小型燃煤锅炉的改造和发展.pdf

第4 期 加叭年1 1 月 锅炉制造 Ⅸ I Ⅱ RM N I 摩 C 1 1 m 矾G N 0 4 №v ∞叭 文章纳号c N 2 3 1 2 4 9C 2 0 0 l j 0 4 一O 昕1 一0 4 小型燃煤锅炉的改造和发展 周菊华1 ，黄生琪2 1 ．武汉电力学校。湖北武汉4 3 0 昕9 2 ．武汉生精制品研宽所，湖北武汉4 3 嗍 摘薹用可持续发展的观点分析了湖北省燃煤锅炉的使用现状及改造情况及今后发展的方向，对政府有关 部门和企、事业单位具有参考意义。 关麓词小型燃煤锅炉；改造；发展 中圈分类号砸∞．5 1 文献标识码B D e v e l o p m e n tT h n d0 fS m 枷S c m eC 彻l 一6 r e dB o Ⅱ盯 z H O U j u h ∽．H U A N cS } I e 喀一q i 1 ．W l 小蚰日∞耐c B l ‰rC o l l 唧，碍Ⅵ岫4 3 0 町9 ．曲i m ； 2 ．W u h 舳B Ⅻo 画c a lp r o d u c tm s 棚曲h l d n l t e ，W 1 l I l a n4 3 0 0 ∞，C h i l l 且 A b 醴舶d T h e “n 墙d 锄o fc o B l f i r e db o i k ri l lH u b e ip 刑y h l c ei sr e 日c h e dh e r e i n ，山er e f 0 删。唔m e t I l c ，d a n dd e W - o 删，衄t 廿刊a r ed i s c u s B e d ． 脚删凼s I n 日l l8 c a l I0 0 B l 一删啪e r ；幽咖；d e 咖㈣t 1 可持续发展观点及湖北省环境概 况 1 9 9 2 年6 月联台国环境与发展大会上提出 了可持续发展的观点。其中心思想是人们的生产 活动等应当在不损害后代人满足其生存与发展的 前提下，满足当代人的生存与发展需要。可持续 发展，意味着维护、合理使用并且提高自然资源基 础．意味着在发展计划和政策中，纳 人对环境的 关注与考虑。 可持续发展观点对能源的生产和利用将突出 高效、清洁、无污染。这对湖北省小型燃煤锅炉的 设计、选型和使用提出了更高的要求和严峻挑战。 僵视环境保护是可持续发展的一项重要内 容。目前湖北省环境概况是以武汉市城区为中 心的环境污染虽有所控制但没有被彻底控制，仍 在发展并向城郊、农村蔓延。大气污染主要是由 煤的转化造成的，属煤烟型污染．以粉尘和酸雨危 害最大．而且污染程度还在加重．其中s q 占9 0 ％，粉尘、N o x 、c O 分别占7 0 ％、7 0 ％、7 1 ％。 湖北省小型燃煤锅炉运行用煤占总用煤量的 加％o O ％。这类锅炉大多热效率低．配备的除尘 器落后 相对大型锅炉来说 ．无脱硫装置。据湖 北省环保局的环境公报称，迄今已发现武汉、黄 石、宜昌、荆门、襄樊、孝感、鄂州、恩施和技江共有 9 个城市下“酸雨”，发生频率为1 1 ．9 8 ％。由此可 见’，J 、型燃煤锵炉是我省大气污染的重要来源之 一．必须逐步改造并考虑其将来的发展。 2 湖北省小型燃煤锅炉现状 为了贯彻可持续发展战略，节能降耗．我们必 须分析我省小型锅炉的改造和发展状况，这里所 述的小型锅炉是指工业锅炉和电站锅炉出力小的 部分。