.3 運(yùn)行管理完善和配套系統(tǒng)優(yōu)化

包括鍋爐房設(shè)備運(yùn)行操作、維修及保養(yǎng)管理，水質(zhì)管理，鍋爐和輔機(jī)配套實(shí)現(xiàn)給料、著火、燃燒、燃盡和物料流動(dòng)暢通；配備鍋爐儀表控制系統(tǒng)等?，F(xiàn)有的工業(yè)鍋爐節(jié)能改造技術(shù)雖然豐富多樣，但并不能適應(yīng)于所有鍋爐的改造。不同型號(hào)、不同工況下運(yùn)行的鍋爐適宜采用的改造方式不同。例如，同樣是鏈條爐的改造，額定蒸發(fā)量10t/h及以下鏈條爐改造應(yīng)采用鼓泡流化床燃燒方式，而額定蒸發(fā)量35t/h及以上鏈條爐改造宜采用循環(huán)流化床鍋爐[2]。尤其對(duì)于中小型工業(yè)鍋爐，因其爐型、使用工況各有不同，運(yùn)行管理水平參差不齊，涉及的設(shè)計(jì)和選型差別也很大，能源綜合利用要求各種熱力參數(shù)互相耦合，單獨(dú)采用某項(xiàng)通用節(jié)能措施只能是顧此失彼，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到能源的高效綜合利用。

2 節(jié)能改造的流程

2.1 前期診斷

前期診斷是進(jìn)行鍋爐系統(tǒng)節(jié)能改造的基礎(chǔ)，整個(gè)改造方案必須根據(jù)項(xiàng)目前期診斷的結(jié)果及相關(guān)原因來(lái)確定。前期診斷包括對(duì)企業(yè)蒸汽需求量、管道布置及輸送效率、余熱回收情況、原鍋爐系統(tǒng)存在的問(wèn)題及運(yùn)行工況、燃料的質(zhì)量及消耗量、鍋爐房運(yùn)行管理水平等方面進(jìn)行具體分析，確定鍋爐熱效率低、能源浪費(fèi)及不安全狀況出現(xiàn)在哪些環(huán)節(jié)，并得出相應(yīng)診斷報(bào)告。

2.2 改造方案和技術(shù)及可行性分析

根據(jù)診斷報(bào)告及相關(guān)改造技術(shù)確定改造具體環(huán)節(jié)；對(duì)不同改造技術(shù)的局限性、適應(yīng)性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對(duì)比分析，選擇出最適合的改造方法。鍋爐系統(tǒng)綜合改造要求所有熱工參數(shù)能有效匹配，同時(shí)要考慮動(dòng)態(tài)變化，做到時(shí)間上能同步，空間上物理性能允許。另外還需對(duì)整個(gè)改造方案和技術(shù)進(jìn)行可行性分析，包括技術(shù)上的可行性、時(shí)間上的可行性（對(duì)于在用鍋爐需考慮改造時(shí)間帶來(lái)的損失）、經(jīng)濟(jì)上的可行性（包括經(jīng)濟(jì)投入及改造后的經(jīng)濟(jì)效益）等，得出相應(yīng)的改造方案報(bào)告、改造圖紙及可行性分析報(bào)告。改造方案和技術(shù)及可行性分析是整個(gè)改造過(guò)程的核心。

2.3 改造實(shí)施

改造方案的具體實(shí)施過(guò)程是完成整個(gè)節(jié)能改造項(xiàng)目的保障。設(shè)備及材料的選擇，規(guī)范化施工過(guò)程的保證等都關(guān)系到最終的節(jié)能效果，關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的成敗，必須按照已確定的方案，快速、規(guī)范、有效的實(shí)施，并保證整個(gè)實(shí)施過(guò)程安全進(jìn)行。

