工业锅炉运行及其烟气治理

工业锅炉运行及其烟气治理

韩秀滨

山东蓝天锅炉有限公司   山东省临沂市276000

摘要：工业锅炉是我国重要的火力发电设备。根据其具体应用，可分为蒸汽锅炉、采暖热水锅炉、民用生活锅炉、自备热电联产锅炉、专用锅炉和余热锅炉。至于锅炉，虽然现在绝大多数锅炉都通电了，也就是说，使用电能加热。然而，在一些工矿企业中，燃煤锅炉仍在使用，使用比例较高。在这种情况下，如何保证锅炉的有效运行，实施烟气治理和节能将对环境保护和节能起到积极的作用。

关键词：工业锅炉；烟气治理；节能减排；

工业锅炉是工业生产中的重要设备，在运行过程中容易产生烟气污染和能源浪费。对工业锅炉进行节能减排与烟气治理工作，是工业企业技术改进的重要内容，不仅关系到企业经济效与能源可持续发展，还关系到低碳社会的发展前景。阐述了工业锅炉运行及其烟气治理现状，主要对工业锅炉运行烟气治理措施进行了分析。

一、锅炉烟气治理的节能减排

对于锅炉使用中的节能问题，其烟气的热量损耗属于主要损耗之一，且对其实际燃料热效率的提高起到了消极影响。在该种情况下，对烟气进行合理处理及强化烟气余热利用将对环保节能发挥重要作用。而从烟气处理来讲，如利用现有尾气处理装置，吸收烟气中的氨氮等成分，并对尾气进行燃烧回用等，可降低烟气中的污染物及降低环境影响。而对于余热的利用，如所采取的空气预热器，可预热燃烧所需的空气，节约了原煤的消耗量并降低了排烟温度，提高了热效率。如若不方便增设上述设备，对于一些排烟量大且排烟温度较高的工况及锅炉设备时，可增加后续余热回收设施，如高效热管换热器、余热锅炉等，回收烟气中热量可以预热热水、产生蒸汽、甚至利用蒸汽发电等可起到积极效果。对于不同的尾气净化手段及不同热量回收方式，应结合工况的实际情况选择最为经济的手段，以实现较好的处理效果及经济价值。

二、工业锅炉运行烟气治理措施

1.优选煤种。大部分工业企业的工业锅炉运行中，普遍存在锅炉装备水平低、锅炉辅机匹配度低、操作水平低和锅炉运行负荷率低等问题，不符合锅炉使用的技术条件与大气污染物排放的标准要求。忽视对煤种的合理选择，会使锅炉运行出现热损失大、能耗高、环境污染严重及成本高等问题，不符合清洁化与节能化的生产要求。优选煤种尤为重要。在选择煤种的过程中，需充分考虑煤的品种、热量、灰分及含硫量等煤质特性。不同特性的煤的燃烧状况存在差异，需根据锅炉的实际情况合理选择烟煤等煤种，以提升锅炉燃烧效率，降低燃烧污染物初始排放浓度，尽快取得节能减排效果。为实现节能减排，可采取在燃煤中加入适当水的措施，通过调整燃煤水分，提高碎煤屑的黏结度，以达到减少漏煤与飞灰、提高燃烧效率等目的。过量的燃煤水分，会延长燃煤入炉后的干燥时间，水分蒸发会吸收大量热量，直接影响燃煤着火与燃烧强化；燃煤水分过低，则易出现飞灰与漏煤等问题，不利于燃烧效率的提升。

2.优化燃烧技术。在锅炉内燃料的燃烧过程中，燃料中的化学能逐步向热能转化，以提供有效热量。要想达到强化燃烧的效果，需要创造完全燃烧的条件，使燃煤与O2充分混合、快速反应，达到充分燃烧与提高燃烧效率等目的。锅炉燃烧效率低的原因较多，包括锅炉燃烧不良、运行负荷低、工况不稳定及漏风等，会直接降低燃烧效率与增加环境污染。在工业锅炉运行中，需加强对炉排上煤层与炉膛空间燃烧的组织，以切实达到强化燃烧的目的。多措并举，不断营造燃料充分与完全燃烧的条件，满足各负荷工况与各煤种的充分燃烧要求，充分燃尽燃煤中的挥发分与固定碳，以提高燃烧效率，实现锅炉运行节能减排的目标。开展具体工作时，可从以下几方面优化燃烧技术：a)采用技术方案及时改进燃烧室和炉拱等的结构，有效优化燃烧环境，提高炉膛温度；b)通过采取预热空气、改进炉排及配风等措施，实现各燃烧阶段的合理配风；c)通过配置二次风机等措施，实现燃煤与空气中O2的充分混合；d)合理分布炉内温度场，拓展锅炉燃烧范围，延长烟气在炉膛内的停留时间，或在燃烧中采取松煤等措施；e)采取添加燃煤化学剂或入炉煤分层等措施。

