浅谈在电厂锅炉设计中的环保问题

浅谈在电厂锅炉设计中的环保问题

冯涛

冯涛

（浙江省电力设计院310012）

摘要:本文在电厂锅炉的设计规范、要求和具体环保措施方面进行了研究，对于电力的发展具有一定的意义。

关键词:电厂锅炉；设计；环保问题

1电厂锅炉的设计规范和设计要求

在电厂锅炉的设计中，首先要以国家规定的相关标准为主来进行技术上的整改，以改善劳动条件为目的，以保障安全为前提，以利用资源和爱护环境为改进方向，使最终的锅炉达到生产安全、技术先进、经济合理的要求。在进行锅炉的设计时，在满足近期工作为前提下，

还要将眼光放长远以满足未来的发展需求，合理利用资源为目的。

电厂锅炉房的安全问题也是一直被人们忽略的问题，尤其是在一些中小型企业，设计锅炉房时不规范，在建成后也没有遵守相关的制度，管理没有章法。在锅炉房的设备中，有三件设备是必须要重视的，即压力表、水位计、安全阀。压力表对于保证锅炉房的安全是一定有必要的，工作人员通过观察压力表来确定炉内的压力值在压力表的安装位置上一定要远离高温区域并且随时能够被工作人员查看，压力表本身也要有一定的精准性，在购买时一定要注意是否按照国家锅炉的监察章程制造的，这是对于生命负责的一种行为。水位表的功能与压力表大同小异，它分为玻璃管式和平板式，虽然前者结构简单一点，但是在显水位的精度上远远不如后者，所以为了安全着想，虽然安装较为麻烦，但在锅炉内还是要选择平板式的水位计。安全阀是在保障安全方面最重要的一个部件，在锅炉的设计中，要根据蒸汽的蒸发量和蒸汽的进出口来设置安全阀，并且在安装位置上要位于锅炉的最高点，垂直安置。

2电厂锅炉中的环保问题

2.1排烟高热量污染

在我国现代化的科技发展中，目前我国的火力发电是主要的发电方式之一，但是由于煤炭和锅炉方面的原因，使得在锅炉内燃烧不完全，排烟温度升高，热资源浪费较多，在方面的用煤量一直是一个大数目，那么在供应数量上没有问题，煤的质量就得不到保证，在颗粒度、热值、灰分方面都不如优质燃煤，造成燃烧不充分。在锅炉方面，虽然我国的经济己经发展的很快，但是大部分还是以小型锅炉为主，而且是以层燃锅炉为主，这种锅炉优势在于安装方便，结构简单，但是对于煤种的变化却不能很好的适应，而在实际的煤炭供应商往往不是一个煤种，导致燃烧效率降低。层燃锅炉的排放问题也较为严重，二氧化硫、一氧化氮等有毒气体大量排放，并且锅炉的温度也长期居高不下，导致热量大量流失。

2.2能源的浪费

随着我国的快速经济发展中，在我国现有的电厂锅炉中，燃烧锅炉占据了百分之八十五以上，主要分布在各大型重工业城市。这些锅炉每年对于煤的消耗是一个天文数字，而且因为燃烧效率上不去，这个数字始终降不下来。对于现在的能源来说，己经明显出现了短缺现象。所以在寻找新能源的同时，重新设计锅炉，提高燃烧效率，降低使用原料用量是我国现在电力企业的主要出路。

在锅炉中增添节省燃油的设备是可行的，作为锅炉的主要燃料，燃油的燃烧效率是一定要保证的，节省燃油的设备在一定程度上能够经过化学变化将燃油中的碳氢化合物去除，再将燃油分子细化，使燃油的燃烧更加充分而除此之外，在锅炉的尾部安装余热同收装置也是可行的，在锅炉排放出来的烟气中蕴含着大量的热量，这些热量完全是可以再被利用的。安装余热同收装置可以对这些能量进行同收并循环使用，与此同时它还有净化尾气的作用，将排放出来的废气中的二氧化硫等有害气体分解，达到环保的功效。

2.3控制装备水平低

在锅炉的实际运行中需要通过各种监控和控制装备来对锅炉内部的燃烧情况和负载情况做出判断，进而对燃烧做出调整。但是目前的锅炉控制装备的技术水平过低，有些小型企业根本就没有安装监测仪表等装备，工作人员无法掌握锅炉内的具体情况，那么就无法调整，