2.4 調(diào)試及運(yùn)行管理

改造完成之后應(yīng)先調(diào)試一定的時(shí)間，并進(jìn)行監(jiān)控、記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)，通過(guò)分析計(jì)算，檢驗(yàn)改造是否合格、節(jié)能效果能否達(dá)到預(yù)期值。節(jié)能改造的落腳點(diǎn)是改造效果，只有經(jīng)過(guò)調(diào)試和未來(lái)運(yùn)行過(guò)程中的監(jiān)控、計(jì)算，才能確定改造是否成功。根據(jù)對(duì)比分析，良好的運(yùn)行管理可節(jié)能5%以上。對(duì)于改造成功后的工業(yè)鍋爐，要針對(duì)其設(shè)置盡可能完善的管理系統(tǒng)。操作工必須進(jìn)行崗前培訓(xùn)和日常定期培訓(xùn)，管理人員需掌握新系統(tǒng)的特點(diǎn)及相關(guān)原理，對(duì)整個(gè)鍋爐系統(tǒng)科學(xué)管理與維護(hù)（包括鍋爐結(jié)構(gòu)、燃燒調(diào)節(jié)、水質(zhì)處理、煤質(zhì)管理、爐墻及管網(wǎng)保溫等）。

3 實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造的對(duì)策

3.1 加強(qiáng)企業(yè)節(jié)能減排的意識(shí)，提高企業(yè)對(duì)鍋爐節(jié)能改造積極性

很多中小型工業(yè)鍋爐用戶(hù)，只注重當(dāng)前鍋爐運(yùn)行所創(chuàng)造的利益，并沒(méi)有從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮鍋爐節(jié)能所帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)效益，更不愿承擔(dān)節(jié)能減排的社會(huì)責(zé)任。應(yīng)該加大工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的宣傳力度，創(chuàng)新宣傳的方法，用一些改造比較成功的案例來(lái)吸引、指導(dǎo)用戶(hù)參與到節(jié)能改造中來(lái)。對(duì)于一些鍋爐使用比較集中的區(qū)域，鼓勵(lì)企業(yè)聯(lián)合起來(lái)發(fā)展集中供熱或熱電聯(lián)供，減少中小型鍋爐數(shù)量，提高熱效率。

3.2 提高工業(yè)鍋爐運(yùn)行管理水平和操作人員技能

中小型鍋爐用戶(hù)也應(yīng)配備合適的管理人員和操作人員，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)知識(shí)和技能的強(qiáng)制教育和有針對(duì)性、系統(tǒng)性的培訓(xùn)；建章立制，加強(qiáng)檢查、考核，此外，行業(yè)內(nèi)還可以推廣行之有效的管理及操作人員上崗培訓(xùn)機(jī)制、能力強(qiáng)化提升機(jī)制、技術(shù)交流平臺(tái)等，提高工業(yè)鍋爐運(yùn)行管理水平和操作人員技能，提高此類(lèi)人員的節(jié)能減排意識(shí)，杜絕工作中鍋爐系統(tǒng)的“跑、冒、滴、漏”，加強(qiáng)排污、吹灰、防止結(jié)焦或結(jié)渣、加強(qiáng)水質(zhì)管理等，并積極為企業(yè)的節(jié)能改造提出建議。

3.3 廣納人才，重視人才

進(jìn)行鍋爐改造過(guò)程中應(yīng)按需配備相關(guān)人才，讓更多具有專(zhuān)業(yè)技能的人士融入到鍋爐系統(tǒng)改造中來(lái)，為改造提出新思想、新思路，提高節(jié)能改造技術(shù)水平，促進(jìn)中小型工業(yè)鍋爐節(jié)能改造的全面發(fā)展。

