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摘要：我国是富煤、缺油、少气的国家，能源消耗主要以煤炭为主，而传统的煤炭燃烧应用会产生大量的粉尘、二氧化硫、氮氧化物，造成严重的环境污染问题，同时燃烧不充分不但增加固废排放量，同时还会导致燃料的浪费。烟气污染污染物控制不当不仅造成环保设备寿命减少，对于燃煤供热锅炉的综合使用效益也存在明显的制约影响。对此，探讨燃煤供热锅炉烟气污染的原因以及处理措施具备显著实践性价值。本文对供热锅炉烟气污染分析及环保措施进行探讨。
关键词：供热锅炉；烟气排放；节能降耗；处理措施
1燃煤供热锅炉烟气污染物排放超标的主要原因
1.1燃煤品质不稳定
燃煤供热锅炉在运营过程中燃煤品种不一、质量不稳定，热值、水分、灰分等指标与设计界使用煤种存在偏离，无法满足锅炉的正常运行要求，不仅降低锅炉的运行效率而且也增加了污染物的排放。燃煤的水分过高，燃烧时所需的找火热增加，着火时间延长，或造成燃煤不完全燃烧、燃烧效率及燃烧温度不高。同时燃料燃烧所产生的热量随着水分的蒸发而被带走，燃料燃烧后，水分吸收热量转变为水蒸气随烟气排入大气，减低锅炉效率，增加烟气量，使得锅炉及烟道造成低温腐蚀。
由于燃料热值、灰分不稳定还导致锅炉结焦、出灰量增大，导致设备故障率升高，维修成本增加，影响锅炉正常运行。所以燃煤供热锅炉在使用过程中必须严格控制煤料的质量。
1.2运行参数及风量比例控制不合理
燃煤供热锅炉在实际运行时，为更好的保证锅炉的燃烧效率，就必须根据锅炉的负荷及实际运行情况，合理调整与控制二、三次风量及过量空气系数，从而确保锅炉内的燃料充分燃烧，减少与避免燃料浪费以及烟气污染等问题。大多数燃煤供热锅炉运行时过量空气系数值较高，过高的过量空气系数致使大量多余燃烧所需要的空气在通过锅炉后吸收热量，热量随烟气排入大气而浪费，也导致烟气氮氧化物浓度增加，出现烟气排放超标的问题。
1.3设备及工艺老旧
目前国内有不少城市供热仍使用层燃链条炉，而层燃锅炉大多使用原煤，燃烧效率及热效率较低，实际运行热效率在60~65%。工艺老旧，运行管理粗放，装备参差不齐、成套化水平较低，锅炉出力不足，自动化程度低，污染物控制及治理成本高。
2燃煤供热锅炉运行节能降耗措施
2.1控制燃煤质量
在实际生产运行过程中，燃料在使用之前，先对燃料进行烘干和掺配，预防燃料水分过高而导致锅炉的运行效率降低，确保燃料的平均热值在设计值以上，并且在燃料稳定以及炉膛温度正常的情况下，排烟的温度也应当有效降低。明确掺配料的类型和掺配料的比例，燃煤掺配可以更好的提升炉膛内燃料燃烧的效率，同时也可以有效的改善锅炉烟气排放的问题，降低运行成本。燃煤掺配比例可以按照20%的粗粒度＋50%中粒度＋30%细粒度的比例进行调配，强化燃料质量的管理，控制燃料当中的含泥量此时也可以更好的提高燃烧效率，降低能耗，并促使锅炉的热效率得到提高。
2.2降低过量空气系数及采用空气分级燃烧技术
低过量空气系数运行要求过量燃烧反应尽可能在接近理论空气量的条件下运行，以降低氮氧化物生成量，但氧含量过低容易使得烟气中的一氧化碳浓度增加，使得燃烧效率降低。因此在实际运行过程中，根据锅炉运行负荷及煤质情况，在保证燃烧效率的前提下，尽可能的降低过量空气系数，从而降低氮氧化物初始排放浓度。通常采用递过来空气系数燃烧可降低过量氮氧化物排放15%～20%。
