燃煤、燃氣鍋爐節能改造措施

 
一、常用于燃煤鍋爐節能改造的十種方式
在低碳觀念日益深入人心的今天，節能環保這個詞將受到越來越多的關注，目前在中國有工業燃煤鍋爐50多萬臺，商業及民用的燃煤鍋爐更是數目巨大，雖然近段時間國家出臺了一系列的燃煤鍋爐淘汰政策，燃煤鍋爐煤改氣政策等環保政策，但由于能源結構及日常運行成本等問題的制約，燃煤鍋爐仍然占據主流地位，所以關于燃煤鍋爐節能改造的相關技術還是很實用的，在減少鍋爐使用成本的同時，也達到了一定的環保效益，下面就具體說下現有的十種燃煤鍋爐節能改造技術。
 
1、燃煤鍋爐煙氣回收
工業燃煤鍋爐煙氣排放溫度普遍高達180℃以上，不僅污染了環境，也浪費了寶貴的煙氣資源。利用熱管換熱技術，氟塑料換熱器等可有效回收這部分受污染的煙氣資源，用來預熱鍋爐助燃空氣，預熱鍋爐供水，或者直接生產熱水。
2、燃煤鍋爐輸煤裝置改造
目前層燃鍋爐都是燃用原煤，其中占多數的正轉鏈條爐排鍋爐，原有的斗式給煤裝置，使塊、末煤混合堆在爐排上，阻礙鍋爐進風，影響燃燒。將斗式給煤改造成分層給煤，使用重力篩選器將原煤中塊、末煤自下而上松散地分布在爐排上，有利于進風，改善燃燒狀況，提高煤炭的燃燒率，減少灰渣含碳量，可獲得5%～20%的節煤率，節能效果視改前爐況而異，爐況越差，效果越好。項目投資很少，節能效益很好，回收很快。
3、燃煤鍋爐富氧燃燒技術
一般在鍋爐火焰溫度不夠、煤渣含碳量偏高、煙氣林格曼黑度等級無法達標、鍋爐燃燒效率不高、鍋爐出力不足的時候，可以考慮采用富氧燃燒技術，增加助燃空氣中氧氣的含量，使燃料燃燒的更加充分同時，降低空氣過剩系數，減少燃燒后的煙氣排放量，提高火焰溫度和降低排煙黑度，實現節能5%～15%，提高鍋爐出力10%以上。富氧燃燒技術的節能和環保效益都很好，項目的投資回收期不到一年。
4、使用鍋爐自動清灰技術
鍋爐積灰結焦將嚴重降低熱效率，因此除灰勢在必行。利用激波發生技術，震蕩、撞擊和沖刷鍋爐過熱器、空預器、省煤器表面的積灰結焦，使其破碎脫落。因清灰效果好、吹灰徹底、不留死角、運行成本極低、投資效益很高的特點，全自動高效激波吹灰器深受用戶歡迎，是燃煤、燃油、燃氣鍋爐和窖爐除灰的最佳選擇，必將取代其它傳統吹灰設備，在鍋爐清灰節能方面具有廣闊的發展前景。
4、燃煤蒸汽鍋爐高溫凝結水回收利用技術
過去開式回收凝結水所存在蒸汽浪費、凝結水再次被氧化、熱能回收率不高等問題，可以在了解蒸汽使用設備熱負荷的前提下，通過更換先進疏水閥，平衡回收管網壓力，增設蒸汽噴射熱泵和GY凝結水回收裝置，可以實現高溫凝結水的密閉式回收，節約燃煤鍋爐燃料15%～30%，回收95%的純凈凝結水。
6、燃煤鍋爐燃燒方式改造
從燃煤鍋爐適當位置噴入適量煤粉到爐膛的適當位置，使之在爐排層燃基礎上，增加適量的懸浮燃燒，可以獲得10%左右的節能率。需要注意的是噴入的煤粉量、噴射速度與位置要控制適當，否則，將增大排煙度，影響節能效果。對于燃油、燃氣和煤粉鍋爐，是用新型節能燃燒器取代陳舊、落后的燃燒器，改造效果也與原設備狀況相關，原狀越差，效果越好，一般可達5%～10%。
7、燃煤鍋爐爐拱節能改造方法
適當改變爐拱的形狀與位置，可以改善燃燒狀況，提高燃燒效率，減少燃煤消耗，現在已有適用多種煤種的爐拱配置技術。這項改造可獲得10%左右的節能效果，技改投資半年左右可收回。
8、燃煤鍋爐輔機節能改造技術
鼓風機和引風機的運行參數與燃煤鍋爐的熱效率和耗能量直接相關，用適當的調速技術，按照鍋爐的負荷需要調節鼓、引風量，維持鍋爐運行在最佳狀況，一方面可以節約鍋爐燃煤，又可以節約風機的耗電，節能效果是很好的。