浪费了资源。

4针对电厂锅炉的一些环保措施

4.1降低锅炉使用消耗，提高能源使用效率

在现实的工作设计时，第一，进行锅炉的炉膛的设计，其中最主要的是对于炉膛容积的设计，其大小要符合燃料的燃烧标准，即既要保证燃料的充分燃烧，又要让炉膛刚好被产生的气体所充满，而且要设计的有较好的热传递效果，能够向料坯有效传热。在炉膛的设计中要考虑到燃料种类、燃烧的方式、燃烧器的布置和热负载几个因素，对于燃料来说，不同的燃料单位重量内燃烧产生的气体体积是不一样的，其随着燃烧所释放的热量而定，热量越高，那么产生的气体体积就越小，这是因为燃烧充分的缘故但是如果不同的燃料燃烧所产生的热量相同的话，那么废气的体积肯定是不一样的。所以在充分燃烧这方面就可以设计出炉膛的高度，依据这个数值再根据其他特点再进行计算最终得出炉膛的高度。但在最后进行炉膛高度的确定时，除了充分燃烧这个特点外，必须要考虑炉膛本身能否容得下燃烧装置，而且要在容得下的基础上保证炉内的气体流动正常、传热正常，在满足上述这些条件下，尽量不要使炉膛过高。

主要是在我们现实的设计中，对电厂锅炉的炉底进行设计时，特别注意要充分考虑到抗高温、耐温度急变、耐磨、不起氧化反应等特质，因为炉底的上层是与燃烧接触的，所以必须要耐得住高温，在对于炉底下层，需要承受整个锅炉的重量，还要有摩擦、碰撞、氧化、旋转等过程，会有温度上的变化，所以对于炉底的耐温度变化性的要求也较高。此外，在炉内的冷却水管的滑道会对物料的下表面造成痕迹，在设计中应尽量避免这种情况。当然，最基本的如重量、推钢机的推程、步距、上下行程等为炉底设计的原始数据。

4.2燃料的选用和改质

燃料的种类不同，单位重量产生的热量和废气情况也不甚相同，对于氢燃料来说，其燃烧火焰几乎透明且不产生碳黑色，甲醇燃烧也没有碳黑色。这些都是碳氢化合物，对于这种物质来说，碳氢比重越高，即碳原子越多，那么产生的炭黑就越严重，烟尘越大而于固体、液体燃料来说，碳的比重越多，产生的炭黑和烟尘就越多。在进行燃料的选取上，对硫的含量检测是必要的，尽量选择不含硫或者含硫量低的燃料，因为硫在废气中一般是以二氧化硫的形式出现，对人体造成危害的同时还会形成酸雨，在特定情况下还会形成腐蚀性较强的硫酸，危害极大要是所选燃料中含有硫，比如说煤，那么可以通过洗煤的方式将里面的硫成分洗去，或者是在烟道中就对二氧化硫进行处理，将其转变为固态硫或其他形式从而减少向大气的排放而二氧化氮的危害同样不容小觑，著名的伦敦烟雾事件就是因为二氧化氮在空气中

与光合其他物质发生化学反应生成的光化学烟雾致使多人死亡的。近些年来为了防氮，对燃烧技术有了显著的改进，而且同样可以用在烟道脱氮的方式出去二氧化氮。上述提到的高烟囱方法对于减少这两种有害气体落到地而也有着一定作用。

4.3高烟囱排放废气

废气中的各种成分在排上大气后被稀释，最后落到地上的己经很少了，这是一种指标不治本的方法，仅是将废气不排到地面上而己，我们需要是减少废气的排放并且对废气进行净化等。对于烟囱和烟道两方面的设计，在炉内燃料燃烧完毕后，所产生的废气进入烟道，再通过烟囱排入大气，烟道和烟囱完全是两个概念，两者的基础就不一样，需要分别独立设计，这样在发生事故，比如烟囱断裂下沉，就不会损害到烟道的基础，仅需要完成对烟囱的修缮就可以了在烟囱的设计中，高度是一项重要问题，需要根据国家规定的排放标准与烟囱实际高度下的排放标准做比较进行确定，随后再确定烟囱的直径。其实提高烟囱的高度对于废气本身的数量来说是没有影响的，它仅是将废气排向更高的天空，减少废气的着地浓度而己。

4.4燃烧治理

在锅炉的燃烧过程中，将空气和燃料的比重增加，即鼓入更多的空气，可以使燃烧进行的更加充分，这会使排出的烟尘的浓度大为降低。此外，若是将燃料在锅炉中高温的时间延长，那么除了可以增加燃烧速率，在燃烧所产生的炭黑、油灰、飞灰也可以加快反应速率，这样在排出的气体中有害气体的浓度将大为下降。

5结语

在我们的技术和经济飞快发展的同时，我们居住的环境却因为我们的疏忽而面目全非，这完全是以环境为代价来换取发展。欧美国家的先例摆在眼前，而现在他们己经意识到了环境对于人类的重要性，他们在建设环保型的工业方面己经领先我们几十年了，我们从现在开

始要转变观念，加强环保意识，采取环保型的工业建设措施，为建设一个环境友好型的社会，要提高其燃烧效率同时做好污染的治理，在保证发展的同时减少对环境的伤害，将我国建设成为环境友好型、资源节约型、可持续发展的国家。

参考文献:

[1]王华.沦工业锅炉设计考虑的必然因素田.科技风，2013,16:56.

[2]王善武，吕岩岩，吴晓云，范兵兵.工业锅炉行业节能减排与战略