论文部分内容阅读
[摘 要]近年来，随着我国国民经济的发展，我国工业锅炉被广泛应用，为我国经济社会的发展做出了巨大的贡献，同时我们也付出了巨大的资源代价。锅炉也是人民生活中广泛使用的重要设备，而供锅炉消耗的这些油、煤、天燃气等能源是我国重要的能源之一，是关系我国经济社会可持续发展，转变经济发展方式的重要能源基础。因此，“节能减排”是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。工业锅炉是我国能源消耗和污染大户，如何提高工业锅炉节能水平，是实现我国“节能减排”政策的重要保障。
[关键词]工业锅炉；节能减排；燃烧技术
中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0035-01
1.工业锅炉节能减排的技术分析
工业锅炉运行中应引入节能减排的技术，用于降低工业锅炉运行中的能源消耗量，实现节能降耗。分析工业锅炉运行中比较常见的节能减排技术，如下：
1.1 变频节能技术
工业锅炉运行中的变频节能技术，能够降低电能的消耗量，传统锅炉运行中由管理人员操作，很容易在用电高峰期引发浪费，所以引入变频节能技术，降低锅炉的耗电量。变频技术能够根据工业锅炉的状态，提出恰当的工作方式，可以避开用电高峰。变频节能技术的优势明显，与传统锅炉运行相比，变频节能技术主动控制电机转速，保护锅炉的机械性能，着实降低了电机的工作温度。
1.2 水处理技术
工业锅炉用水处理不到位，导致锅炉内壁淤积水垢，水垢厚度增加1mm，热能供应的效率会减少3%，不利于工业锅炉的安全运行。因此，工业锅炉采取水处理技术，用于提升锅炉原水供应的质量水平，保障工业锅炉的无垢环境。例如：某企业检测工业锅炉的运行状态，经水处理技术优化后的锅炉，内部原水、蒸汽等品质有明显的上升，锅炉的整体效率提升了10%-20%。工业锅炉在水处理技术的基础上实行冷水回收，锅炉运行中产生的蒸汽，经过相关装置处理后转化成冷水，可以重新应用到锅炉供水内，还可投入工业锅炉的其它系统内，提升工业锅炉内水资源的利用率。
1.3 余热回收技术
工业锅炉运行中深化余热回收技术的应用，根据工业锅炉的运行实际，安装余热回收装置，回收锅炉排放的高温烟气。余热回收装置能够降低高温烟气的温度，保持在150℃-200℃之间，以免浪费高温烟气内的热量能源。目前，余热回收技术在工业锅炉节能减排中处于积极发展的状态，我国40%以上的工业锅炉已经安装余热回收装置，实现了残余热量的回收和再利用。
2.节能减排的具体实施办法
2.1 降低燃耗的方法是提高燃料利用率
2.1.1在设计过程中炉膛容积应保证燃料的充分燃烧和被炉气所充满，有利于向料坯的传热。它随燃料种类、燃烧方式、燃烧器的布置及热负荷的不同而有所差異。不同的燃料产生的单位热量所具有的废气体积是不同的，因而所需的燃烧空间大小是不一样的。一般发热值越高，废气体积相应越小（实际消耗燃料及空气少）。在炉膛内的热量相同的条件下所流过的废气量是不相同的，所以在决定炉膛尺寸时必须考虑这个特点，同时在确定燃烧空间大小时，还要考虑到在什么空间内要求燃料燃烧完全的问题。在设计的过程中计算所得的炉高数值是设计炉膛高度的依据之一。但在最后确定高度时必须综合地考虑炉膛高度应保证在燃烧装置安放得下、炉内气体流动和传热状况维持正常的前提下尽量不使炉膛过高。同时要注意使整个炉膛内充满炉气并能满足组织火焰的要求。
2.1.2炉底结构应能使物料下表面由炉内冷却水管滑道造成的“黑印”尽量减轻消除。工业的炉的炉底承受加热件的重量、装出料时的碰撞和摩擦、氧化铁皮的侵蚀以及旋转过程温度的反复变化，因此要求炉底上层的耐火材料具有抗高温、耐急冷急热、磨、不与氧化铁皮起化学反应等性能。
