红塔辽宁烟草有限责任公司营口卷烟厂 辽宁 营口 11500
摘 要：在工业生产之中，锅炉作为基础的供能设备有着举足轻重的地位。随着人们对于环保问题的日益重视以及能源危机问题的不断加剧，如今人们对于锅炉的节能环保性能也是愈发看重。但是近年来工业锅炉在节能减排领域的技术并未取得突破，其发展速度已经不能跟上社会发展的脚步，能耗问题也成为了制约工业锅炉发展的重要因素。因此目前各企业加紧了对于工业锅炉的升级改造，以求实现节能减排，满足当前的生产要求。
关键词：工业锅炉；节能减排；能源利用
燃气锅炉具有占地面积少、生产噪声低、布置灵活、耗电量少、劳动强度低等一系列显著的优点，已成为了当前锅炉的“主力军”。从目前看，欧美发达国家的中小型燃气锅炉正向着提高自动化程度、组装化程度、工作效率、且降低体积重量的方向发展，尤其是近几年来出现的智能控制技术、强化传热技术、燃烧技术等在提高易用性、提高热效率、降低PM2.5排放等方面做出了较多的努力。为了进一步提高市场竞争力，满足市场需求，很多企业研制出了多种先进的燃气锅炉节能环保装置，包括风压保险、缺水保险、燃气泄漏监测器、温度调节器、废气监测装置等。
1 目前我国工业锅炉节能减排现状
当下我国工业锅炉的主要种类为燃煤锅炉，燃煤锅炉占据的比例可达 90% 以上。但是相较于燃油锅炉、燃气锅炉以及新种类锅炉，燃煤锅炉的燃烧率最低，因此也会造成能源的浪费，不符合节能减排的要求 。而取代燃煤锅炉的主要新型锅炉种类则是燃油锅炉以及燃气锅炉，虽然燃油锅炉与燃气锅炉的燃烧率都大大高于传统的燃煤锅炉，但是燃油锅炉受限于燃料分散状态及燃油喷嘴限制，对其燃烧率的提高工作较难进行，因此燃气锅炉将成为未来我国工业锅炉领域的主流。
较之于燃煤锅炉。燃气锅炉最大的优势便是燃料分布均匀，不会由于燃料分散状态的问题影响燃烧率，工作状态较为稳定。而且目前我国燃煤锅炉使用的类型仍是以层燃炉为主，其燃烧效率远远低于燃气锅炉。因此目前我国正大力推行工业锅炉的升级更新，改变传统的燃料结构，从根源上实现节能减排。
例如河南省近些年来就进行了大规模的燃煤锅炉淘汰及燃气锅炉的安装工作，燃气锅炉的普及率逐渐提高，能耗问题也得到了初步的缓解。据统计，近年来河南工业锅炉改造涉及的锅炉房已达 150 座以上，淘汰的旧式燃煤锅炉 400 余台，有效改善了能源消耗问题。
由于在热效率上存在不足，因此我国工业锅炉使用时对于燃料的燃烧很不充分，因此其排放的气体中会含有较多的污染物。与此同时，现阶段我国各生产企业在日常生产中，对于锅炉用煤的品质缺乏把控，导致其中硫含量超标，污染问题严重。而采用了燃气锅炉之后，由于燃气中含有的元素种类较少，因此其燃烧排放气体的组成较之于燃煤锅炉也较为简单，尾气处理难度降低，对于空气污染也较小。在锅炉的气体排放问题之外，目前我国工业锅炉在使用时对于水处理工作不够重视，导致排放的废水达不到国家标准，对于周边环境造成了极大影响。虽然较之于燃煤锅炉燃气锅炉在节能减排方面具有较大优势，但是目前其潜力仍未得到充分发挥，这是由于目前对于排放烟气中的潜热利用不足以及整合管理缺陷导致的，因此燃气锅炉的节能减排工作仍然任重道远。
2 我国工业锅炉节能减排途径分析
针对目前我国工业锅炉在实际使用过程中出现的能耗高、大气污染以及水污染问题，锅炉设计人员以及工业生产管理人员需要进行锅炉设计制造的工艺升级以及管理模式的优化以实现节能减排的目的。
2.1 提升燃烧效率