目前，工业锅炉热效率为6 0 ％一8 0 ％；电站 锅炉热效率为8 0 ％．9 0 ％。考虑锅炉燃烧设备配 套辅机的技术性能和质量的影响，控制仪表水平 低及锅炉管理水平和司炉工技术素质偏低；燃煤 质量以及配套管系阀门等质量问题．造成锅炉实 收稿日麓2 ∞1 一嘶一1 9 怍t 筒，卜局精华 1 啷一 ，女．1 嫩年毕业于华中理工大学热能动力工程专业，武祝电力学校高级讲师，填写出版了‘电厂锅炉露杼 等教材，曾发表数十篇专业论文和译文。 万方数据 锅炉制造总第1 8 2 期 际热效率与此设计、鉴定热效率还相差1 0 ％左 右。我国现有锅炉约6 0 万台，而湖北省小型燃煤 锅炉约占其中的四十分之一，小型工业锅炉与电 站锅炉的台敦之比为6 0 l ，但小型电站锅炉燃煤 总量与工业锅炉的总量相差不大，小型工业锅炉 大多为Ⅺ凡、D 孔、s H L 等型式，小型电站锅炉为Ⅱ 型、煤粉炉和旋风炉。湖北省电力公司现有火力 发电厂8 座 不含地方自备电厂 ，装有3 9 台出力 为7 5 ．2 3 0 曲的锅炉。按照我国新的环保政策和 可持续发展的观点，这其中相当一部分锅炉均在 关停之列，因此，必须对其采取相应的措施，以便 消除或减少锅炉烟尘污染。 3 研制节能、环保的新型锅炉和除 尘器 3 ．1 工业锅炉 购买锅炉时，用户应该首先到环保、质量技术 监督部门进行技术咨询．根据当地的燃料品种和 使用条件购买合适的锅炉和辅机，不要困资金紧 缺而购买一些煤耗太、热效低、消烟除尘不好的锅 炉及辅机。 根据锅炉类型，选择安装必要的除尘设备，不 能因资金紧缺而不购买安装。目前，锅炉除尘设 备有多种形式，常用的有重力沉降式除尘器、惯 性除尘器、离心力除尘器、过滤式除尘装置、湿式 除尘装置，消烟除尘效果较好而深受用户欢迎。 各地环境保护和质量技术监察部门应根据当 地的实际情况，对那些煤耗大、热效率低、消烟除 尘差的老式锅炉进行查封，限期报废．并督促用户 购买锅炉新产品；对于暂时购买新锅炉有困难的， 应限期进行必要的改造，使之消烟除尘能基本达 到要求。从目前看，不少老式锅炉煤耗大、热效率 低，冒黑烟，其主要原因是炉膛内水冷程度大，炉 内受热面吸热强烈．故使炉膛温度降低；其次，煤 不易在炉膛内充分燃烧；另外。因炉膛容积不够、 烟气在炉膛内停留时间短而不能充分燃烧。因 此，对这种锅炉改造主要是增设耐火砖拱，增高中 拱，并加长炉拱；改变挡火墙位置、高度．摆设蓄热 水纹花洞砖等。采取以上改造措施后．炉膛温度 显著提高，含尘烟气在炉膛停留时间延长，烟气在 炉膛内充分燃烧，基本达到消除烟囱冒黑烟的现 象。目前，，J 、型卧式手烧锅炉改为往复炉排燃烧 方式的较多，可达到节约燃料和消烟除尘的显著 效果，是值得推广的。对抛煤机锅炉可采用前墙 加折焰角、飞灰复燃装置和空气二次风来改善燃 烧、降低排烟污染。值得注意的是在锅炉改造时， 用户不可盲目白行改造，应聘请有关专家根据锅 炉类型确定改造方案，提供设计图纸，并请专业单 位承担改造任务，这样能确保质量，取得好的改造 效果。 在人口众多的住宅区和工商业区，环境保护 及质量技术监察部门应严格控制小型燃煤锅炉的 安装数量，这也是减轻环境污染的一项重要措施。 最好采取集中供热的方式，这样可以把大量分散 的锅炉房用集中供热的锅炉房代替，把分散的低 效、污染严重的旧式小型锅炉替换下来。改用效率 高。机械化程度较高的中等容量锅炉。 利用锅炉烟气余热．也可减轻环境污染。