2.2 高烟囱排放
烟囱是最常用的一种排烟装置，炉内烟气通过烟道，依靠烟囱排入大气。排烟方式分为自然排烟与机械排烟两类，烟囱必须有独立的基础，不能与烟道基础相连。烟囱底部应设计人孔以备烧烤烟囱、扒灰和修理内衬之用。在烟囱设计的过程中根据烟囱的高度计算所得的排放浓度与允许排放浓度作的比较，确定采用的烟囱高度并按烟囱系列尺寸选用烟囱直径和高度。通过设计虽然不降低排放物的绝对数量，但可降低有害物质的着地浓度，烟囱越高着地浓度越低。烟气中的SOx被大气稀释这是一种局部解决的方法 ，所以落到地面时浓度已很稀无害于动植物的生存。但它并不能从根本上消除SO2对大气的总污染，这种方式仅仅起到缓和污染的作用。
2.3 燃料的选用和改质
2.3.1燃料中含有的硫在燃烧时产生SO2，在氧化条件下SO2能被氧化成SO3，再与水汽相遇便生成H2SO4具有很强的腐蚀性。SO2除直接危害人体健康外，对环境的危害是以酸雨的形式出现的。因此在选用燃料时采用低硫或不含硫燃料或通过洗煤等措施降低煤中的含硫量。再就是从燃料燃烧的过程中脱硫采用烟气脱硫技术。目前烟气脱硫是一个主要的SO2控制方法，它将烟道废气中SO2成分脱除或回收，从而使烟气中SO2的污染大降低。
2.3.2大气中的NOx主要来源于燃料的燃烧过程。NOx吸收并散射光线，在空气中与光化学氧化剂、颗粒物以及日光发生一系列的复杂的反应而形成光化学烟雾，不仅降低能见度而且对人体的健康有很大危害。防治 NOx的方法有两种：一是通过燃烧技术的改进来抵制它的生成。二是从烟气中将NOx除去，即烟气脱除NOx。此外还可采用高烟囱稀释法。这虽没有减少向大气的排放量但对减轻局部地区的污染是有效的。
2.4 影响燃烧操作条件的三个主要因素
燃烧操作条件的影响比较复杂涉及的因素较多，这里介绍三个主要因素：空气燃烧比、燃烧温度和燃烧时间。空气燃料比增加表示空气量增多，燃烧完全排烟中的烟尘浓度会下降。一般而言烟气出口浓度降低烟尘浓度将增大。提高燃烧温度和延长在高温区的停留时间都会使烟尘量下降。因为燃烧所产生的炭黑、油灰和飞灰可燃物质都是固体物质，其燃烧速度决定于氧化剂扩散到固体表面上的扩散速率，以及表面上的反应速率。高温时对于炭黑和小粒径的油灰及飞灰的燃烧速率，化学反应速率是主要影响因素。所以对大粒径的颗粒扩散速率的影响就不能忽视。
2.5 排烟治理
在燃料燃烧的过程中会发生一系列的物理和化学变化并有可能形成大小不一的细微碳粒，这些以气体漂浮的灰分以颗粒状存在，是烟气中灰尘的主要来源。为了减轻烟囱排出烟气中有害物质对环境的污染，应该改进燃烧技术创造良好的燃烧条件，保证燃料的完全燃烧。当烟气的含尘量高于排放标准的规定时可考虑在烟道中设置除尘装置，各种除尘装置都有其效果最佳的工况条件，不符合这些条件时除尘效率将大为降低。当采用强制排烟时除尘装置要安装在排烟机之前，这样可以减少或避免烟气中粉尘对排烟机的磨损而且含尘烟气处在负压条件下不会产生粉尘飞出的问题。为使输送含尘气流至除尘器的管道内不产生积灰，保证除尘系统的正常工作，要求水平管段内的流速在 10～12m/s以上。
3 结束语
综上所述，本文总结了工业锅炉节能减排的相关问题，并提出了相关的节能对策，面对日益严重的节能减排问题，已经成为一个不可忽视的问题之一，要努力提升工业锅炉的节能效果，为工业锅炉的使用效果奠定基础，提升工业锅炉的节能性，促进工业锅炉节能减排效果。
参考文献
[1]徐火力.推进燃煤工业锅炉节能减排的建议及措施[J].能源与环境，2010（2）.
