摘要：由對當前我國工業鍋爐能耗與排汙問題以及我國工業鍋爐的使用現狀，本文在總結我國工業鍋爐使用中普遍存在問題以及分析了工業鍋爐使用問題，簡單敘述了現階段在用工業鍋爐節能所使用的技術、產品以及效果。結合我國工業鍋爐節能潛力，提出我國工業鍋爐節能減排要從源頭、重實用、嚴監管，並強調近期應重點考慮的工業鍋爐節能減排方法、途徑和對策。
因此本文對燃煤工業鍋爐的使用以及節能減排現狀進行分析。
關鍵詞：工業鍋爐、 節能減排 、燃燒技術 、能源 。
一 、工業鍋爐使用中普遍存在的問題
（一）鍋爐執行負荷低
據統計，目前全國工業鍋爐的平均執行負荷只有額定負荷的50%左右，實際執行效率往往要比鑑定熱效率要低，造成一次能源的浪費很大。由於鍋爐的低負荷執行，致使鍋爐執行的一些引數難以控制在合理的範圍內，如爐膛溫度、給風量、漏風係數等。如鍋爐在50%負荷下執行，散熱損失比在額定負荷執行時增大一倍，同時容易造成漏風係數增大，火床和爐膛溫度偏低，燃燒速度明顯減慢，煤中的固定碳燃燒變得越加困難，爐渣含炭量增加，這樣就使不完全燃燒熱損失增大，執行效率下降。
同時由於煙氣溫度及流速發生變化，也增大了尾部受熱面腐蝕與積灰堵塞的可能性，圖1是燃煤鍋爐效率曲線。
圖1（二）燃煤質量不穩定且多變
就燃煤**來講，由於我國國土面積大，產煤地區和大、中城市工業鍋爐所使用的煤為多品種煤——主要是煙煤、無煙煤、貧煤等，煤種經常發生變化。不同地區的煤質相差較大，有些地區的煤質很差。工業鍋爐的燃煤多為未經過洗選加工的原煤，顆粒度沒***，原煤中顆粒度<3mm的細末含量有高達45%~65%，而顆粒度》10mm的塊粒含量僅佔15%~30%。
（三）鍋爐的燃燒裝置存在較多缺陷
目前我國燃煤工業鍋爐的燃燒裝置存在著較多的缺陷。機械爐排普遍存在漏煤量偏大、側密封不嚴等問題（往復爐排更為嚴重）。首先爐排執行易跑偏，受熱後易變性、斷裂，造成爐排漏煤、火口漏風等，造成了灰渣含碳量增加；其次有相當一部分配風裝置、調風門不嚴密，調節件結構不合理導致調節不靈活、調節作用不明顯，且爐排風室間不能密封，各風室互相串風，風量調節效能差，使火床上的各燃燒區段合理布風難以實現甚至不可能；此外爐排與側牆間漏風嚴重，鍋爐橫向風壓分布不均衡。
上海、遼寧等地實測鍋爐過量空氣係數α平均在2~3之間，有的高達5以上。這些都嚴重影響爐內正常燃燒，影響鍋爐執行效率。
（四）鍋爐執行監測儀表不全，控制水平低
目前在用工業鍋爐配置的執行監測儀表不全或失靈，尤其缺少顯示和控制鍋爐經濟執行引數的儀表。由於鍋爐沒有裝設流量表、氧量表、煤量表、溫度表、風壓表等測量儀表，有缺少必要的化驗手段，所以不能測定蒸汽（或給水）流量、燃煤量、過量空氣係數、爐渣含碳量、排煙溫度等經濟執行引數。因此，執行人員在調節時，往往由於缺少資料，不能對鍋爐的執行狀況及時作出準確判斷，無法在鍋爐的燃燒及執行工況變化時，實施相應的執行調節，使鍋爐處於最佳工況執行。
（五）鍋爐水質普遍達不到標準要求
按照gb/t 1576《工業鍋爐水質》標準規定，蒸汽鍋爐、承壓熱水鍋爐的給水應採用鍋外化學處理，也就是要安裝水處理裝置對鍋爐給水進行處理。否則鍋爐水質不達標，會導致鍋爐結垢，既影響鍋爐受熱面傳熱，增加熱阻，又危及鍋爐的安全執行。鍋爐結垢對鍋爐熱效率的影響很大，每增加1mm水垢，將多耗煤3%~4%。
（六）鍋爐輔機配套不當質量不高
目前，許多任務業鍋爐的鼓、引風機和給水幫浦、迴圈水幫浦等輔機配套偏大。即使輔機水按鍋爐的額定容量進行配置，但由於現在使用的幫浦與風機多為通用產品，無負荷調節檔次，不能隨鍋爐執行工況的變動相應進行變速調節，而僅是靠擋板、閥門的節流來調節流量或壓力，所以面對當前鍋爐多數處於低負荷執行狀態，輔機不能在高效率區域執行，輔機裝置處於高消耗、低輸出的執行狀態，使得鍋爐的自身（電）耗比例增加，造成較大的能源浪費。
