浅谈锅炉设备的节能减排措施

浅谈锅炉设备的节能减排措施

周仓

伊犁新天煤化工有限责任公司 新疆伊宁市 835000

摘要：随着我国经济的快速发展，工业制造、生产能力得到了很大提升，但与此同时也面临着产能过剩、环境污染等问题，节能、减排、降耗已成为我国经济发展的重要课题。在此大背景下，我国颁布了《中华人民共和国节约能源法》，并于2008年4月1日起开始实施，后来又于2009年1月颁布了《特种设备安全监察条例》，2013年6月颁布了《中华人民共和国特种设备安全法》，这一系列举措都将特种设备在使用过程中的节能工作上升到法律层面，为特种设备节能、减排工作提供了制度保障。

关键词：锅炉节能措施；运行管理

引言

锅炉是工业生产中极为关键的一种能量转换设备，利用燃料等能源产生热能，将水加热成热水或蒸汽，为火力发电提供热能、机械能或电能，其种类繁多，常见的有蒸汽锅炉、采暖热水锅炉、自备热电联产锅炉、特种用途锅炉和余热锅炉等。当前，大部分工业锅炉仍然使用煤炭作为原材料，燃煤过程中会产生较多的污染物质，比如说二氧化碳、硫化物、氮氧化物、煤灰、重金属污染物等，需经过烟气治理后再排放。

1锅炉的概念及分类

锅炉，顾名思义，它分为锅和炉两部分，锅是用来盛装介质的容器，包括水、导热油等；炉是指燃料发生化学反应的设备，包括炉排、燃烧器等。锅炉其本质是一种能量转换设备，它是将输入锅炉中的燃料化学能、电能、核能等，转化成具有一定热能的蒸汽、热水，或者有机热载体。锅炉中产生的热水可直接用来给人们供暖，蒸汽可用来工业生产，也可通过蒸汽动力装置，如汽轮机转换为机械能，然后转换为电能。

锅炉的种类很多，并非所有的锅炉都是特种设备，《特种设备安全监察条例》给出了锅炉的具体定义，即只有工作参数在条例规定内的才属于特种设备，条例规定以外的不属于特种设备，比如常压锅炉。简单来说，能够提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活供暖、洗浴以及工业生产中为了控制工艺温度所用的热水锅炉。热水锅炉按照能量来源可分为电、燃油、燃气及燃煤热水锅炉等，现在城市集中供暖主要是采用大型燃煤热水锅炉。

产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，主要用于工业中，也有部分使用单位将蒸汽锅炉通过加装换热器来采暖。蒸汽锅炉按照构造可以分为立式、卧式两种，一般立式锅炉为两回程结构，卧式为三回程结构。锅炉回程数多，可换热的面积就大，换热效果就好，热效率就高。但是回程数多以后，烟气阻力也会加大，燃烧效果就会变差。

2锅炉运行中存在的问题

1）锅炉热效率较低。在工业革命不断推进下，各类机械设备被创新制造而出并应用于各领域中，对各行各业的发展起到了较大的促进作用。各类机械设备应用于工业过程中，其还存在一定的不足，表现在能源消耗量较大，并且排放物质进入环境后对环境产生了较大的污染。锅炉汽轮机是工业生产中普遍应用的设备，因存在能耗高且污染环境的问题而不利于我国工业的发展。锅炉汽轮机的容量以小容量居多，导致燃烧过程中存在着不完全燃烧的问题，从而降低了热效率。排烟的温度显著升高，增加了运行热量的损失。大容量锅炉汽轮机经常会处于低负荷的运行状态，导致锅炉内存在的燃料未达到完全燃烧的效果，浪费能源的同时，降低了燃烧工况。

2）自动化水平较差。在科学技术快速发展下，设备自动化装置应用于工业生产中可以显著提升生产质量与效率。目前，锅炉汽轮机在运行时，自控装置的使用率显著较低，甚至较多锅炉未引入运行检测表，导致操作人员不能掌握准确的数据信息，无法及时调整锅炉运行，并且电机运行过程也受到了限制，最终引发能源浪费的问题。