目 前有的用户设计安装了一种钢管余热回收器．这 种钢管余热回收器有与重力沉降室相似的作用， 能使尘粒从烟气中分离出来而沉积。因此，凡安 装了钢管余热回收器的锅炉，当烟尘通过两级除 尘后，效果甚佳，除尘效率可达9 0 ％以上；另外， 钢管余热回收器利用烟道，烟气可以将水加热到 8 5 ℃一9 0 ℃，当加热的水通过给水泵补进锅炉后， 使锅炉汽压稳定，司炉人员可减少向炉膛加煤和 掏火的次数，相应地减少了排尘浓度。 从目前锅炉使用情况来看，大部分小型锅炉 安装的空气预热器均已因损坏而被拆除，只有少 部分用户懂得可以修理后使用。空气预热器能吸 收排烟热量．降低排熘温度，提高热效率，减轻环 境污染，特别是对于燃用水分和灰分较高的燃料． 采用空气预热器尤为重要。空气预热器损坏后若 不及时修理．则进进炉膛内的是冷空气，使得炉膛 内的温度一时难以提高，难免出现燃料不完全燃 烧现象，烟囱同样会冒出黑烟。因此，用户发现空 气预热器损坏，应及时修理，空气预热器在使用过 程中。应加强保养。 用户应购买含挥发份和灰分少，且粘性强的 煤，这种煤产生的烟尘少。如果煤中古挥发份和 灰分多，则煤易细化，细小的碳粒子就容易被气流 吹起而带人烟气形成大量烟尘。另外，司炉人员 应在干燥的煤中掺入5 ％．1 0 ％的水，可以增加煤 的粘性，减少炉膛未完全燃烧损失。 锅炉使用过程中，司炉人员应调整好煤层厚 度。对于链条炉排锅炉，一般控镧煤层厚度为 l o o ．1 5 0m 往复炉排煤层厚度为7 0 ．1 2 0r ∞；固 定炉排锅炉煤层厚度为1 0 0 - 1 2 0m 。如果煤层厚 度过高，会妨碍通风，易造成不完全燃烧损失。司 炉人员在加煤掏火时，应根据炉膛内火焰情况操 万方数据 第4 期 周菊华，等巾型燃煤锅炉的改造和发展7 3 作．当火焰里桔黄色时，证明火床燃烧良好，此时 加煤掏火．只有少量的碳粒子随烟气带出，其它的 能迅速燃烧，这样可减轻环境污染。对于手烧锅 炉．司炉人员在加煤掏火时一定要做到“少、勤、 匀、快”，碱少冷风进入炉膛而恶化燃烧。对于其 它机械化锅炉，司炉人员在观察火候时，最好是通 过观察孔，尽量减少打开炉门观察的次数，这样也 可避免冷风进人炉堂。实践表明，若司炉人员打 开一次炉门，炉膛内的温度就会下降2 0 0 ℃，因 此，应该引起广大司炉人员的高度重视。 对于小型手烧锅炉，司炉人员应充分认识到 间断二次风的作用。手烧炉由于是周期性的加煤 掏火，打开炉门的次数也比较频繁，因而炉膛内的 温度每次都会下降，从而加剧了炉膛中的不完全 燃烧，使烟气中出现大量未完全燃烧的煤尘，造成 黑烟滚滚。所以，司炉人员应在加煤初期，向炉膛 送人二次风，后期停送二次风，又适当增大一次 风。从二次风的消烟除尘作用来看．二次风送人 炉膛时．它除了补充必要的空气量外，还有强烈的 搅拌作用，使炉膛中可燃气体和碳粒与空气充分 混合，形成旋涡燃烧，延长可燃气体和细碳粒在炉 膛中的行程与停留时间，有利于充分地燃尽，从而 达到消烟除尘的目的。实践证明，只要根据手烧 炉的特点，使用间断二次风的喷咀，且安装位置、 角度、高度恰当，喷射速度适中，对降低烟气黑度 和烟尘浓度都能收到较好效果。 司炉人员必须坚持做到定期定时清除除尘器 内的积灰。这些积灰若不及时清除，就会影响除 尘器的效率．积灰清除完毕．应将灰闸板插牢，减 少漏风现象。若发现除尘器外壳穿孔，应及时通 知修补，内部装置损坏，应及时更新，不要带病运 行。