二、工業鍋爐節能改造使用的主要技術、產品及效果分析
（一） 冷凝式餘熱回受技術
傳統鍋爐的排煙溫度一般在160℃~250℃，煙氣中的水蒸汽仍處於過熱狀態，不可能凝結成液態的水而放出汽化潛熱。總所周知，鍋爐熱效率是以燃料低位發熱值計算所得，未考慮燃料高位發熱值中汽化潛熱的熱損失。因此傳統鍋爐熱效率一般只能達到87%~91%。
採用冷凝式餘熱**技術改造鍋爐，鍋爐排煙溫度可降低到50~70℃，**煙氣中的顯熱和水蒸氣的凝結潛熱，從而大大提高熱效率。
（二）給煤裝置改造
我國的鏈條爐排鍋爐都是燃用原煤，原有的斗式給煤裝置使得塊、末煤混合堆實在爐排上，阻礙爐排通風，影響燃燒。將斗式給煤改造成分層次給煤，即使用重力篩選將原煤中塊、末自下而上鬆散地分布在爐排上，有利用爐排通風、改善燃燒狀況，提高煤的燃燒率，減少爐渣含碳量，節能效果視改前爐況而異，爐況越差，效果越好，一般可提高效率3~5個百分點。該項改造投資少，見效快，投資**也很快。
部分單位的實踐已做出了很好的證明。
（三）爐拱改造
鏈條爐排鍋爐的爐拱是按設計煤種配置的，拱型結構對煤種是否使用，對鏈條爐排燃燒好壞是乙個關鍵。目前在用鍋爐的絕大部分爐拱都是ii類煙煤設計的，由於實際執行工況與設計的差異（一是煤質不符合設計煤種要求及煤種多變;二是鍋爐低負荷執行，爐溫低，煤末進後拱已成壓火狀況），直接影響了鍋爐的熱效率，甚至影響鍋爐出力。按照實際使用的煤種，適當改變爐拱的形狀與尺寸，可以改善燃燒狀況，提高燃燒效率，減少燃煤消耗。
這項改造可降低爐（灰）渣含碳量30%~50%，而且可提高出力。技改投資半年左右可收回。
（四）燃燒系統改造
鏈條爐排鍋爐在負荷變化或煤質變化尤其是變差時往往會冒煙，爐齡較長的鍋爐此現象更為嚴重。近幾年，一項旨在降低汙染、節約能源的工業鍋爐「氣、煤混燒」技術在美國等發達國家推廣應用。據了解，這種技術就是在爐膛適當部位噴入燃氣助燃燃煤，此項技術在美國的老齡鍋爐改造中應用較多，我國也有改造例項（如宣化鋼鐵集團公司焦化廠三颱shl20—25/400—aii鍋爐的改造）。
該項技術具有下列優點：暖爐、點火乾淨快捷；鍋爐負荷調節範圍擴大，避免降負荷損失；由於燃盡率提高和過量空氣減少，鍋爐熱效率提高；適應負荷快速變化和煤質變化等。因此，該項技術可以在現在或將來有供氣源的地方用於燃煤工業鍋爐的改造，節能效果一般可提高5~10個百分點。
（五）鍋爐輔機節能改造
燃煤鍋爐的主要輔機——給水幫浦、鼓風機和引風機的執行引數與鍋爐的熱效率和耗能量直接相關，用適當的變頻調速技術，按照鍋爐的負荷需要調節給水量、鼔、引風量，維持鍋爐執行在最佳狀況，一方面可以節約鍋爐燃料，另一方面又可以節約給水幫浦和風機的耗電，節電率一般可達20%~60%，節能效果好。
（六）層燃鍋爐改造成迴圈流化床鍋爐
迴圈流化床鍋爐是燃煤在爐內迴圈流化燃燒，所以，它的熱效率比層燃鍋爐高10~15個百分點，而且負荷調節效能好，可以燃用劣質煤；此外由於可以使用石灰石在爐內脫硫，所以，不但可以大大減少燃煤鍋爐酸性氣體、的排放量，而且其灰渣可直接用於生產建築材料。這種改造已經有不少成功案例，但它的改造投資較高，約為購置新爐費用的70%，而且會大幅度提高電能消耗，所以要慎重決策。
（七）控制系統改造
工業鍋爐控制系統節能改造主要是按照鍋爐的負荷要求，實時調節給煤量、給水量、鼔引風量，特別是實施燃燒自動調節，包括電動機的變頻調速，裝設煙氣氧量監測儀表，再配以先進的調風裝置，可大幅提高燃燒效率，降低過量空氣係數，使鍋爐經常處在良好的執行狀態，從而提高鍋爐效率，一般可提高2~3個百分點。