3.4 依靠節(jié)能公司進(jìn)行改造，推行合同能源管理模式

隨著科技的進(jìn)步，節(jié)能公司發(fā)展迅速。改造技術(shù)單一化的節(jié)能公司，也在慢慢的增加節(jié)能技術(shù)的種類(lèi)，提高綜合能力。節(jié)能公司只有為企業(yè)提供適宜的專(zhuān)業(yè)性技術(shù)，真正為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)鍋爐經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行，才能達(dá)到雙方共贏的目的。合同能源管理（EPS）是新型的市場(chǎng)化節(jié)能機(jī)制，這種方式的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)是：不需要客戶(hù)投資，設(shè)備及技術(shù)投資全部由節(jié)能公司負(fù)責(zé)，客戶(hù)用節(jié)約的費(fèi)用，支付給節(jié)能公司做投資收益，合同期滿(mǎn)后，所有的節(jié)能設(shè)備及節(jié)能效果歸客戶(hù)所有。這種合作方式現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟，在建筑節(jié)能等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，目前也逐步應(yīng)用于工業(yè)鍋爐節(jié)能領(lǐng)域[4-5]。對(duì)于中小型工業(yè)鍋爐系統(tǒng)節(jié)能改造企業(yè)，倡導(dǎo)合同能源管理模式可以大大降低投資風(fēng)險(xiǎn)。

3.5 改善鍋爐用煤措施

目前，工業(yè)鍋爐以燃用散煤為主，清潔燃料比重小。煤炭工業(yè)能夠提供的經(jīng)過(guò)洗選和篩分的燃煤比例不到原煤供應(yīng)的20%，而且主要用于煉焦行業(yè)，用于工業(yè)鍋爐的動(dòng)力配煤的比例極低。目前，不同類(lèi)型的工業(yè)鍋爐基本上都適合于燃燒特定尺寸的粒煤。但鏈條爐排鍋爐燃用的散煤是由不同粒度的煤混合而成的，許多粘結(jié)性、結(jié)焦性很強(qiáng)的煤也被用于鏈條鍋爐。這些煤在入爐過(guò)程中受熱膨脹，隨即粘結(jié)在鏈條上，阻礙了空氣暢通?；诖耍瑧?yīng)該從國(guó)家能源戰(zhàn)略管理和技術(shù)管理的角度規(guī)范各行業(yè)的燃料消費(fèi)政策，具體來(lái)講可從以下幾方面入手[3]：對(duì)于城市生活鍋爐以燃用清潔燃料為主，新能源為輔，如燃用油品和天然氣、煤氣、液化氣等清潔燃料；對(duì)于城鎮(zhèn)生活鍋爐以燃用生物質(zhì)可再生燃料為主，如燃用生物質(zhì)顆粒燃料；對(duì)于城市工業(yè)鍋爐以燃用動(dòng)力配煤（按粒度分級(jí)供應(yīng)）為主；對(duì)于大容量的集中供熱熱水鍋爐允許使用爐前篩分和成型的混煤配煤；另外可根據(jù)本地區(qū)資源條件推廣型煤、水煤漿、煤炭液化、煤炭氣化等潔凈煤技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

要貫徹落實(shí)工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排政策，中小型工業(yè)鍋爐是重中之重。中小型工業(yè)鍋爐系統(tǒng)節(jié)能改造的實(shí)現(xiàn)具有其特有的難度，應(yīng)該引起整個(gè)行業(yè)的重視。企業(yè)應(yīng)該多從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益著想，提高節(jié)能環(huán)保意識(shí)，對(duì)于不經(jīng)濟(jì)、不安全的鍋爐應(yīng)及時(shí)選擇改造；節(jié)能公司應(yīng)該加強(qiáng)多方合作，注重提高自身的創(chuàng)新能力和管理能力，擁有全面、有效、實(shí)用的節(jié)能技術(shù)，為有需要的企業(yè)提供切實(shí)、可行、可靠的鍋爐系統(tǒng)節(jié)能改造方案；有志于工業(yè)鍋爐節(jié)能減排工作的工程技術(shù)人員也應(yīng)為工業(yè)鍋爐的節(jié)能環(huán)保獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。我國(guó)工業(yè)鍋爐節(jié)能改造任務(wù)長(zhǎng)遠(yuǎn)而又刻不容緩，既要推進(jìn)用現(xiàn)有技術(shù)加快改造，也要不斷研究更科學(xué)、更有效的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在發(fā)展中不斷改造，在改造中促進(jìn)發(fā)展的快速前進(jìn)模式。

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[責(zé)任編輯：王楠]