在工业锅炉的设计阶段，设计人员的头等要务便是提升燃煤锅炉的燃烧效率，以提高能源转化率，减少煤炭用量实现资源节约。同时高燃烧效率也可以有效缓解锅炉气体后处理的难度，有助于实现锅炉的减排。要提升工业锅炉的燃烧效率，最为关键的便是优化燃气在锅炉中的燃烧过程。想要对于燃烧过程进行优化，便要对燃烧过程中的燃气进气量、空气进气量及其氧含量进行实时监控，这一过程可以利用信息系统实现对于燃烧状态的实时监控，再根据燃烧状态进行的实时调整，保障锅炉内氧气含量可以满足燃气的燃烧需求。同时在进行燃烧时也要根据生产需能状况进行锅炉工作效率的调节，避免出现浪费。工业锅炉设计人员还应该加强对于锅炉保温工作的重视，避免燃烧过程中热量的散失，提升能量利用效率。
2.2 新技术新炉型的应用
而除了对于燃烧过程的优化，采用新型的燃烧技术及锅炉类型可以大幅提升锅炉效率，节能减排效果明显。
首先在燃烧技术方面可以引入燃气预处理工作，通过吸附等过程有效去除燃气中的杂质，提升燃烧过程热效率。
另外也可以引进新型的冷凝式燃气锅炉，在锅炉工作中加入烟气水蒸气冷凝过程，这样不仅可以通过凝结的液滴实现对于锅炉烟气中硫化物及氮氧化物的初步吸收，还可以通过冷凝过程实现燃烧潜热的利用，有效提升锅炉燃烧效率，其提升幅度可达 15% 左右。
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2.3 提升管理工作
与此同时，各企业在日常生产运行中疏于对于锅炉使用的管理与监控也是导致目前工业锅炉高能耗、高污染问题的主要原因。管理人员对于锅炉状态缺乏监控，锅炉在工作过程中容易故障，导致燃气的浪费。另外在锅炉工作时管理人员也不能根据实际需求调节锅炉的工作安排，致使出现热量的浪费，造成了巨大的资源浪费。因此工业锅炉的节能减排工作不应该完全依赖于锅炉技术的升级，生产企业提升对于锅炉运行的管理也是有效途径之一，在管理过程中，各企业的管理人员不止要控制能耗，也要注意后期的气体处理及水处理工作，减少工业锅炉运行对环境的破坏。另外，目前我国锅炉房规模普遍较小，不仅燃烧效率低其管理工作也难以开展，因此实现锅炉的规模化及集中管理也是提升燃气锅炉节能减排效果的途径之一。
3 工业锅炉节能减排改造具体技术分析
3.1 给煤装置及进气系统升级
对于工业锅炉的燃烧过程优化分为两部分进行，其一是对于燃烧供气装置的改造。在以往的燃气锅炉供气工作中，往往直接使用管道输送而来的燃气开始燃烧过程，虽然燃气中 N、S 等元素含量远远低于煤炭含量，但是大量燃烧后其生成的含硫化合物及氮氧化合物量也会对环境造成极大影响。因此可以在燃气进入锅炉之前引入燃气预处理工序，将燃气通过一个装有还原性碱性液体的储器，初步吸收燃气中的 N、S 元素化合物，降低尾气处理工作量。同时在该储器后还可以加装一个固体吸附室，吸附燃气中含有的固体悬浮物，减少燃烧过程的烟尘问题并可以有效保持炉体内部的清洁，提高其燃烧热效率。
燃烧进气调节工作是优化工业锅炉燃烧过程的另一个途径，根据炉内燃烧情况实时进行燃气及空气进气量的调节，可以有效调节燃气与氧气间的比例，实现更加充分的燃烧。工业锅炉的设计人员可以在锅炉内不同区域设立单独的进气装置，并于这些进气口上加装燃气及空气流量的监控设备，同时也要对于空气的含氧量进行随时监测。另外还要通过炉壁上的传感装置对于锅炉内不同区域的燃烧状况进行监控，以全面掌握炉内燃气的燃烧状态。之后各监控装置再将监测到的数据反馈至计算机处理，计算机则会通过对于燃烧状况的分析进行燃烧进气的调节。目前进气调节主要是通过改变燃气、空气进气量以及进气含氧量实现对于燃烧状态的控制，同时目前在工业锅炉进气调节系统中还可以引入气体预热系统，充分利用烟道余气所含的废热，实现了能源的充分利用。同时还应建立整体控制机制，实现生产运行与锅炉燃烧的统筹控制，减少不必要的燃气浪费。
