浅谈节能型燃煤锅炉设计

摘要：燃煤锅炉是现今我国锅炉市场中占有使用率最高的一类锅炉。但这个最为普及的燃煤锅炉却有着非常严重的缺点：高耗能，高污染。在现在，无论是国家有关部门的规定，还是民众对环境保护的要求；都是在推动燃煤锅炉进行一次变燃煤节能环保锅炉外观提高燃煤锅炉的燃烧利用率，降低燃煤锅炉的排放污染。

关键词：节能型；燃煤锅炉；设计

锅炉烟气排放温度普遍高达180℃以上，既污染了环境，又浪费了宝贵的烟气余热资源。利用热管换热技术，可有效回收这部分受污染的烟气余热资源，用来预热锅炉助燃空气（空预器）；预热锅炉给水（省煤器）；生产热水（水加热器），变废为宝，项目的经济效益和社会效益非常显著。中国的层燃锅炉都是燃用原煤，其中占多数的正转链条炉排锅炉，原有的斗式给煤装置，使块、末煤混合堆实在炉排上，阻碍锅炉进风，影响燃烧。将斗式给煤改造成分层给煤，使用重力筛选器将原煤中块、末煤自下而上松散地分布在炉排上，有利于进风，改善燃烧状况，提高煤炭的燃烧率，减少灰渣含碳量，可获得5%～20%的节煤率，节能效果视改前炉况而异，炉况越差，效果越好。项目投资很少，节能效益很好，回收很快。

1.锅炉烟气余热回收

工业锅炉烟气排放温度普遍高达180℃以上，既污染了环境，又浪费了宝贵的烟气余热资源。利用热管换热技术，可有效回收这部分受污染的烟气余热资源，用来预热锅炉助燃空气（空预器）；预热锅炉给水（省煤器）；生产热水（水加热器），变废为宝，项目的经济效益和社会效益非常显著。

2.给煤装置设计

中国的层燃锅炉都是燃用原煤，其中占多数的正转链条炉排锅炉，原有的斗式给煤装置，使块、末煤混合堆实在炉排上，阻碍锅炉进风，影响燃烧。将斗式给煤设计成分层给煤，使用重力筛选器将原煤中块、末煤自下而上松散地分布在炉排上，有利于进风，改善燃烧状况，提高煤炭的燃烧率，减少灰渣含碳量，可获得5%～20%的节煤率，节能效果视改前炉况而异，炉况越差，效果越好。项目投资很少，节能效益很好，回收很快。

3.炉膛内壁喷涂节能涂料

锅炉水冷壁管、过热器管、省煤器管长期经受烟气中粉尘的高速冲刷，加之铁管的高温氧化作用，致使铁管壁厚磨损严重，锅炉使用寿命直线下降；更重要的是，铁管的远红外辐射系数只有0.65左右，炉膛内的热量不能很快透过铁管传递到水中，因此强烈建议现役燃煤锅炉水冷壁管和省煤器管表面喷涂远红外辐射节能涂料，提高铁管表面的辐射系数到0.93以上，保护炉体、延长炉龄、有效辐射炉膛内红外热能，显著提高炉膛内的热传递效果，减少黑油排放，节约燃料消耗5～35%，投资不多，效果很好。

4.富氧燃烧

当锅炉需要扩容、火焰温度不够、煤渣含碳量偏高、烟气林格曼黑度无法达标、锅炉燃烧效率不高、锅炉出力不足的时候，可以考虑采用富氧燃烧技术，增加助燃空气中氧气的含量，使燃料燃烧的更加充分，同时，降低空气过剩系数，减少燃烧后的烟气排放量，提高火焰温度和降低排烟黑度，实现节能5%～15%，提高锅炉出力10%以上。富氧燃烧技术的节能和环保效益都很好，项目的投资回收期不到一年。

