四方仪器|低量程红外烟气分析仪在工业锅炉中的应用

　　锅炉是高耗能特种设备之一，是人类社会生产和生活中各个领域不可缺少的动力机械，工业锅炉主要为工业生产提供蒸汽，但其能耗污染严重，位居全国第三，给人民生活环境造成了一定影响。在国家超低排放的严格标准下，如何选用合适的锅炉对工业企业来说尤为重要。

　　下文将对常用六种工业锅炉燃烧技术作出介绍，希望能为广大工业企业提供技术参考。

　　一、高效煤粉锅炉

　　高效煤粉锅炉是以200目左右细度煤粉为主要燃料的锅炉，具有易于操作、热效率高、污染物排放少等特点。

　　1、设备及原理

　　高效煤粉工业锅炉系统主要包括十二个集成子系统（站）：即煤粉储存系统、供粉系统、惰性气体保护站、燃烧系统、锅炉系统、除尘系统、脱硫系统、热力系统、点火油气站、压缩空气站、粉煤灰存储系统和自动化控制系统。

　　将煤制备成200目左右细度的煤粉，由密闭罐车注入煤粉塔。煤粉按量进入煤粉燃烧器。煤粉在锅炉炉膛燃烧产生的高温烟气，完成辐射和对流换热产生高温蒸汽后，进入布袋除尘器、脱硫装置。除尘器排出的洁净烟气经引风机排入大气。

　　2、技术特点

　　主要优点：

　　1）煤粉可集中供应。煤粉集中磨制，统一供应，减少锅炉现场扬尘污染。

　　2）工作环境友好。全系统密闭运行，气力输送供煤，集中排灰。

　　3）操作简单。锅炉可实现即开即停，自动化程度高，操作简单便捷。

　　4）高效节能。煤粉燃烧效率可达98%，热效率达90%以上。

　　5）洁净排放。采用高效除尘及脱硫脱硝装置，可实现低污染排放。

　　6）节约用地。采取煤粉集中供应方式，煤灰集中处理，无堆煤场和渣场，占地面积小。

　　主要缺点：

　　1）煤粉粒度小，增加制作成本，且在制造、运输、燃烧等过程中要注重防爆措施。

　　2）热负荷调节范围较小，低于一定负荷不能够燃烧。

　　3）飞灰量大，需配备高效除尘装置。

　　3、燃料要求

　　适宜优质褐煤、长焰煤，不适宜无烟煤、贫煤及一般烟煤。

　　二、循环流化床锅炉

　　循环流化床锅炉燃烧技术是指小颗粒煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下充分接触燃烧的技术。

　　1、设备及原理

　　循环流化床锅炉系统通常由流化床燃烧室（炉膛）、循环灰分离器、飞灰回送装置、尾部受热面和辅助设备等组成。

　　燃煤和脱硫剂送入炉膛，与炉床上的高温炉料接触燃烧，并进行脱硫反应，在上升烟气作用下向上运动，对炉壁和炉内布置的换热器进行放热。较大颗粒（煤粒、脱硫剂）进入悬浮区域后因重力作用沿炉壁下降，并上下往复燃烧。较小颗粒与高温气体离开炉膛进入旋风分离器，被分离出来返回炉膛，进行循环燃烧。未被分离出来的细粒子随烟气进入尾部烟道，经换热器等装置、及除尘脱硝装置处理后排至大气。