9、定期清理鍋爐與省煤器煙灰污垢可實現節能
一般燃煤鍋爐經過一段時間運行后，管束、煙室及省煤器內外壁都會產生積灰與結垢現象，嚴重影響了鍋爐出力和熱效率，建立定期清理鍋爐積灰、結垢制度，可減少熱阻，增加傳熱效果，保證鍋爐在良好狀態下運行，可達到節能效果。
10、燃煤鍋爐控制系統改造
可實現節能工業鍋爐控制系統節能改造有兩類，一是按照鍋爐的負荷要求，實時調節給煤量、給水量、鼓風量和引風量，使鍋爐經常處在良好的運行狀態。將原來的手工控制或半自動控制改造成全自動控制。這類改造，對于負荷變化幅度較大，而且變化頻繁的鍋爐節能效果很好，一般可達10%左右;二是針對供暖鍋爐的，內容是在保持足夠室溫的前提下，根據戶外溫度的變化，實時調節鍋爐的輸出熱量，達到舒適、節能、環保的目的。實現這類自動控制，可使鍋爐節約20%左右的燃煤。對于燃油、燃氣鍋爐，節能效果是相同的，其經濟效益更高。燃煤鍋爐的節能改造技術和方法不僅可以達到節省成本，提高熱效率的作用增加鍋爐壽命的作用，同時也在一定程度上契合了目前對鍋爐環保方面的技術要求，可謂是一舉多得。
 
二、燃氣鍋爐節能降耗改造方案
1、當今燃氣鍋爐存在的問題
（1）氣體燃燒不充分
燃氣鍋爐在正常運作下，絕大多數氣體都能夠徹底燃燒，燃燒損失相對較少。通常情況下，燃氣鍋爐中的天然氣燃燒率在99%～99.5%之間，不完全燃燒率在0.5%～1%之間。由于還有些許氣體無法燃燒，在不完全燃燒的情況，燃氣鍋爐的熱損率就會大大增加。燃氣鍋爐與傳統燃煤鍋爐不同，燃氣鍋爐在不完全燃燒的情況下不會出現黑煙，加上很少單位配備煙氣分析儀器，使得燃氣鍋爐是否完全燃燒很難用肉眼判斷。
（2）散熱損失
燃氣鍋爐的散熱損失主要包含兩大方面：一是鍋爐設備散熱損失問題；二是鍋爐房其他附屬設備或風道散熱損失問題。其中，燃氣鍋爐自身的損失通常在1%～2%之間，并已計算在鍋爐熱效率中。針對這兩種情況，其他設備的散熱損失較小，中小型鍋爐燃燒用空氣取自鍋爐內部，散熱系統也能夠提高鍋爐內的空氣溫度。同時，鍋爐輔助設備與管道散熱也能夠起到輔助取暖的作用。
（3）鍋爐排煙熱損失
在燃氣鍋爐運作中，影響排煙熱損失的主要因素為排煙量與排煙溫度。其中，排煙量越大、排煙溫度越高，其熱損失就越大。當排煙溫度持續上升時，鍋爐的功能效率會逐漸降低。經過有關檢測表明，在當今燃氣鍋爐技術基礎上，排煙問題每上升18℃就會降低鍋爐1%的運作效率。因此，通過噴水等措施降低排煙溫度，以提高鍋爐的運行效率。
（4）燃氣鍋爐排污熱損失
通常情況下，燃氣鍋爐中的排污量越大、內部壓力高，會提高熱損量。如果燃氣鍋爐中沒有設置回收裝置，燃氣鍋爐的熱損量會高達3%～5%之間。燃氣鍋爐內排污率每增加1%，天然氣消耗即會提高0.3%～0.5%之間?？梢?，鍋爐污水排放對熱損量有著直接關系，會造成能源浪費過多。因此，必須要引起相關部門的注意與重視，并通過合理改造進行熱損控制。其中，溶解固形物的硬度與含量，與燃氣鍋爐的排污量有著直接關系。
（5）凝結水熱損與補水熱損
水是燃氣鍋爐運作中不可或缺的能源。由于熱網泄露、設施老化也會造成熱損失，通過對燃氣熱水鍋爐測試，在不同的供回水溫度下，如果補水率降低1%，熱損就會減少1.8%～4.5%之間。而對于燃氣蒸汽鍋爐，凝結冰回收率每降低10%，凝結冰熱損率就會增加1%左右。由此可見，在凝結水與補水熱損失方面還有很大的操作空間。
2、加強燃氣鍋爐節能降耗改造的有效措施
（1）配置燃燒器
