燃煤锅炉现状及节能减排对策研究

燃煤锅炉现状及节能减排对策研究

刘大炜

河北大唐国际丰润热电有限责任公司河北省唐山市063000

摘要：随着全球能源的紧张，节约能源已成为全世界共同关注的话题，同时，节约能源也成为我国的基本国策之一，能源的枯竭、环境的破坏，不仅使得生态系统平衡受到破坏，也导致人、经济、自然无法和谐发展，因此，建立资源节约的社会已成为搞好经济、保护生态环境的前提。

关键词：锅炉；节能减排；技术

在国民经济发展、人民生活中起着不可或缺的作用。同时工业锅炉在使用过程中对环境造成的污染也日趋严重．尤其是燃煤工业锅炉的低能效和高污染与我国节能减排政策的矛盾日益突出，许多地区已经采取了淘汰燃煤工业锅炉的措施。但是国情所限，不可能在短期将所有燃煤工业锅炉全部淘汰．因此掌握燃煤工业锅炉现状并制定节能减排对策具有重要意义。

一、锅炉能源浪费原因

1.锅炉的容量不够大，致使发热效率低。我国在进入21世纪对节能减排加大了重视，对一些项目进行了资金支持，但由于很多企业在技术上缺少指导或者说没有专业的技术人员，导致小容量锅炉依然占据着很大空间，此外，大锅炉在低负荷下工作，煤炭不能够有效的燃烧，造成资源的严重浪费。

2.排烟的温度很高，造成大范围的污染。从现在的发展来看，很多企业的锅炉仍以燃烧方法为主要的燃烧方法。这样使得煤烟排放的温度很高，达到300℃以上，使得煤炭的利用率不高，并且这样会使大量的煤烟粉尘降落到空气中，一些有害气体对环境造成严重污染。

3.锅炉运行自控装置水平不符合要求。操作人员在调整锅炉燃烧工况或负荷变化时，由于无法掌握具体相关数据，不能及时根据负荷变化及时准确调整锅炉运行工况，这都是由于大多供热企业锅炉大都没有配置运行检测仪表。从而使锅炉、电机的运行效率不能发挥出应有的效果，造成了资源的浪费，导致锅炉系统运行效率下降。

4.锅炉受热面结焦、积灰严重。最近几年，出现诸如能源紧张，锅炉系统能源不能得到及时的补给，而且锅炉采用的燃料品质参差不齐，五花八门，黏结性物质增多，锅炉积灰严重、受热面结焦的现象，这都是由于受到国际环境与社会效应的影响造成的。根据相关技术的研究与改进目前清除锅炉结焦、积灰的有效方法主要为化学方法和法机械方法，但由于结焦、积灰成分的不同及各锅炉结构的差异，清除效果不是很明显。

二、工业锅炉节能减排措施

1.洁净燃料工程。（1）以气代煤。天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%。燃气锅炉热效率比燃煤锅炉高出20%～30%，燃气炉窑热效率比燃煤窑炉高出5%～10%。因而天然气的利用不仅有助于减少污染物的排放量，从而减少酸雨、雾霾天气的形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量，还能起到节能的效果。数据显示，在产生相同能量的情况下，天然气的二氧化碳排放量分别为煤炭和石油的56%和71%，氮氧化物的排放量为煤炭和石油20%，二氧化硫排放量不到煤炭和石油的1%，天然气的粉尘颗粒排放量可以忽略不计。如燃烧1kg煤炭所产生的CO2是天然气的2倍，是油的1.5倍。而燃烧100亿立方米天然气与燃烧同热量的煤相比可减少CO2、SO2和NOx分别为2500万吨、20万吨和12万吨。因此我们可以看出，天然气替代煤后，工业锅炉的热效率上了一个大台阶，同时还在很大的程度上减少了污染物的产生。（2）水煤浆技术。水煤浆是20世纪70年代兴起的煤基液态燃料，可作为炉窑燃料或合成气原料，具有燃烧稳定、污染排放少等优点。实践证明，水煤浆在锅炉和窑炉中的燃烧效率从烧原煤80%左右提高到96～98%，锅炉热效率从60～65%提高到83%以上，而燃用水煤浆的运行成本仅仅占成本的1/3。（3）煤的气化。煤的气化利用是煤高效清洁利用的一个方向。对工业锅炉而言，燃用煤气便于控制炉内工况，如炉温、燃烧气氛等，使之较好地满足工艺燃用煤气要求，可以是锅炉效率提高20%以上，同时，煤的气化利用还具有优良的环保特性：1）从气化炉出来的煤气可经过除尘设施除尘，经过干法或湿法脱硫脱硝，目前静电除尘器的除尘率已达99%，湿法脱硫脱硝率也已达90～95%。在流化床气化炉中，可掺入石灰石（CaCO3）或白云石（CaCO3、MgCO3）进行脱硫，脱硫率可达80%。2）煤在气化炉中灰转变成了玻璃化或块状化的物质，可用于筑路或制作水泥，工业炉窑就变成了无渣燃烧。（4）生物质燃料。生物质燃料的原料为玉米等农作物的秸秆、稻草、稻壳、木屑、刨花、芦苇、蒿草、树枝、树叶等生物质废弃物。这些农林剩余物经粉碎-混合—挤压—烘干等工艺，最后制成颗粒状燃料，可直接作为燃料燃烧。生物质是一种清洁无污染的经济性燃料。燃用约10万吨生物质能成型燃料，相当于标准煤5.2万吨，同时燃烧过程中还减少CO2、SO2排放量分别为：11万吨、44万吨。