　　2、技术特点

　　主要优点：

　　1）燃料适应性广。燃煤可用低热值煤种及中、低硫煤，且燃煤粒度在0~10mm即可。

　　2）燃烧效率高。循环流化床锅炉的燃烧效率可达95~99%。

　　3）清洁排放。炉料种添加脱硫剂，脱硫率可达80%以上，低温分段燃烧减少NOx产生，加装烟气处理设备可实现清洁排放。

　　4）负荷适应性好。负荷调节范围30%~100%。

　　5）可协同处理污泥、城市垃圾等。

　　主要不足：

　　1）送风系统耗电量大。

　　2）受热面易磨损，或影响长期连续运行。

　　3）点火启动时间长。

　　3、燃料要求

　　煤种适应性较广，可以烧烟煤、无烟煤、贫煤、褐煤，对煤矸石等劣质燃料也能很好地燃烧。

　　三、燃气工业锅炉

　　燃气工业锅炉是指利用天然气、城市煤气、焦炉煤气、液化石油气等气体为燃烧介质的锅炉。

　　1、设备及原理

　　锅炉系统主要由锅壳和炉胆两大主体和保证其安全经济连续运行的附件，仪表附属设备，自控和保护系统等构成。

　　利用天然气、液化气或城市煤气等气体作燃料，在炉内燃烧放出来的热量，加热锅内的水，并使其汽化成蒸汽进行使用。

　　2、技术特点

　　主要优点：

　　1）节约用地。锅炉房布置灵活，噪音低，不需要煤灰堆放地。

　　2）节约用水。节约锅炉辅助生产用水。

　　3）节约用电。燃气锅炉辅助设备少，功率小，耗电量低。

　　4）节能减排。锅炉燃烧效率可达99%，热效率达90%以上，烟尘排放小于20mg/m3，二氧化硫、氮氧化物排放少。

　　主要不足：

　　1）气源投资较大，且需要考虑气体供给能力。

　　2）燃气价格较高，运行成本高于燃煤。

　　3）安全措施需要加强。

　　3、燃料要求

　　根据燃气供应能力，可选用以天然气、城市煤气、焦炉煤气或液化石油气等为燃料的锅炉。

　　四、生物质燃料锅炉

　　生物质燃料锅炉是利用秸秆、水稻秆、薪柴、木屑、树皮等作为燃料的锅炉。

　　1、设备及原理

　　生物质锅炉系统主要由给料系统、燃烧系统、吹灰系统、烟风系统、自控系统等构成。

　　燃料被螺旋给料机送入炉膛，在此处由于高温烟气和一次风的作用逐步预热，干燥、着火、燃烧，此过程中析出大量挥发分，燃烧剧烈。产生的高温烟气冲刷锅炉的主要受热面后，进入锅炉尾部受热面省煤器和空气预热器，再进除尘器，最后经烟囱排入大气。未气化的燃料边向炉排后部运动，直至燃尽，最后剩下的少量灰渣落入炉排后面的除渣口。

　　2、技术特点

　　主要优点：

　　1）降低能源消耗。生物质燃料是一种可再生能源，替代化石能源，降低了能源消耗；

　　2）清洁无污染。可以减少二氧化硫和氮氧化合物的排放，清洁无污染。

　　主要不足：

　　1）燃料来源不稳定。

　　2）燃料热值低，锅炉负荷较低。

　　3、燃料要求

　　秸秆、水稻秆、薪柴、木屑、树皮等。

　　五、甲醇锅炉

　　甲醇锅炉是指利用甲醇燃料为能源的锅炉。

　　1、设备及原理

　　甲醇锅炉系统是由锅炉系统、燃烧机系统、燃料贮存系统、燃料供给管路系统、热力管道系统、燃料运输系统等部分组成。

　　利用泵、雾化喷嘴系统将甲醇燃料进行雾化形成微小液滴，液滴在燃烧空间中到高温加热蒸发变成气体，气体与空气混合，与空气中的氧气发生化学反应进行发光发热的燃烧，并与锅炉壁或换热器中介质进行热交换形成高温介质进行使用，燃尽生成的烟气排除。

　　2、技术特点

　　主要优点：

　　1）节省石油。可以汽、柴油调配至与成品油同等热效率，节省石油资源。

　　2）安全方便。甲醇比汽油不易挥发上浮，着火爆炸危险性比汽油小，同时减少静电危险。

　　3）减少排放。甲醇燃料低温燃烧，氮氧化物产生少；原料中硫含量低，二氧化硫排放少，基本无烟尘排放。

　　主要不足：

　　1）甲醇燃料的低温性能差，冬天需要采取相应措施。

　　2）甲醇具有腐蚀性，对橡胶有溶胀作用，需添加抗腐蚀性、抗溶胀的添加剂。

　　3、燃料要求

　　甲醇燃料。

　　六、水煤浆锅炉技术

　　水煤浆锅炉是指使用水煤浆为燃料的锅炉。水煤浆是一种由一定比例煤粉、水和添加剂混合制备而成的液体，可以像油一样泵送、雾化、储运，可直接用于各种锅炉、窑炉的燃烧。

　　1、设备及原理

　　水煤浆锅炉系统主要由锅炉系统（包括锅炉主机、鼓引风机、烟气净化设备、电控设备、水处理设备等）、供浆系统（包括煤浆储罐；煤浆搅拌过滤装置；供浆泵；操控台；水煤浆燃烧器等设备）组成。

　　由一定比例的煤粉、水和少量药剂混合制备而成符合条件的水煤浆，经搅拌、输送、过滤，与高压风混合进入燃烧器，在油点火系统等辅助下，在炉膛内独立燃烧。烟气经锅炉燃尽室、对流管束、省煤器等，从锅炉尾部排除，通过专用脱硫除尘器等进行尾气处理，达到环保标准后，经引风机进烟囱排入大气。炉膛内燃烧后的极少灰渣，通过除渣系统排出炉体外。

　　2、技术特点

　　主要优点：

　　1）节能环保。锅炉燃尽率达到98%以上，烟气排放达到国际排放标准。

　　2）调整负荷方便。水煤浆锅炉的负荷可在35%~100%的范围内任意调节。

　　3）节约土地。燃料及粉煤灰采用罐装密闭运输方式，无扬尘污染，无需储煤场和渣场，节约用地50%以上。

　　4）自动化程度高，节约人力资源。

　　主要缺点：

　　1）对操作及维修人员要求高。

　　2）易耗件多，备件成本高。

　　3、燃料要求

　　气煤、肥煤、长焰煤、弱粘煤，不粘煤等煤种。

　　七、结语

　　不同类型的工业锅炉都有其技术效益和经济效益，企业可根据使用场所和使用范围，以及煤源性质，选择适合的锅炉系统。相对于其他锅炉，循环流化床、燃气锅炉具有高效、低污染的的特点，可被广泛推广应用。工业锅炉还可推行粉煤和水煤浆燃烧，提高经济和环保效益，保障工业企业持续健康发展。

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　　单位名称：四方仪器自控系统有限公司

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（来源：工业过程气体监测技术）