從煙塵測試透視鍋爐管理中的問題

摘要 通過幾年來對(duì)豐臺(tái)區(qū)數(shù)百次中小鍋爐的煙塵排放測試，發(fā)現(xiàn)在操作管理上存在不少問題。主要是集中在鍋爐房管理工作跟不上，以致造成周圍環(huán)境衛(wèi)生差；系統(tǒng)空氣過剩系數(shù)偏大，鍋爐熱效率低；除塵器使用不當(dāng)，煙塵排放不達(dá)標(biāo)等。文中通過一些實(shí)例說明只要嚴(yán)格加強(qiáng)科學(xué)管理，不斷提高管理者和操作人員的責(zé)任心和業(yè)務(wù)水平，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)正確操作，就可以提高鍋爐熱效率，節(jié)煤減污，從而達(dá)到降低鍋爐運(yùn)行成本，延長設(shè)備使用壽命，減少故障率，減烽煤煙污染，保護(hù)大氣環(huán)境質(zhì)量的實(shí)際效果。

我國第二大用煤大戶是遍布全國各地的中小燃煤鍋爐，它們主要分布在城市和城鎮(zhèn)郊區(qū)，小噸位鍋爐多，操作管理水平差，熱效率低，加之大部分還是原煤散燒，煙囪高度多為30m以下，對(duì)城市大氣的環(huán)境質(zhì)量影響最大。盡管在大中城市會(huì)逐步加大清潔燃料的比重，使燃油燃?xì)獾谋壤黾樱傮w上燃煤的絕對(duì)量不會(huì)很快減少。因此，控制煤煙型污染仍然是大氣污染防治的重點(diǎn)。按照國家和北京市地方的有關(guān)環(huán)保法規(guī)，每年要對(duì)煙控區(qū)的鍋爐排放濃度監(jiān)測一次。幾年來我們深入到北京市豐臺(tái)區(qū)一些鍋爐房，測試了數(shù)百臺(tái)次的燃煤工業(yè)鍋爐、生活采暖鍋爐的煙塵排放狀況。這些鍋爐房有國營企業(yè)、集體企業(yè)，也有鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和民營企業(yè)的，還有部隊(duì)的，基本上囊括了工農(nóng)商學(xué)兵各行各業(yè)。在測試的過程中我們發(fā)現(xiàn)這些鍋爐房的環(huán)境衛(wèi)生和設(shè)備運(yùn)行狀況差別很大，出現(xiàn)的問題也是五花八門。通過分析，我們認(rèn)為這些現(xiàn)象基本上反映了我國目前中小鍋爐房運(yùn)行管理的大體水平，其中的問題帶有一定的典型性和普遍性。因此，不論從環(huán)保角度，經(jīng)濟(jì)角度，還是從節(jié)能角度，其中可挖掘的潛力是很大的。如果對(duì)每一臺(tái)燃煤鍋爐都能夠?qū)崿F(xiàn)嚴(yán)格管理、科學(xué)管理，那么在現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上，提高鍋爐的熱效率、提高除塵器的收塵效率，實(shí)現(xiàn)鍋爐的節(jié)能減污，延長鍋爐的安全運(yùn)行周期和設(shè)備的壽命都是有可能的。目前這些中小鍋爐在測試中主要存在哪些現(xiàn)象，又反映了哪些問題？本文就實(shí)際測試中遇到的種種實(shí)例歸納如下：