实践表明，除尘器一旦漏风，其除尘效率会由 原来的9 0 ％下降到5 0 ％，如果漏风量达1 5 ％ 时，除尘效率为0 。 司炉人员应及时清除锅炉受热而上的烟垢和 水垢，因为这些东西都是传热系数很小的物质，它 们能阻碍传热，危害很大。从环境保护角度来讲， 一旦受热面上结成了烟垢和水垢，锅炉的出力就 明显不足，司炉人员就会不停地向炉膛内加煤并 不断地掏火，同时还需增大鼓风和引风，因而大量 未完全燃烧的碳粒子就会随烟气排人大气中；当 烟垢和水垢清除后，传热效果会变好，燃烧趋于正 常，相对地减少了加煤掏火的次数，烟囱就不会大 量冒黑烟了。 采取有效方法治理锅炉漏气、漏灰，提高锅炉 密封性。 3 ．2 电站锅炉 采用燃气炉。 采用循环流化床锅炉。循环流化床锅炉燃烧 效率高．燃料品种适应性特别好，既能烧优质煤又 能烧劣质煤，低烟尘污染排放．且锅炉负荷变化适 应能力强，有利于灰渣综合利用。如湖北松木平 电厂采用循环流化床后既利用了当地的劣质煤资 源，又解决了环境污染问题。 采用燃气蒸汽联合循环系统。这种系统具 有一系列独特的优点，如机组效率高、投资发电成 本低、运行灵活、节水、占地少、建设周期短。日 本、德国、东南亚均采用了这种发电技术。 4 应采取的措施 由于燃气炉着火快、热效率高、无粉尘排放污 染，因此，我们要紧紧抓住四川省天然气2 0 0 2a 进人我省的机遇．特此建议各级政府、税务等部门 制定相应的扶持政策，鼓励推广锅炉设计、研究、 制造部门多出一些优质高效燃气炉及配套储气罐 等，做到优先设计、优先制造、优先审批、优惠税 收．优先评奖，必要时，对评比出的离效优质环保 产品的单位给予奖励，对优先使用燃气炉的单位 优先贷款。 组织“以大带小”工程，实现集中供热。对城 区人口稠密区的供热及生产，应大力规划集中供 热系统，用高效低污染的锅炉取代高耗多污染的 小型燃煤锅炉。政府各职能部门也应给予如前所 述的相关优惠政策。 立即着手进行K Z L 、D z L 、蜘L 、S Z L 、S 观和 D 可等型锅炉改造成燃气炉的研制。 大力开展燃煤的气化及应用研究。如华中师 范大学研制的燃煤气化技术已经成熟．可以进一 步提高推广，为燃气的供应提供充分的保障。 开发电锅炉，使用洁净能源。用电锅炉取代 小型燃煤锅炉供热具有许多优点．且其综合成本 并不比燃煤炉高多少。由于我国电力发展超前， 湖北省电力富裕量太．现在甚至有部分先进大型 机组闲置；加之水电资源极为丰富，三峡水电厂已 规划2 0 0 3a 发电；另外，今年广泛实施的电厂机 组“竞价上网”亦使电价呈下降趋势。因此，我省 应学习上海经验，大力开发推广电锅炉。 因地制宜，就近取“能”。对地处油田城区的 生产、生活供热，如湖北省潜江市城区位于江汉油 田，应允许他们按成本价使用燃油炉；对靠近水利 万方数据 7 4 锅炉制造总第l 跎期 发电厂，如葛州坝、三峡水电厂所在地宜昌市城 区、清扛隔河岩水电厂地区、黄龙滩水电厂附近的 十堰市城区、富水电厂的阳新县城区都应鼓励按 成本价使用电锅炉。 加快湖北成宁市核电厂的可行性研究及筹备 工作，以核电取代部分小型燃煤锅炉发电。 进一步开展新型燃煤锅炉的研制。河北阳光 锅炉厂按照最新专利技术于1 9 9 9a 开发生产的 D 2 D 系列 1 ．