排煙損失是影響鍋爐運作效率的主要原因，主要受到排煙量和過量空氣系數影響。通過分析燃燒原理可以發現，過量空氣系數越大，排煙量也會隨之增多，自然也會帶走更多的熱量。據有關部門檢測報告表明，當燃氣鍋爐排煙溫度在250℃時，空氣過量系數就會提高0.1%，燃氣鍋爐運作效率就會降低0.9%。所以，想要保障燃氣鍋爐運作效率，要盡可能降低燃氣鍋爐中的過量空氣系數。在鍋爐實際使用中，單位要配置合理的燃燒器，并對該設備進行調試。燃燒器能夠符合鍋爐運作特點與燃料特性相匹配，保障火焰燃燒率，確?；鹧娉錆M爐膽，讓燃料能夠充分燃燒。
（2）減少鍋爐管道系統熱損失
單位需要重點改造熱力網管，將舊的巖棉外纏玻璃布形式更換為巖棉外包鐵皮的形式，進而降低管網的熱損失率，提高能源的應用效率。同時，加強對軟水箱的保溫處理，提高軟水箱的保溫功能，減少鍋爐軟化水的熱能損失。
（3）降低燃氣鍋爐排煙熱損量
以冷凝式鍋爐為例。冷凝式鍋爐主要是指從燃氣鍋爐中排放的煙氣中，吸收水蒸氣所含的汽化潛熱的鍋爐設備。常規的鍋爐會將大部分熱能傳遞給水蒸氣（蒸發吸熱原理），提高排煙熱損量。但在冷凝式鍋爐中，排煙將熱能傳遞給水蒸氣的同時，還能夠吸取要水蒸氣冷凝后的熱能，進而減少熱損量。冷凝式鍋爐與常規鍋爐存在著諸多差異。冷凝器鍋爐必須要有冷凝式交換受熱面，并采用保溫性超強的密封材料與保溫外殼。通過采用低溫水為鍋爐排煙時，它將蒸汽溫度降到煙冷凝溫度下，將過熱的水蒸氣凝結成水，進而通過汽化釋放潛熱能，幫助鍋爐吸收一部分熱能。冷凝鍋爐的整體運作效率要比傳統鍋爐高出10%～17%，同時也能夠降低排煙溫度，將排煙溫度降低到50%～70%之間。冷凝式鍋爐在運作中，既能夠減少燃氣使用量，同時也能夠稀釋調煙氣中的有害物質，回收蒸汽水量，具備節能、環保、綠色、節水等特點。分離式煙氣回收裝置通常分為兩種：一是直接接觸換熱器；二是間接接觸換熱器。其中，直接換熱器主要通過噴水的方式與排煙直接接觸，進而產生能量交換（熱能），提高熱能收回率，并通過淋水減少排煙中的有害氣體。雖然直接接觸換熱器的使用效率高，但是回收中也存在諸多問題。淋水直接與有害氣體接觸并吸收一些有害氣體，會使換熱器回收的水變為酸性，腐蝕鍋爐及相關設備。因此，如果廢水處理不得當會污染環境，而且在鍋爐房中也難以二次利用。所以，直接換熱器在使用上具有局限性。
（4）降低鍋爐房設備電耗
燃氣鍋爐在運作過程中會消耗大量電能。為降低鍋爐房的電耗，可以采用合理配置相應設備和融入先進技術。要求工作人員做到：第一，要分析鍋爐房運行現狀，充分了解各個設備的特征與性能，計算管網下泵、風機運作流量、功率、效率等，通過合理配置研究得出最佳方案，實現設備合理配置；第二，引入變頻技術，讓觸點在日常運作中處于軟起動狀態，進而降低啟動電流，避免因用電過量對電網產生影響。工作人員可以利用變頻器降低交流電的頻率，調節水泵轉速與流量，提高補充系統在各個環節運作中的漏水量。避免補水泵全天運作，盡量減少電能消耗。同時，也可以加入風機變頻器，如采用風機變頻器改變風機轉速。根據鍋爐需求設置風速，并且能夠讓鍋爐內組成閉環控制系統，實現恒能量、恒壓，進而降低鍋爐能耗，提高綜合效益。
（5）降低排污熱損失
可以通過采用定期排污的方式降低排除熱損量。同時，定期化驗軟化水，檢查燃氣鍋爐水質情況，保障鍋爐供水質量符合標準。掌握燃氣鍋爐內用水堿度大小與變化規律，在高汽壓、低負荷的情況下進行排污。此外，要根據鍋爐汽包內液面處的水中鹽度調節排污閥，從而將排污量控制在最低限度，進而降低排污熱損量。
3、結語
從上述的燃氣鍋爐現有問題與降耗方案來看，對燃氣鍋爐降耗改造必須要采用多層面節能方法，從各個環節減少熱能損耗量，提高鍋爐運行效率，進而達到良好的節能效果，保障供熱、供電企業的經濟效益與社會效益。