（八）在供熱系統中推廣蓄熱器
由於採用蓄熱器，可以在使用者用熱負荷多變條件下，保持鍋爐的執行工況穩定，使鍋爐一直以穩定負荷狀況工作，從而提高執行熱效率。不然，由於鍋爐在低負荷或變負荷下執行，熱效率將會急劇下降。經上海地區試驗，在供熱系統採用蓄熱器的情況下，鍋爐熱效率可提高4~5個百分點，且對系統也有益。
（九）其他改造
a）配以自動控制排汙閥，以降低排汙熱損失；
b）完善爐牆保溫及管道保溫，根據實踐經驗，做好保溫可提高鍋爐效率1.5~2個百分點；
c）安裝鍋爐吹灰器，一方面能提高受熱面傳熱效果，另一方面能降低排煙溫度30℃~45℃不等，可提高鍋爐效率2~3個百分點。
三、工業鍋爐節能減排技術、方法和措施
（一） 採用高效清潔燃燒技術
1.1 迴圈流化床鍋爐。該技術綜合了鼓泡床和高速汽化床鍋爐的優點，克服了高速床磨損嚴重、高溫分離結構複雜、難於控制的缺點。
迴圈流化床鍋爐適用的燃料為工業煤矸石、煙煤、貧煤等，燃燒效率為89%~92%，容量35~130蒸噸。1臺75蒸噸鍋爐每年節煤1萬噸，一年減少co2排放1.69萬噸，壽命期內可減排co225.
42萬噸。
1.2 拋煤機燃燒鍋爐。拋煤機鏈條爐排鍋爐是拋煤機和鏈條爐排相結合的產物。
在拋煤燃燒過程中，煤粒細屑拋入爐膛時呈半懸浮燃燒，較大顆粒落到爐排上繼續進行層狀燃燒。此種燃燒具有著火條件優越、燃燒熱、強度高、煤種適應範圍廣等優點。還配有二次風及飛灰回燃裝置以充分燃燼及減少飛灰不完全燃燒熱損失，提高執行效率，減少汙染排放。
與鏈條爐排相比，此種鍋爐的爐排熱強度、爐膛熱強度及燃燒效率都比較高。鍋爐熱效率大於84%，容量為10~30蒸噸。1臺75蒸噸鍋爐每年節煤8100噸，年減少co2排放1.
33萬噸，壽命期內可減少co2排放19.97萬噸。
1.3 振動爐排鍋爐。振動爐排是一種全機械化、能自動撥火、分段送風的平面式燃燒系統。
該爐燃燒採用煙煤時可顯著提高熱效率，每年可節煤500噸，年減少co2排放827噸，壽命期內可減少co2排放1.24萬噸。
1.4 翻轉爐排 (萬用爐排)鍋爐。bl型萬用爐排是一種用推力送料，類似於往復爐排的燃燒裝置，屬於一種水冷式層狀燃燒裝置。
適用範圍廣，可燃用煙煤、無煙煤、褐煤或各種廢料及垃圾。此種爐排與鏈條爐排相比，製造成本低、燃燒充分、熱效率高、水冷結構、爐排壽命長。熱效率可達80%~82%，鍋爐容量可達4～20蒸噸。
1臺6蒸噸翻轉爐排鍋爐，每年可節煤400噸，年減少co2排放約666噸，壽命期內可減排co2近1萬噸。
（二） 鍋爐燃燒系統的優化
2.1 採取均勻分層給煤技術。由於我國煤炭管理環節粗放，我們所用的燃煤是未經篩分分選的寬篩分燃煤，煤粒粒度大的可達40mm以上，另外還有40%左右的粒徑是小於3mm的粉末煤，超過層燃爐對燃煤粒度的要求，原來的給煤機構為煤閘板式，燃煤經煤閘板擠壓後形成的煤層非常密實，大顆粒煤之間的間隙被細煤填滿，造成通風困難，在開始通風較強區域的燃燒速度快，空隙率增加的速度也相應加快，使強風區域風量越來越大，從而很快被燃燼。
相反，通風較弱的地方風量越來越小，最終在此處造成較大的不完全燃燒損失，細煤比較集中的地方易形成火口。消除火口的有效方法是採用分層給煤裝置，對燃煤進行粒度分選，使落到爐排上的燃煤按粒度大小分層排列，即大塊煤在下面，中塊煤在中間，細煤在煤層表面。這樣煤層比較疏鬆，煤粒之間有間隙，降低通風阻力，減小鼓風機負荷，有效避免爐排上出現的火口和燃燒不均勻現象，改善煤的著火條件，提高火床的熱強度和燃燒速度，有利於煤的充分燃燒。
鍋爐節能報告
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