b 讹 滚动炉排锅炉，解决了链条炉 排、往复炉排存在的漏煤、漏风、串风等问题，热效 率8 0 ％左右，燃烧效率9 5 ％，环保指标高于国家 标准，具有高效、节能、环保三大特点；哈尔滨航天 热能工程公司在湖北东风汽车厂应用的“链条锅 炉加煤粉复台燃烧技术”效果也很好。 积极组织新型高效除尘脱硫装置的研制和推 广。如现有小型燃煤锅炉配套的双旋风除尘器能 否改进成三旋风除尘器。人口加装石灰水或石灰 粉喷雾设施。据悉，山东济南锅炉厂研制的炉内 喷钙脱硫技术应用于3 5 讹抛煤机，锅炉脱硫率 达到8 5 ％，武汉幸福除尘器厂生产的脱硫除尘器 行业信息 用于小型锅炉效果好，已在西南地区安了家，能否 以此为突破，加大科研投入，实现改进试用 推广至全省乃至全中国，是一个振兴我省环 保产业的良好举措。 5结束语 为了贯彻国家可持续发展的能源政策，湖北 省各有关部门、有关企业、事业应采用措施，改造 治理现有能耗高、环保不舍格的小型燃煤锅炉，生 产新型高效、污染少的锅炉和除尘器，从而造福子 孙后代。 参考文献 [ 1 ] 徐子伦．环境资源保护必读[ M ] ．北京改革出版 杜．∞0 0 ． [ 2 】周菊华．降低火电厂s q 排放的探讨 J ] ．设备管理 与维修．2 0 0 0 1 0 1 7 - 1 8 ． [ 3 ] 陈少文，周全力．工业锅炉房安全技术臂理 M ．北 京中国劳动出版社，1 9 9 0 ． 1 一■剜其 州州卅 ■●●■- 一■● ■- 一 卅 ● - - 忡‘卜 第一届中美C 0 2 控制技术研讨会 第一届中美C q 控制技术研讨会于2 ∞1 年8 月2 2 日。8 月2 4 日在杭州召开。此次会议由中 国科技部和美国能源部主办，由浙江大学承办。 研讨会共有来自美国、日本、韩国、荷兰、西班牙及 我国的l l O 余位代表．其中有美国能源部部长助 理K p 。丽c z 先生、国家科技部高新技术发展及产 业化司石定寰副司长、中国工程院岑可法院士等． 有来自美国能源部、美国国家能源实验室、美国 1 、d a n e 大学、美国m l z d 大学、美国驻华大使馆、 韩国能源研究所、日本煤炭能源中心、荷兰能源研 究中心、荷兰驻华大使馆、西班牙S 酬l l e 大学、中 国国家科技部、国家经贸委、国家发展计划委员 会、国家环保总局、科技日报、浙江大学、清华大 学、东南大学、华中科技大学、同济大学、华北电力 大学、华南理工大学、太原理工大学、浙江工业大 学、东北电力学院、中国科学院工程热物理研究 所、中国科学院广州能源研究所、中国科学院山西 煤炭化学研究所、国家电力公司热工研究院，国家 电站燃烧工程技术研究中心、煤炭工业洁净煤中 心、辽宁省电力科学院、上海芝海气化技术开发有 限公司、上海申正商业咨询有限公司、浙江省科技 厅、浙江省洁净煤中心、杭州市商业委员会等政府 主管部门、高校、科研院所的领导、专家、代表等。 中美两国c 0 2 排放分别位于世界c q 排放 总量的第1 和第2 ．进行0 0 2 排放控制技术的研 究、探讨和合作对于减缓温室效应带来的危害，应 对全球变暖问题，协调经济发展和环境保护及国 家的可持续发展具有重要的意义。研究会主要关 注的是c q 排放控制的基础研究和应用技术，主 要分为4 个专题c 吼排放控制的国际合作；高效 能源转换技术；先进的c 嘎分离技术和可再生能 源技术。会议还邀请了日本、韩国、荷兰等国家的 c 嘎控制问题研究专家到会做了特邀报告。会议 期间，与会代表畅所欲言就C 仉排放控制问题进 行了广泛的学术交流和探讨。 { 毛玉蝴 万方数据