2.污染物减排工程。我国大气污染为煤烟型污染，颗粒物和二氧化硫污染严重，工业锅炉是量大面广的污染源，亟待治理。（1）污染物治理。1）烟气脱硝炉膛喷射法：实质是向炉膛喷射还原性物质，可在一定温度条件下还原已生成的NOx，从而降低NOx的排放量。包括喷水法、二次燃烧法（喷二次燃料即前述燃料分级燃烧）、喷氨法等。SCR：SCR系统是通过在催化剂上游的烟气中喷入氨或其他合适的还原剂，利用催化剂将烟气中的NOx转化为氮气和水，其NOx的脱除率可达到80~90%。SNCR：选择性还原脱硝技术的脱硝率为30%~50%，主要优点是投资及运行费用低，缺点是对温度依赖性强，氨的逃逸量大。SNCR与SCR混合烟气脱硝技术：它是把SNCR工艺的低费用特点同SCR工艺的高效率及低的氨逃逸率进行有效结合。该SNCR与SCR混合工艺可以达到40%～80%的脱硝效率。2）烟气脱硫湿法烟气脱硫：指应用液体吸收剂（如水和碱性溶液等），洗涤含二氧化硫烟气脱除烟气中的二氧化硫。脱硫率达90％以上。半干法脱硫：反应在气、固、液三相中进行，利用烟气显热蒸发吸收液中的水份，使最终产物为干粉状。目前其脱硫效率可达80％～85％，虽然较湿法低，但投资及运行费用也较低。干法烟气脱硫：指应用干粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来处理含二氧化硫烟气，使烟气中的二氧化硫得到净化。此法脱硫效率为40％～60％。3）烟气除尘工业烟气除尘技术的种类有：旋风除尘、湿法除尘、静电除尘、过滤除尘等。（2）烟气集中处理。可在燃煤锅炉比较的集中的区域，将各企业燃烧所产生的烟气进行集中处理。烟气集中处理的优点：1）节约烟气处理成本。集中烟气处理减少了各企业单位的洗煤设备成本。2）安装高烟囱和烟气净化装置，最大程度消除烟气中NOx、SOx以及粉尘等污染区，减轻大气污染，改善环境卫生。

.3.节能减排新技术开发。（1）污染物协同治理技术。随着污染物控制种类的不断增加，以及我国环保政策和排放标准日趋严格，面对大气复合型污染问题，单项污染物分级治理模式已不能适应以节能减排和可持续发展为理念的烟气排放控制技术的深度和广度发展趋势，燃煤烟气治理重点已经开始转向烟气脱硝、脱硫、脱汞、粉尘、PM2.5等多污染物协同治理。（2）共性关键技术。随着我国环保政策和排放标准日趋严格，针对燃煤工业锅炉以及窑炉同样存在的SO2、NOx、CO2以及粉尘排放量过高，以及我国现在各处雾霾天气严重、PM2.5排放严重超标这一问题，鼓励开展对燃煤工业锅炉共性关键技术的研究开发。

总之，应该鼓励企业加大节能减排技术改造和技术创新投入，增强自主创新能力；加强对锅炉操作人员和管理人员节能减排技能培训考核；定期开展锅炉效能测试工作，了解锅炉经济运行状况的优势，明确节能减排的主要途径。

参考文献：

[1]王钦新.浅谈燃煤锅炉现状及节能减排对策研究.2017.

[2]赵武.工业锅炉技术创新与发展思路探讨.2017.