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摘要:近年来,随着人们生活水平的日益提高,城市的经济也在不断地发展和运行,因此,工业的发展也得到了显著提高,那么随之而来的环境问题就日益严重,在工业行业平稳运行的同时,工业污染问题以及安全管理问题等方面的问题已经逐渐地浮现了出来,所以,做好工业锅炉运行与烟气治理的节能减排工作意义十分重大。
关键词:工业锅炉运行;烟气治理;节能减排措施
引言
工业锅炉是我国重要的热能动力设备,其根据其具体应用可分为蒸气锅炉、采暖热水锅炉、民用生活锅炉、自备热电联产锅炉、特种用途锅炉和余热锅炉等。而对于锅炉而言,虽然现在绝大多数锅炉均采取了电气化,即利用电能实施加热。但在一些工矿企业中,燃煤锅炉仍在使用,且使用比例较高。在这种情况下,如何保证锅炉的有效运行,并对其实施烟气治理及节能降耗将对环保节能发挥积极作用。
1工业锅炉节能减排的现状
工业锅炉主要就是为了工业生产提供工业蒸汽,为社会大众提供热水供应,是社会上必须具备的消耗品,但是我国的工业锅炉的能源消耗以及环境污染问题较为严重,严重地污染了环境,并对生态环境造成了严重的破坏。①运行状况。我国长期以来,都是用锅炉进行热水的供应,导致大部分的锅炉都处于低负荷的状态。导致锅炉在低负荷下运行的原因是多方面的:一方面是设计部门在选择锅炉的时候,多数考虑的是需求量和发展的需要,因此,在选择锅炉的时候一般选择容量大的锅炉,一般容量会超过用户实际的需求量;另一方面,锅炉的负荷会随着用量和用气的变化在一定的范围内进行波动,就会导致大部分的锅炉长期的处于在低负荷的状态下进行运行。我国锅炉平均负荷量在50%~70%之间,实际的运行效率远却远低于定额的效率,最终造成了能源的浪费。②燃煤质量。我国锅炉使用的燃煤主要就是烟煤和无烟煤,对于不同的地区,使用的燃煤质量是不同的,部分地区的煤种也会经常地发生着变化。我国主要的燃煤锅炉是以层燃锅炉为主要工具的,但是层燃锅炉对于煤种的适应性是很低的,会受面积的大小、布置的样式以及排风装置的影响而进行设计,因此,当煤种发生变化的时候,会使得锅炉的管理人员无法准确地掌握燃煤的质量情况,搞不清楚运行的规律,遇到问题的时候还不会及时地采取措施进行解决,这些也就造成了锅炉污染物的排出,最终也造成了锅炉效率的下降。
2工业锅炉运行与烟气治理的节能减排措施
2.1燃烧过程中炉膛负压控制
炉膛负压的大小对于节能影响很大。负压大,吸入冷风多,影响炉温,且排烟热损失增加。所以,锅炉应在微负压下运行,它能增加悬浮煤颗粒在炉膛风的滞留时间,促进完全燃烧,有利于节能减排。炉膛负压一般通过控制引风量来调节。当炉膛负压为正时,不仅会使炉内氧量大大增加,也会使炉膛内的热烟气和火焰向外喷出,影响设备与人员安全。锅炉增减负荷时,过程尽量缓慢,防止锅炉运行参数剧烈波动。锅炉负荷出现变化后,燃料及送风调节器控制燃料量和送风量与负荷变化相适应;也可使用引风调节器调节送风量。
2.2锅炉烟气回用节能改造方案及说明
综合以上说明,应对主要问题,本方案主要从节能及减排两个方面进行改进;即通过增设余热回收设备收集烟气中的热量,以用于锅炉助燃、后续需要热量补给的生产工序或厂区生活供热,同时,通过增设高效脱硫除尘塔对烟气进行净化处理,对锅炉进行改造。详细措施如下:在锅炉到除尘器的烟道上加装换热器与废热锅炉的形式,加热后的空气返回锅炉用于助燃以及厂区其他部位供热。而该装置的设计可将该锅炉的排烟温度从800℃降低至520℃;同时,可将进入热管的空气温度(初始温度为20℃)升高至400℃,从而使得助燃气体的温度升高。最后,经过换热器的烟气通过脱硫塔进行去除SO₂、氮氧化物等有害物质,再由引风机将气体排放到大气中。