目前国内多采用空气分级燃烧技术，其基本原理是将燃烧过程分为两阶段完成，将燃烧所需要的空气粉尘两级送入，一级所用的过量空气系数为0.8～0.9，其余空气在其余空气在炉膛另外部位送入，通过空气分级低氮燃烧技术控制一级燃烧区氧浓度制造还原性气氛，抑制氮氧化物的生成，还原已生成的氮氧化物主要抑制挥发分N的转化。目前国内各大主流厂家都有自己成熟的空气分级燃烧技术，采用空气分级以后能抑制氮氧化物生成约15%～30%。同时，空气分级燃烧弥补了低过量空气燃烧所导致的未完全燃烧损失和飞灰含碳量高的缺点。
2.3系统工艺改造升级
系统工艺落后也是锅炉运行效果差，污染物排放不达标的主要原因。对此，想要有效的改善锅炉烟气排放超标的现象，应当根据实际情况对系统工艺进行升级改造。近些年，高效煤粉工业锅炉系统在城市供热行业取得了成功推广和实践成果。该系统一般是由煤粉储存系统 、供料系统、燃烧系统、锅炉系统、烟气污染物联合脱除系统、粉煤灰存储系统、点火油系统、压缩空气系统、惰性气体系统及测控系统10 个子系统组成。该系统采用以下工艺流程：制备好的煤粉通过气力输送输送至煤粉塔暂时储存，塔内煤粉按需进入中间计量仓后由供料器及风粉混合管道送入煤粉燃烧器，燃烧器和锅炉炉膛构成燃烧系统。燃烧换热后的烟气进入脱硝装置后再进入布袋除尘器。除尘器排出的烟气经引风机引至脱硫装置进行脱硫后进入湿电除尘，再由烟囱排至大气，布袋收集的飞灰密闭排出，集中处理。
该系统工艺与传统燃煤工业锅炉相比具有节能、低排放、自动化程度高特点，其热效率能达到90%以上，节能效果显著。对效率较低的老式层燃链条炉可首先考虑采用该套工艺技术进行改造，目前国内已有多个采用该工艺进行升级改造项目，均取得了良好的改造效果。
2.4锅炉本体优化设计
在锅炉本体设计时，明确炉膛的结构尺寸，炉膛内火焰的燃烧特性、设计容量、炉膛的受热面的负荷量、截面的热负荷量、炉膛的容积热负荷、炉膛出口烟气的温度以及燃烧器的区域壁面热负荷等数据的分析，根据以上述数据作为参考做好炉膛结构尺寸的设计，借助计算机数值模拟计算对相关数据进行模拟校核。其中炉膛容积热负荷设计炉膛时需选用的一个重要的热力参数，反映炉膛容积的大小，还反映燃料在炉膛内的停留时间，直接影响炉内的温度水平；取高值，炉膛容积减小，炉内温度水平高；取低值，可以防止炉膛内结焦。
因此炉膛设计参数的选取，尤其是炉膛容积热负荷、炉膛尺寸合理取值可以更好的避免锅炉在锅炉运行出现的换热效率低、排烟温度高、结焦等问题。
2.5优化测控系统采用DCS自动调节
我国多数燃煤供热锅炉的运行自动化程度不高，大部分运行凭人工经验调节，锅炉运行水平受司炉人员个人主观因素影响较大，不利于节能减排和科学管理。因此采用DCS系统准确检测并实时调节锅炉运行参数，通过室内外温差、外网热量需求、供回水温度、流量等变量，与锅炉供煤量、风量调节、脱硫脱硝设备药剂的投放量等，利用控制系统丰富的函数算法模拟被调用对象的变化规律，建立一套完整的函数计算模型实现锅炉系统的自动调节，以避免人工经验操作造成的偏差及误操作引起的排放超标及设备故障。
结束语
综上所述，在尽量不改变原有设施条件的情况下，通过控制燃煤质量以及采用降低过量空气系数采用空气分级燃烧等技术，能有效降低锅炉初始排放浓度，并能达到一些节能降耗的目的。近些年通过国家对节能环保事业支持力度的加大，一些技术先进的燃煤技术装备和环保设备也不断出现。在目前环保形势依然严峻的情况下，一些高能耗高污染的燃煤锅炉面临着被淘汰，相关企业也面临着较大的经济负担。因此企业可根据自身情况，对现有设备进行一些较低成本的升级改造，或更换一些技术成熟的低能耗锅炉系统设备，从而降低企业能耗和排放，提高经济效益。
参考文献
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[2]高玉冰.保定市热电联产扩大集中供热对大气污染物和温室气体的协同减排效果核算[C]//2018中国环境科学学会科学技术年会.