3.采取节电节水措施。锅炉补水泵、二次鼓风机、烟管振动器和水处理盐水泵等，都是常见的锅炉运行与烟气治理的耗电设备，有数量多且耗电量大等特征。在开展工作时，需采取以下措施降低锅炉设备电耗：（1）合理控制锅炉热水循环泵与给水泵的扬程，将鼓风机等主要耗电设备设置为调频。应用变频设备可减少对电网电流与机械的冲击，有利于提高设备启停的可靠性。（2）配套低噪声与高效节能的风机。根据燃料的燃烧方式、锅炉的额定出力及烟风系统的阻力等要素，综合计算和控制风机风量。（3）合理布置锅炉房设备，通过减少管道的弯头数量与缩短管道长度等，达到减少阻力损失的目的。（4）规范管理用电设备，采取间断运行等模式，利用节能设备取代能耗大的设备。利用节能灯，做到人走灯灭。耗水设备主要应用于锅炉补充水、设备冷却水、水处理用水和脱硫用水等方面，需采取以下节水措施达到节能目的：a)循环使用余热水箱的冷却水，这有利于提高锅炉用水温度与节能效率。b)利用澄清池处理锅炉水废水、脱硫污水及排污水等，有效利用冲洗灰渣废水，使用后再将其送入污水处理站进行处理。c)加强对排污率的控制。将排污水排放到废水池中并直接排掉，会严重浪费水资源，因此应积极采用先进技术限制锅炉的排污量，同时合理利用排污水，采取炉内加药剂与炉外水处理等联合排污措施，这有利于提高排污率。排污水中的碱度高，可用于中和酸性废水，以实现水资源的有效利用，同时降低废水处理成本。d)对锅炉用水的跑冒滴漏等情况加强管理，加强对常流水的控制与处理。

4.控制烟气含氧量。对锅炉燃烧产生烟气的含氧量进行控制，不仅能有效改善污染物排放，还能有效降低运行成本。因此，应积极采用新技术对炉膛含氧量进行有效控制，使煤炭处于低氧燃烧状态。原始NOx的含量随着含氧量的提高而增加，可通过增加氨水溶液等措施，控制NOx含量突变的情况，避免出现超标排放等问题。锅炉燃烧中烟气含氧量的控制措施，主要包括以下几方面。a)燃烧产物的成分直接反映燃料燃烧的充分性。燃烧的完全度直接受烟气成分与烟气温度等要素的影响。烟气成分中O2，CO2及CO等的含量，可直接反映燃料燃烧状况，通常利用烟气含氧量高低来表示燃煤是否充分燃烧。烟气中含氧量越高，则表示燃料的燃烧越不充分，热损失越大。炉膛氧含量越高，排烟热损失越大，使炉膛温度降低。因此，应合理配置炉内的风煤配比和燃烧氧量，根据氧化锆测氧仪测得的炉膛出口烟气氧量，分析空气系数，将其作为调整风煤配比的依据，以确保燃烧的完全性与经济性。b)工业燃煤锅炉经长期使用后易存在质量隐患，普遍存在漏风、冒烟及陈旧等现象，需加强对锅炉密封性等的优化，实现对炉内氧量的有效控制。c)对除尘器与烟道进行密封处理，避免出现进风等问题。

5.控制炉膛负压。节能效果直接受炉膛负压的影响。炉膛负压过大，会导致产生更多的冷风，进而直接增加排烟热损失，降低炉温。为保证锅炉保持在微负压下工作，可适当延长炉膛风内悬浮煤颗粒的滞留时间，确保煤颗粒得到充分燃烧，提高煤炭的利用效率；充分发挥引风量调节炉膛的作用，使炉膛处于负压状态；应有效控制锅炉减负荷，避免锅炉内气压大幅波动，有效保证送风量、燃料量和锅炉负荷变化的协调性。

总之，加强对工业锅炉运行与烟气治理的节能减排管理，对工业企业满足环保要求与实现健康发展有着积极意义。尤其是采取控制炉膛负压、节电节水及强化锅炉燃烧技术等措施，能对节能环保起到积极作用。

参考文献：

［1］刘娜.浅谈工业锅炉运行与烟气治理.2021.

［2］王红军.工业锅炉运行与烟气治理的节能减排措施.2020.