[2]王永义.浅谈工业锅炉的节能减排技术[J].山西电力，2009（03）.
[关键词]工业锅炉；节能减排；燃烧技术
中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0035-01
1.工业锅炉节能减排的技术分析
工业锅炉运行中应引入节能减排的技术，用于降低工业锅炉运行中的能源消耗量，实现节能降耗。分析工业锅炉运行中比较常见的节能减排技术，如下：
1.1 变频节能技术
工业锅炉运行中的变频节能技术，能够降低电能的消耗量，传统锅炉运行中由管理人员操作，很容易在用电高峰期引发浪费，所以引入变频节能技术，降低锅炉的耗电量。变频技术能够根据工业锅炉的状态，提出恰当的工作方式，可以避开用电高峰。变频节能技术的优势明显，与传统锅炉运行相比，变频节能技术主动控制电机转速，保护锅炉的机械性能，着实降低了电机的工作温度。
1.2 水处理技术
工业锅炉用水处理不到位，导致锅炉内壁淤积水垢，水垢厚度增加1mm，热能供应的效率会减少3%，不利于工业锅炉的安全运行。因此，工业锅炉采取水处理技术，用于提升锅炉原水供应的质量水平，保障工业锅炉的无垢环境。例如：某企业检测工业锅炉的运行状态，经水处理技术优化后的锅炉，内部原水、蒸汽等品质有明显的上升，锅炉的整体效率提升了10%-20%。工业锅炉在水处理技术的基础上实行冷水回收，锅炉运行中产生的蒸汽，经过相关装置处理后转化成冷水，可以重新应用到锅炉供水内，还可投入工业锅炉的其它系统内，提升工业锅炉内水资源的利用率。
1.3 余热回收技术
工业锅炉运行中深化余热回收技术的应用，根据工业锅炉的运行实际，安装余热回收装置，回收锅炉排放的高温烟气。余热回收装置能够降低高温烟气的温度，保持在150℃-200℃之间，以免浪费高温烟气内的热量能源。目前，余热回收技术在工业锅炉节能减排中处于积极发展的状态，我国40%以上的工业锅炉已经安装余热回收装置，实现了残余热量的回收和再利用。
2.节能减排的具体实施办法
2.1 降低燃耗的方法是提高燃料利用率
2.1.1在设计过程中炉膛容积应保证燃料的充分燃烧和被炉气所充满，有利于向料坯的传热。它随燃料种类、燃烧方式、燃烧器的布置及热负荷的不同而有所差異。不同的燃料产生的单位热量所具有的废气体积是不同的，因而所需的燃烧空间大小是不一样的。一般发热值越高，废气体积相应越小（实际消耗燃料及空气少）。在炉膛内的热量相同的条件下所流过的废气量是不相同的，所以在决定炉膛尺寸时必须考虑这个特点，同时在确定燃烧空间大小时，还要考虑到在什么空间内要求燃料燃烧完全的问题。在设计的过程中计算所得的炉高数值是设计炉膛高度的依据之一。但在最后确定高度时必须综合地考虑炉膛高度应保证在燃烧装置安放得下、炉内气体流动和传热状况维持正常的前提下尽量不使炉膛过高。同时要注意使整个炉膛内充满炉气并能满足组织火焰的要求。
2.1.2炉底结构应能使物料下表面由炉内冷却水管滑道造成的“黑印”尽量减轻消除。工业的炉的炉底承受加热件的重量、装出料时的碰撞和摩擦、氧化铁皮的侵蚀以及旋转过程温度的反复变化，因此要求炉底上层的耐火材料具有抗高温、耐急冷急热、磨、不与氧化铁皮起化学反应等性能。
2.2 高烟囱排放