2.3定期做好维护和保养
锅炉和烟气治理设备的维护和保养直接影响到锅炉和烟气治理的安全经济运行以及节能减排,根据锅炉设备的结构、制造工艺、制造质量等情况的不同,其损坏的部位和情况也是不同的,因此,一定要根据损坏的部位以及损坏的程度不同而运用相应的修理方法而进行合理的修理,最终才能更好地恢复设备原有的性能,同时对于锅炉设备一定要定期做保养,并接受相应的锅炉检验机构的监督检查。
2.4湿式除尘
湿式除尘也是较常见的一种除尘方式。其原理是水与烟气中粉尘颗粒结合,形成直径超过10μm的大粉尘颗粒,再将这些大粉尘颗粒除去。通常情况下,湿式除尘的同时也可以实现烟尘脱二氧化硫,所以湿式除尘是目前最高效的办法,其优点还包括成本低廉、操作简便、维护容易及适用环境广泛等;缺点就是会产生大量污水,且湿式除尘器容易被腐蚀,需要改进管道材质。常见的大量处理烟尘的湿式除尘器有两种,即文丘里除尘器与麻石水膜除尘器,根据具体需要,选择最佳的除尘器或者把两种湿式除尘器结合起来使用,充分发挥每一种除尘器的优势,以此来提高除尘效率,同时也可以解决管道腐蚀问题。自激喷雾除尘器则适用于小型锅炉的烟气除尘处理。
2.5节水措施
耗水设备主要是锅炉补充水、炉排细灰冲灰水、设备冷却水、水处理用水、冲渣水、脱硫用水、脱硝用氨水混合用水等。节水措施主要有:①省煤器后面烟道降低排烟温度的余热水箱冷却水(热水)用于锅炉循环使用。以笔者所在公司20t/h燃煤锅炉为例,从余热水箱出来的冷却水(热水)温度为70℃左右,使得锅炉给水温度从30℃左右提高到70℃左右,锅炉用水温度提高了40℃左右,节能效率能提高5%左右,按蒸汽用量200~250t/d计算,每年会取得可观的节能效果。②将锅炉水处理废水、灰渣水、排污水、脱硫污水进入澄清池,使冲洗灰渣的废水重复利用或用于燃煤水分的调节,多余废水进入污水处理站处理。③控制合理的排污率。锅炉排污是一项节能减排和安全运行的重要工作,必须控制好排污率及做好排污水的有效利用,以炉外水处理与炉内加药剂处理相结合的方法做好排污,排污率控制在10%以内。目前,多数企业把排污水排放到废水池中,作为废水排掉,浪费了水资源。锅炉的排污水碱度较高,pH值10左右,可用于污水处理站中和酸性较高的废水,以节省废水处理成本。④做好锅炉用水的跑、冒、滴、漏管理,消灭常流水。
2.6湿法
湿法是直接用可与烟气中的二氧化硫反应的盐或碱溶液进行脱硫。把烟气通入含盐或碱溶液的反应池里,气体二氧化硫在反应池里发生反应,速率快、脱硫效率也高。现有技术条件下,选取石灰石做脱硫剂时,在钙与硫含量差不多的条件下,脱硫率可以达到90%以上,一般大型燃煤电站都是采用这种方法进行烟气脱硫。常用的脱硫剂还有以下几种:石灰石-石膏、氨水、海水等,以此产生了常说的石灰石-石膏湿法、氨法、海水法以及双碱法等。不论是哪一种湿法脱硫,都要产生大量的工业废水,就存在废水处理问题,因此,还应该置备一套工业废水处理装置,这样就增大了设备投入费用,后期也相当于两套设备运行,运行成本也极高。近年来,工业上提出了零排放要求,这又给湿法脱硫技术带来了新的挑战,湿法脱硫技术工艺急需改善。
结语
工业锅炉的节能减排工作是现在的工业企业需要重点控制和改进的方面,只有工业锅炉运行与烟气得到有效的治理,才能更好地提高企业的经济效益、减少污染、节约能耗,同时也满足了环保的要求,最终实现能源的可持续性发展,因此一定要加强对节能减排工作的重视,进一步提高企业的经济效益。
参考文献:
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[3]造纸企业锅炉烟气排放控制与清洁生产关键技术参考工具:《大气污染防治先进技术汇编》正式发布[J].中华纸业,2015,36(10).