3）污染较大。在锅炉汽轮机运行时燃料燃烧的过程中会产生烟雾，目前，大多数锅炉汽轮机燃烧过程属于层燃模式，燃烧效率较低，并未达到完全燃烧的要求，导致排放的烟雾中含有较多的二氧化碳等有害气体，对环境造成了严重的污染。锅炉汽轮机应用的燃料以煤炭能源为主，燃烧后会产生大量二氧化碳与二氧化硫等，对气温产生较大影响，如地表温度升高等。

3锅炉节能减排措施分析

3.1根据生产用汽，合理安排锅炉使用负荷

有些锅炉使用单位在锅炉房内配备了多台锅炉，且每台锅炉都投入了使用，在企业生产任务较轻、用汽量较少的时候，每台锅炉都处于低负荷运行状态，这样导致锅炉房内每台锅炉的散热损失都加大，热效率下降。锅炉使用单位在遇到这种情况时，应考虑停止运行部分锅炉，根据生产量需要，集中使用其中一台或部分锅炉，尽量使锅炉在满负荷状态或接近满负荷状态下运行，这样锅炉散热损失将会极大地降低，从而使锅炉热效率提高。

3.2改进设备

1）结构改进。锅炉汽轮机制造企业可在制造过程中针对锅炉的炉拱结构进行有效的改进，针对尺寸与形状实施改进措施，扩大锅炉的容量，防止发生配风不合理或者是漏煤的问题，进而增加能耗。同时，在结构中引入保温石棉材料，能显著提升锅炉的保温性能且降低热量损失度。对于汽轮机设备，企业可有效改造高压缸或者是低压缸，以达到节能要求。在改进高压缸时可采取降低运行阻力的措施，在提升运行效率的同时降低能耗。改进动叶型汽轮机时可对动叶片实施整体有效的固定措施，增加动力强度及扩大隔板气轴间缝隙，达到降低能源的目的。静叶型汽轮机的改造可将静叶片中含有的加强筋进行去除，能显著降低运行阻力。在改进低压缸时可延长工作时间，防止低压缸在运行时出现疲劳的问题。

2）改进运行方式。在改造结构时可对运行方式进行改进，以达到节能减排的效果。锅炉设备运行方式可对进风与出风方式实施改进，利用烟气余热与分层燃烧技术促进燃烧达到完全性，进而促进燃料最大化应用。同时，在锅炉中可引入变频技术，对运行中的煤量与风量进行有效控制，达到降低煤炭使用量的目的。在改进循环水泵运行方式时，可控制机组负荷，在增加设备运行效率的同时降低能耗。在同样压力条件下的循环水量提升，能增加机组作用力，进而加大能耗。制造企业应对机组负荷进行有效调节，将作用力控制在标准化的范围内，保证机组增加值能与循环水泵增加值的差值达到最大化，进而降低机组运行能耗。加热器的水位与温度之间联系较为密切，如果端差处于最低值时会达到水位最佳的状态，热量损失也达到了最低化。

3.3优化锅炉燃烧技术

要想降低工业锅炉运行的能耗，减少污染物的排放，最关键的，就是创造良好的燃烧条件，让燃煤能够与空气中的氧气充分接触，更为迅速完全地燃烧。为了实现这一目标，企业应采取合理措施，比如说优化炉拱、燃烧室结构设计，改善锅炉内部燃烧条件，提升炉膛温度，改善炉排及配风方案，配置二次风机，让燃煤与空气充分混合，优化炉内温度场分布，从而扩大锅炉燃烧范围，延长烟气在炉膛内的停留时间。

结语

为了实现可持续发展，应该将绿色环保、节能降耗等理念融合应用于工业领域，工业锅炉是当前我国工业生产中的关键性热能动力设备，在这一设备运行与烟气治理中，贯彻节能减排措施，能够有效降低能耗，减少污染物的排放，对于工业可持续发展有着积极意义。

参考文献

［1］李茂东，黎华，钟志强.工业锅炉能耗现状分析与节能措施［J］.石油和化工设备，2009（7）：67-69.

［2］中华人民共和国国家质量技术监督检验检疫总局.锅炉节能技术监督管理规程：TSGG0002—2010［S］.2010-08-31.

［3］廖炬.锅炉汽轮机节能及运行管理[J].设备管理与维修,2020

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