烟囱是最常用的一种排烟装置，炉内烟气通过烟道，依靠烟囱排入大气。排烟方式分为自然排烟与机械排烟两类，烟囱必须有独立的基础，不能与烟道基础相连。烟囱底部应设计人孔以备烧烤烟囱、扒灰和修理内衬之用。在烟囱设计的过程中根据烟囱的高度计算所得的排放浓度与允许排放浓度作的比较，确定采用的烟囱高度并按烟囱系列尺寸选用烟囱直径和高度。通过设计虽然不降低排放物的绝对数量，但可降低有害物质的着地浓度，烟囱越高着地浓度越低。烟气中的SOx被大气稀释这是一种局部解决的方法 ，所以落到地面时浓度已很稀无害于动植物的生存。但它并不能从根本上消除SO2对大气的总污染，这种方式仅仅起到缓和污染的作用。
2.3 燃料的选用和改质
2.3.1燃料中含有的硫在燃烧时产生SO2，在氧化条件下SO2能被氧化成SO3，再与水汽相遇便生成H2SO4具有很强的腐蚀性。SO2除直接危害人体健康外，对环境的危害是以酸雨的形式出现的。因此在选用燃料时采用低硫或不含硫燃料或通过洗煤等措施降低煤中的含硫量。再就是从燃料燃烧的过程中脱硫采用烟气脱硫技术。目前烟气脱硫是一个主要的SO2控制方法，它将烟道废气中SO2成分脱除或回收，从而使烟气中SO2的污染大降低。
2.3.2大气中的NOx主要来源于燃料的燃烧过程。NOx吸收并散射光线，在空气中与光化学氧化剂、颗粒物以及日光发生一系列的复杂的反应而形成光化学烟雾，不仅降低能见度而且对人体的健康有很大危害。防治 NOx的方法有两种：一是通过燃烧技术的改进来抵制它的生成。二是从烟气中将NOx除去，即烟气脱除NOx。此外还可采用高烟囱稀释法。这虽没有减少向大气的排放量但对减轻局部地区的污染是有效的。
2.4 影响燃烧操作条件的三个主要因素
燃烧操作条件的影响比较复杂涉及的因素较多，这里介绍三个主要因素：空气燃烧比、燃烧温度和燃烧时间。空气燃料比增加表示空气量增多，燃烧完全排烟中的烟尘浓度会下降。一般而言烟气出口浓度降低烟尘浓度将增大。提高燃烧温度和延长在高温区的停留时间都会使烟尘量下降。因为燃烧所产生的炭黑、油灰和飞灰可燃物质都是固体物质，其燃烧速度决定于氧化剂扩散到固体表面上的扩散速率，以及表面上的反应速率。高温时对于炭黑和小粒径的油灰及飞灰的燃烧速率，化学反应速率是主要影响因素。所以对大粒径的颗粒扩散速率的影响就不能忽视。
2.5 排烟治理
在燃料燃烧的过程中会发生一系列的物理和化学变化并有可能形成大小不一的细微碳粒，这些以气体漂浮的灰分以颗粒状存在，是烟气中灰尘的主要来源。为了减轻烟囱排出烟气中有害物质对环境的污染，应该改进燃烧技术创造良好的燃烧条件，保证燃料的完全燃烧。当烟气的含尘量高于排放标准的规定时可考虑在烟道中设置除尘装置，各种除尘装置都有其效果最佳的工况条件，不符合这些条件时除尘效率将大为降低。当采用强制排烟时除尘装置要安装在排烟机之前，这样可以减少或避免烟气中粉尘对排烟机的磨损而且含尘烟气处在负压条件下不会产生粉尘飞出的问题。为使输送含尘气流至除尘器的管道内不产生积灰，保证除尘系统的正常工作，要求水平管段内的流速在 10～12m/s以上。
3 结束语
综上所述，本文总结了工业锅炉节能减排的相关问题，并提出了相关的节能对策，面对日益严重的节能减排问题，已经成为一个不可忽视的问题之一，要努力提升工业锅炉的节能效果，为工业锅炉的使用效果奠定基础，提升工业锅炉的节能性，促进工业锅炉节能减排效果。
参考文献
[1]徐火力.推进燃煤工业锅炉节能减排的建议及措施[J].能源与环境，2010（2）.
[2]王永义.浅谈工业锅炉的节能减排技术[J].山西电力，2009（03）.