鍋爐節能改造技術研究及實踐

何龍起　趙宏遠　鐵起

【摘 要】本文從鍋爐結構改造、燃燒系統改造及運行管理完善和配套系統優化三個方面簡要概述了現有的工業鍋爐改造技術，提出了實現中小型鍋爐系統節能改造的對策及改造過程中應注意的事項，對中小型鍋爐節能改造具有一定的指導意義。

【關鍵詞】鍋爐；節能改造；技術

0 引言

鍋爐作為工業和社會的必需品，在國民經濟和社會發展中占有重要的地位。目前，我國鍋爐仍然是以燃煤為主，每年消耗的煤炭約占我國煤炭消耗總量的三分之一。其中，中小型燃煤鍋爐占工業鍋爐總臺數的80%以上[1]，而鍋爐實際運行效率比設計效率低約20%，能源浪費嚴重，節能潛力很大。本文對工業鍋爐的節能減排技術和實踐方面的問題加以分析。

1 鍋爐節能改造現狀

為提高鍋爐的經濟性與安全性，鍋爐節能改造已經越來越受到企業的重視。然而鍋爐系統節能改造并非單一的設備改進，而是鍋爐本體結構、配套設備、管網等整個熱力系統的節能改造。我國工業鍋爐逐步向增大容量、熱電聯產、煙氣脫硫脫硝、提高自動調節和控制的程度等方向發展。目前，對工業鍋爐的節能改造技術主要從以下三個方面著手。

1.1 鍋爐系統改造

①煙氣余熱回收：通過在煙道內安裝省煤器、空氣預熱器回收煙氣余熱，以提高鍋爐給水溫度和燃用空氣溫度，并降低排煙溫度，達到鍋爐節能減排、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，可以節省鍋爐燃料，減少排污量，減少鍋爐軟化水補充量，減少軟化水處理量。③設置蒸汽蓄熱器：利用蓄熱器使鍋爐蒸汽保持正常負荷下運行，消除負荷波動對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，給水溫度只需加熱到60℃就能達到除氧目的，既能節約蒸汽，又可以減少排煙損失。

1.2 燃燒系統改造

采用分層給煤技術；改造爐拱；采用分段送風并安裝調節風門；采用二次風強化氣流燃燒；將鏈條爐改造為煤種適應性強、負荷調節比寬、煙氣污染物少的循環流化床鍋爐；改造爐墻減少熱散失；實現燃燒自動化等。

1.3 運行管理完善和配套系統優化

包括鍋爐房設備運行操作、維修及保養管理，水質管理，鍋爐和輔機配套實現給料、著火、燃燒、燃盡和物料流動暢通；配備鍋爐儀表控制系統等?，F有的工業鍋爐節能改造技術雖然豐富多樣，但并不能適應于所有鍋爐的改造。不同型號、不同工況下運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，額定蒸發量10t/h及以下鏈條爐改造應采用鼓泡流化床燃燒方式，而額定蒸發量35t/h及以上鏈條爐改造宜采用循環流化床鍋爐[2]。尤其對于中小型工業鍋爐，因其爐型、使用工況各有不同，運行管理水平參差不齊，涉及的設計和選型差別也很大，能源綜合利用要求各種熱力參數互相耦合，單獨采用某項通用節能措施只能是顧此失彼，遠遠不能達到能源的高效綜合利用。

2 節能改造的流程

2.1 前期診斷

前期診斷是進行鍋爐系統節能改造的基礎，整個改造方案必須根據項目前期診斷的結果及相關原因來確定。前期診斷包括對企業蒸汽需求量、管道布置及輸送效率、余熱回收情況、原鍋爐系統存在的問題及運行工況、燃料的質量及消耗量、鍋爐房運行管理水平等方面進行具體分析，確定鍋爐熱效率低、能源浪費及不安全狀況出現在哪些環節，并得出相應診斷報告。

2.2 改造方案和技術及可行性分析

根據診斷報告及相關改造技術確定改造具體環節；對不同改造技術的局限性、適應性及經濟性進行對比分析，選擇出最適合的改造方法。鍋爐系統綜合改造要求所有熱工參數能有效匹配，同時要考慮動態變化，做到時間上能同步，空間上物理性能允許。另外還需對整個改造方案和技術進行可行性分析，包括技術上的可行性、時間上的可行性（對于在用鍋爐需考慮改造時間帶來的損失）、經濟上的可行性（包括經濟投入及改造后的經濟效益）等，得出相應的改造方案報告、改造圖紙及可行性分析報告。改造方案和技術及可行性分析是整個改造過程的核心。

2.3 改造實施

改造方案的具體實施過程是完成整個節能改造項目的保障。設備及材料的選擇，規范化施工過程的保證等都關系到最終的節能效果，關系到整個項目的成敗，必須按照已確定的方案，快速、規范、有效的實施，并保證整個實施過程安全進行。

