燃煤锅炉是利用受热面将煤炭燃烧产生的热量传输给锅筒从而产生热水或蒸汽的设备, 作为我国供热取暖的主要途径和设备系统, , 其运行状况关系着中国北方的民生以及全国的工业化发展。燃煤锅炉以相对较低的成本实现了集中化供热供暖的目标, 在为居民采暖和工业生产提供洁净热源的同时, 可以达到运输节省, 集中效率高, 废水废气废料统一处理的效果。目前燃煤锅炉系统的应用以及维护方面已经处于成熟阶段, 但是在能效提升、减排环保等社会发展层面上, 我国的燃煤锅炉技术还存在很大的改革进步空间。
我国燃煤锅炉目前存在的技术问题主要包括燃烧工艺控制不合理、节能措施落后、水力管网管理不善、锅炉设备陈旧以及燃料污染处理不力等方面。
锅炉燃烧工艺的控制关系着整个锅炉系统的效率和运行状况, 进而影响供热成本和节能降耗。由于燃烧工艺控制不当带来的常见问题主要有以下几点:
(1) 燃料供应过量导致锅炉长期超负荷运行。此时燃料释放的热量无法及时带走导致炉膛温度过高, 排烟温度迅速升高, 引起炉膛结焦积灰、锅炉热效率下降, 同时造成鼓风机、引风机等辅机设备负荷加重, 降低设备寿命。 (2) 配风不合理或风室、炉排漏风导致空气过量系数偏大。 (3) 煤种选择不合理导致燃料引火过快或过慢、燃烧效率低下、炉膛结焦严重、排烟飞灰量大灯问题。
节能降耗是燃煤锅炉行业面临的严峻考验, 目前大部分中小型燃煤锅炉均存在燃料浪费严重、整体热效率低下等问题。以层燃锅炉为例, 由于煤种选择、工艺控制以及锅炉设计等方面的缺陷, 往往导致煤层燃烧不均匀, 燃料无法充分燃烧, 尾部排渣碳含量高, 从而额外增加了燃料消耗量。
水力方面的技术问题主要是水网布局不平衡, 水力输送管网以及外网补水量浪费等问题。补水过程是凉水输送到锅炉的进口段, 通过燃料以及电力的加热后输送到供热系统中, 这样会产生大量的燃料以及电力浪费。
锅炉设备方面, 目前我国大部分的锅炉厂的锅炉都存在使用周期过长, 设备陈旧等问题, 使锅炉的燃效效率以及输送效率下降, 影响整个供热系统的供热循环。在工业化进程发展迅速的中国, 锅炉设备以及系统的冗杂和占地面积庞大也成为了一个需要解决的节能问题。另外, 我国在燃煤锅炉设备研发上的投入较小, 进程缓慢, 这也是锅炉设备更新过慢的一个原因。
燃煤锅炉燃烧工艺的控制主要依赖司炉技术人员的专业水准和经验, 需要针对现场操作人员进行定期技术培训和集中交流学习, 总结燃煤锅炉常见的状况及合理有效的应对方法, 除了紧急突发事故, 现场主控人员必需遵守细看慢调的操作原则, 合理控制燃料供应量, 掌握一次风和二次风的配送原则, 依据工艺参数和燃烧状况进行科学作业, 避免一味追求调控效果而导致燃烧工况不稳定、锅炉出力降低、风烟系统异常等现象。
节能降耗方面需要综合考虑锅炉设备和燃烧工艺控制, 可行的措施有:根据情况增加配套的省煤器, 提高锅炉进水温度, 有效利用烟气余热;改进空气预热器, 提高换热效率, 降低排烟温度;合理配煤布风, 改善燃烧工况, 提高锅炉热效率, 降低辅助设备负荷, 减少电耗损失。
水力节能技术问题的解决办法, 目前尚处于在用户终端进行调节的阶段, 这样虽然能够根据不同的需求来调节热力供应, 减少浪费, 但是也会造成某些长距离输送的管网水量供给不足, 导致热量损耗大。针对这一问题, 可以采取分段式的水量监测法, 即利用分片式控制阀门在管网交接连接处以及长距离输送管路进行水量分段监测, 根据实际的水量需求和供应情况进行实时调节, 减少水量浪费。
锅炉设备方面, 目前设备更新研发过程缓慢, 一定程度上可以提高燃烧效率和输送效率, 但是锅炉设备系统还是过于庞大冗杂。要想根本解决此问题, 需要在新型锅炉设备的研发上进行大量的投入, 包括设备尺寸的缩小, 系统分支的减少, 以及内部结构的优化等。例如给煤设备的改造优化, 可将给煤设备改造成分层形式, 使燃料与空气充分接触, 达到完全燃烧, 提高燃烧效率。
燃料污染处理方面, 烟气的排放需要进行脱硫, 脱氮处理, 其中主要是进行脱硫处理。在可持续发展的强国战略指导下, 近十年来我国的燃煤污染处理技术有大幅度的技术革新, 从最初简易的石灰石脱硫, 到后期的脱硫脱硝一体化技术, 也实现了从物理到化学的技术翻新。目前需要改良的是脱硫技术的效率以及脱硫设备的优化, 将污染最大化降低。污染问题的关键, 除了技术上的问题之外, 还需要政府职能部门的大力监测和管理, 依据近年来我国颁布的《中华人民共和国能源法》以及GB/T15317-2009《燃煤工业锅炉节能检测》等管理办法和条例, 监管部门和实施部门需要加大力度, 对违规违法不达标的锅炉厂进行严肃整顿。
燃煤锅炉作为民生和工业发展不可缺少的助力, 在中国这个日新月异的工业化大国中, 需要不断地完善其自身的技术跟随改革发展的步伐, 保证燃煤锅炉的燃烧效率节能的同时, 最大限度的降低污染变成了首要目的, 上述提出的问题以及解决办法尚处于浅显阶段, 相信不断地技术革新和政策的执行会更加完善的解决上述问题。
摘要：燃煤锅炉技术历史悠久, 技术在工业发展中不断地成熟, 但是在现代化发展进程中, 尤其是面对可持续发展的要求, 燃煤锅炉技术也面临着需要更节能以及环保等技术革新。针对燃煤锅炉目前存在的技术问题以及可实行的解决办法进行讨论。
关键词：燃煤锅炉技术,节能,环保,解决方法
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