3.2 炉体及辅机改造
限制我国工业锅炉燃烧效率的另一大因素便是炉体问题，目前我国正在使用的工业燃气锅炉尺寸普遍较小，这是由于生产设计水平欠缺所导致的。而小容量锅炉不仅热容量低，燃烧效率也较难提升，因此其能耗问题尤为突出。
而且小型锅炉在生产过程中调节与管理也十分不便，因此当下应进行炉体设计的升级，采用大容量燃气锅炉以提升燃烧热效率。另外，在进行燃气锅炉炉体改造时也要加强其保温性能，减少其与外界的热交换过程，避免能量散失。
另外锅炉辅机的能源消耗也是过去设计人员常常忽视的一个环节，以往使用传统的电机会出现功率溢出、工作温度较高及易磨损的问题。现阶段使用新型的变频辅机，不仅可以有效解决以上问题，其启动电流也远小于以往的传统电机，可以减少对于电网的冲击，有效节约电能，节电量可达 30% 以上。
3.3 加强新技术新炉型研发
上述的节能减排技术运用均是建立在现有工业锅炉的基础上的改造措施，而针对目前我国燃气锅炉在日常燃烧过程中对于潜热利用率低下的问题，锅炉设计制造企业也需要加强对新型冷凝式燃气锅炉的设计研发工作。在天然气燃烧过程中，其烟气的排放主要是伴随着水蒸气的逸散，其携带的热量占据烟气总热量的一半以上。因此需要对我国当前的燃气锅炉进行升级改造，引入排烟冷凝系统，实现对于烟气中潜热的利用，以提升能量转化率，达到节能的目的。而在设计过程中，也要注意排烟温度与露点间的关系，提升冷凝效果。
3.4 废水废气排放处理工艺升级
工业锅炉的减排技术优化则可以通过加强烟气处理技术及冷凝水处理来加以实现。通过回收蒸汽冷凝水补充锅炉给水不仅可以提升锅炉的给水温度，从而进一步提升燃烧率，同时蒸汽冷凝水的补充还可以有效稀释锅炉循环水，降低盐含量，缓解炉内结垢现象。另外这也减少了工业锅炉的污水排放量及污水含盐量，降低了后续水处理的难度。而对于烟气的处理则主要通过除尘、脱硫及脱硝工序完成，有效改善锅炉排气质量，降低工业锅炉对环境的影响。而在这两项工作中，管理人员应制定完善的处理规范，并严格监控排放标准，同时管理工作要尽量实现集中规模化管理，以提升管理效率，真正做好节能减排工作。
4 结束语
随着可持续发展战略的不断推行，工业生产的节能减排问题愈发收到人们重视。而工业燃气锅炉作为节能减排工作的重点与难点，也需要做出技术升级以满足当下要求。工业锅炉设计人员需要优化管理方式及进气调节系统，提升锅炉燃烧效率，并优化冷凝水以及辅机结构，进一步做到能源节约。同时企业管理人员要加强对于废水、烟气排放的监管力度，并通过优化污水及烟气处理工艺降低对于环境的破坏，真正做到减少排放，让工业燃气锅炉可以更好地满足未来的生产需求。
参考文献 :
[1] 贾彦磊. 燃煤工业锅炉节能减排技术研发与应用探究[J].资源节约与环保,2014(3):7-7.
[2] 高亮, 徐玉恩. 工业锅炉节能减排存在的问题及对策研究[J]. 工业b,2016(8):134.
论文作者:卞广富
论文发表刊物:《科技新时代》2018年8期
论文发表时间:2018/10/22
标签：锅炉论文; 工业锅炉论文; 节能论文; 燃气论文; 燃气锅炉论文; 工作论文; 烟气论文; 《科技新时代》2018年8期论文;