5.全自动高效激波吹灰器

锅炉积灰结焦将严重降低热效率，因此除灰势在必行。利用激波发生技术，震荡、撞击和冲刷锅炉过热器、空预器、省煤器表面的积灰结焦，使其破碎脱落。因清灰效果好、吹灰彻底、不留死角、运行成本极低、投资效益很高的特点，全自动高效激波吹灰器深受用户欢迎，是燃煤、燃油、燃气锅炉和窖炉除灰的最佳选择，必将取代其它传统吹灰设备，在锅炉清灰节能方面具有广阔的发展前景。

6.蒸汽锅炉密闭式高温凝结水回收

针对过去开式回收凝结水所存在的闪蒸汽浪费、凝结水再次被氧化、热能回收率不高的缺陷，在详尽调查用汽设备热负荷的前提下，通过更换先进疏水阀，平衡回收管网压力，增设蒸汽喷射热泵和GY凝结水回收装置，可以实现高温凝结水的密闭式回收，节约锅炉燃料15%～30%，回收95%的纯净凝结水，其投资回收期不超过壹年。

7.燃烧系统设计

对于正转链条炉排锅炉，这项技术设计是从炉前适当位置喷入适量煤粉到炉膛的适当位置，使之在炉排层燃基础上，增加适量的悬浮燃烧，可以获得10%左右的节能率。但是，喷入的煤粉量、喷射速度与位置要控制适当，否则，将增大排烟黑度，影响节能效果。对于燃油、燃气和煤粉锅炉，是用新型节能燃烧器取代陈旧、落后的燃烧器，设计效果也与原设备状况相关，原状越差，效果越好，一般可达5%～10%。

8.炉拱设计

正转链条炉排锅炉的炉拱是按设计煤种配置的，有不少锅炉不能燃用设计煤种，导致燃烧状况不佳，直接影响锅炉的热效率，甚至影响锅炉出力。按照实际使用的煤种，适当改变炉拱的形状与位置，可以改善燃烧状况，提高燃烧效率，减少燃煤消耗，现在已有适用多种煤种的炉拱配置技术。这项设计可获得10%左右的节能效果，技改投资半年左右可收回。

9.锅炉辅机节能设计

燃煤锅炉的主要辅机――鼓风机和引风机的运行参数与锅炉的热效率和耗能量直接相关，用适当的调速技术，按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量，维持锅炉运行在最佳状况，一方面可以节约锅炉燃煤，又可以节约风机的耗电，节能效果是很好的。

10.锅炉本体保温

一般锅炉本体在20℃的环境温度下，散热损失在2%以内，锅炉本体保温不好，将加重锅炉的散热损失，恶化现场环境。我公司推出一种新型专用保温膏，该材料粘度大，保温效果好，干后抗冲击、抗震动，整体密封性能有显著加强，与特殊配套的防水涂料相配合使用下，外表平整光滑、亮丽，色彩可随意选择。因此涂用锅炉保温膏后，可有效减少散热损失0.5%～1%，改善劳动条件，美化劳动环境。

11.控制系统设计

工业锅炉控制系统节能设计有两类，一是按照锅炉的负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量，使锅炉经常处在良好的运行状态。将原来的手工控制或半自动控制设计成全自动控制。这类设计，对于负荷变化幅度较大，而且变化频繁的锅炉节能效果很好，一般可达10%左右；二是针对供暖锅炉的，内容是在保持足够室温的前提下，根据户外温度的变化，实时调节锅炉的输出热量，达到舒适、节能、环保的目的。实现这类自动控制，可使锅炉节约20%左右的燃煤。对于燃油、燃气锅炉，节能效果是相同的，其经济效益更高。

12.结论

中国的工业锅炉目前存在两大主要问题，首先是污染严重， 成为国内第三大污染源。其次，我国的工业锅炉效率十分低下。燃煤工业锅炉的设计效率一般为72%-80%，而实际运行的热效率大多在60%-65%之间。两大问题的出现与装备成套化水平差、用煤质量参差不齐以及管理水平低有着直接的联系。锅炉节能设计的以上各项内容实施后，效果均可较大幅度地减少煤炭或其它化石燃料的消耗，所以，均可大幅度的减少温室气体CO2的排放量，有利于缓解全球气候变暖，同时也减少酸雨气体SO2和总悬浮颗粒物的排放量，有益于改善地区的生态环境。■