2.4 調試及運行管理

改造完成之后應先調試一定的時間，并進行監控、記錄相應數據，通過分析計算，檢驗改造是否合格、節能效果能否達到預期值。節能改造的落腳點是改造效果，只有經過調試和未來運行過程中的監控、計算，才能確定改造是否成功。根據對比分析，良好的運行管理可節能5%以上。對于改造成功后的工業鍋爐，要針對其設置盡可能完善的管理系統。操作工必須進行崗前培訓和日常定期培訓，管理人員需掌握新系統的特點及相關原理，對整個鍋爐系統科學管理與維護（包括鍋爐結構、燃燒調節、水質處理、煤質管理、爐墻及管網保溫等）。

3 實現節能改造的對策

3.1 加強企業節能減排的意識，提高企業對鍋爐節能改造積極性

很多中小型工業鍋爐用戶，只注重當前鍋爐運行所創造的利益，并沒有從長遠角度考慮鍋爐節能所帶來的巨大經濟效益，更不愿承擔節能減排的社會責任。應該加大工業鍋爐節能減排的宣傳力度，創新宣傳的方法，用一些改造比較成功的案例來吸引、指導用戶參與到節能改造中來。對于一些鍋爐使用比較集中的區域，鼓勵企業聯合起來發展集中供熱或熱電聯供，減少中小型鍋爐數量，提高熱效率。

3.2 提高工業鍋爐運行管理水平和操作人員技能

中小型鍋爐用戶也應配備合適的管理人員和操作人員，并對其進行相關知識和技能的強制教育和有針對性、系統性的培訓；建章立制，加強檢查、考核，此外，行業內還可以推廣行之有效的管理及操作人員上崗培訓機制、能力強化提升機制、技術交流平臺等，提高工業鍋爐運行管理水平和操作人員技能，提高此類人員的節能減排意識，杜絕工作中鍋爐系統的“跑、冒、滴、漏”，加強排污、吹灰、防止結焦或結渣、加強水質管理等，并積極為企業的節能改造提出建議。

3.3 廣納人才，重視人才

進行鍋爐改造過程中應按需配備相關人才，讓更多具有專業技能的人士融入到鍋爐系統改造中來，為改造提出新思想、新思路，提高節能改造技術水平，促進中小型工業鍋爐節能改造的全面發展。

3.4 依靠節能公司進行改造，推行合同能源管理模式

隨著科技的進步，節能公司發展迅速。改造技術單一化的節能公司，也在慢慢的增加節能技術的種類，提高綜合能力。節能公司只有為企業提供適宜的專業性技術，真正為企業提高經濟效益，實現鍋爐經濟、安全運行，才能達到雙方共贏的目的。合同能源管理（EPS）是新型的市場化節能機制，這種方式的主要特點和優勢是：不需要客戶投資，設備及技術投資全部由節能公司負責，客戶用節約的費用，支付給節能公司做投資收益，合同期滿后，所有的節能設備及節能效果歸客戶所有。這種合作方式現在已經比較成熟，在建筑節能等領域得到了廣泛應用，目前也逐步應用于工業鍋爐節能領域[4-5]。對于中小型工業鍋爐系統節能改造企業，倡導合同能源管理模式可以大大降低投資風險。

3.5 改善鍋爐用煤措施

目前，工業鍋爐以燃用散煤為主，清潔燃料比重小。煤炭工業能夠提供的經過洗選和篩分的燃煤比例不到原煤供應的20%，而且主要用于煉焦行業，用于工業鍋爐的動力配煤的比例極低。目前，不同類型的工業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，許多粘結性、結焦性很強的煤也被用于鏈條鍋爐。這些煤在入爐過程中受熱膨脹，隨即粘結在鏈條上，阻礙了空氣暢通?；诖?，應該從國家能源戰略管理和技術管理的角度規范各行業的燃料消費政策，具體來講可從以下幾方面入手[3]：對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；對于城鎮生活鍋爐以燃用生物質可再生燃料為主，如燃用生物質顆粒燃料；對于城市工業鍋爐以燃用動力配煤（按粒度分級供應）為主；對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；另外可根據本地區資源條件推廣型煤、水煤漿、煤炭液化、煤炭氣化等潔凈煤技術。

4 結語

要貫徹落實工業鍋爐的節能減排政策，中小型工業鍋爐是重中之重。中小型工業鍋爐系統節能改造的實現具有其特有的難度，應該引起整個行業的重視。企業應該多從長遠利益著想，提高節能環保意識，對于不經濟、不安全的鍋爐應及時選擇改造；節能公司應該加強多方合作，注重提高自身的創新能力和管理能力，擁有全面、有效、實用的節能技術，為有需要的企業提供切實、可行、可靠的鍋爐系統節能改造方案；有志于工業鍋爐節能減排工作的工程技術人員也應為工業鍋爐的節能環保獻計獻策。我國工業鍋爐節能改造任務長遠而又刻不容緩，既要推進用現有技術加快改造，也要不斷研究更科學、更有效的技術，實現在發展中不斷改造，在改造中促進發展的快速前進模式。

【參考文獻】

[1]張海英.中小型工業鍋爐節能改造技術淺談[J].應用科學技術，2009（5）：106- 109.

[2]胡玉龍，孟慶，芮江，等.在用工業鍋爐節能運行與改造[J].應用能源技術，2009（3）：15-17.

[3]許金花，梁偉，楊元璋，等.工業鍋爐合同能源管理模式探索[J].能源與節能，2011，68（5）：7-8.

[責任編輯：王楠]