1 鍋爐房環(huán)境衛(wèi)生普遍臟、亂、差

煙塵測試的測點(diǎn)一般在鍋爐出口和除塵器的井出口管道上，大部分鍋爐房的除塵器放置在室內(nèi)，有一部分是放置在室外露天。鍋爐燒的是煤，產(chǎn)生熱和汽后所排出的是爐渣和帶飛灰的煙氣，煤、渣和飛灰都是又黑又臟的東西，若露天堆放無序，風(fēng)吹人過造成二次揚(yáng)塵，很快就會(huì)導(dǎo)致周圍臟兮兮的；一般鍋爐房中還要放一些雜品，如果不注意勤整理、打掃，鍋爐房很快就是臟、亂、差的地方。有的鍋爐房地面的浮灰甚至有幾cm厚，一腳踩下去，四處亂濺，設(shè)備和墻壁也臟得無法靠近，手碰哪兒都是一手黑，臟得沒人愿意進(jìn)入鍋爐房，但也的確有干凈的鍋爐房，盡管條件不一定很好，可是物品堆放有序，地凈窗明，干凈整齊，一進(jìn)去感覺就不一樣。同樣是燒煤、除渣、除塵，卻有著如此不同的衛(wèi)生環(huán)境，從中折射出管理人員和操作人員的勤和懶。當(dāng)然，非常干凈和特別臟的鍋爐房都是少數(shù)，而大部分介于這兩者之間，大有改善的潛力。例如，有一個(gè)工廠原來的鍋爐房臟得到處是浮土浮灰，沒有下腳的地方。第二年廠里機(jī)構(gòu)改革，管理鍋爐房的人換了，再次到這個(gè)廠測試，原來所看到的臟、亂、差的情況得到很大改觀，地面露出來了，東西擺得井然有序，周圍環(huán)境也干凈了許多……，完全變了樣。凡是領(lǐng)導(dǎo)重視，規(guī)章制度健全，措施得力的單位，鍋爐房就管理得好，特別是有責(zé)任心強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的老師傅帶班管理，情況就更不一般。在所去過的這么多鍋爐房中確有幾個(gè)，一進(jìn)去就給人一種清潔衛(wèi)生、整潔有序的印象。經(jīng)了解，帶班的師傅都有多年豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不僅環(huán)境衛(wèi)生好，而且鍋爐燒得也好，煙塵排放狀況良好。鍋爐是一種使用非常普遍的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備。使用鍋爐的單位是出于對(duì)蒸汽、或熱水等需求而配備鍋爐，并建造相應(yīng)的鍋爐房，但在一般單位鍋爐房都是由行政部門或后勤部門管理，只要不出現(xiàn)大問題，單位領(lǐng)導(dǎo)很少問津，所雇傭的工人也較隨意，相當(dāng)一部分單位都是雇傭季節(jié)工、農(nóng)民工，比較好的配上幾個(gè)帶班的，完全靠正式工的不多。一般認(rèn)為，燒鍋爐無非就是上水、添煤、燜火，沒什么技術(shù)。其實(shí)不然，技術(shù)水平高，經(jīng)驗(yàn)豐富的人員所燒的鍋爐可以在達(dá)到相同出力的情況下少用煤，所產(chǎn)生的灰渣和飛灰少，除塵器效率高。而不懂得鍋爐基本知識(shí)，就知道上水添煤的操作工，遇到鍋爐負(fù)荷和煤種變化，應(yīng)變能力差，表現(xiàn)在用煤量大，灰渣和飛灰中未燃盡的碳含量高，鍋爐熱效率低，設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)差，維修頻率高……，這里的一進(jìn)一出所體現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益也不是小數(shù)，但往往不被重視。所以，鍋爐房環(huán)境衛(wèi)生所反映的問題不僅僅是衛(wèi)生管理，也從另一個(gè)側(cè)面反映了鍋爐房管理人員和操作人員的技術(shù)水平和基本素質(zhì)。

2 空氣過剩系數(shù)(偏大

在測試中發(fā)現(xiàn)最大的問題就是空氣過剩系數(shù)(偏大。合理的(=1.8，但有的鍋爐在測試調(diào)整之前，(甚至達(dá)到7～9，多數(shù)是合理(的2～3倍。引起(偏大的原因主要有以下幾個(gè)方面：

A、調(diào)鍋爐負(fù)荷不調(diào)風(fēng)：所測試的鍋爐絕大部分是層狀燃燒方式的鏈條爐排，鏈條爐排是分區(qū)燃燒、分區(qū)送風(fēng)的燃燒設(shè)備。運(yùn)行工況變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整爐排運(yùn)行速度和鼓、引風(fēng)量，才能達(dá)到煤的良好燃燒狀態(tài)和獲得較高的鍋爐熱效率。但我們所遇到的絕大部分司爐工在燒鍋爐時(shí)很少根據(jù)負(fù)荷調(diào)風(fēng)，一旦風(fēng)門定好了，就難得調(diào)了。不管是什么樣的煤，多大負(fù)荷，反正操作就是一貫制，除非鍋爐成正壓燃燒，從爐門、火孔和縫隙等處向外冒煙噴火時(shí)，才知道把鼓風(fēng)關(guān)小，或把引風(fēng)機(jī)開大。曾遇到一個(gè)單位在1996年新安裝了2臺(tái)采暖鍋爐，其中1臺(tái)在1996年驗(yàn)收時(shí)系統(tǒng)正常，到1997年測試時(shí)，剛開始風(fēng)量特別小，與鍋爐噸位的風(fēng)量相差很大，爐膛的火完全是自然引風(fēng)燃燒。一問操作工，答曰：不能開鼓風(fēng)，否則鍋爐倒煙，鍋爐房內(nèi)嗆得呆不住人。一試果然如此。經(jīng)分析，整個(gè)系統(tǒng)阻力并無異常，那為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況？查到風(fēng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)是引風(fēng)機(jī)的皮帶松了，嚴(yán)重打滑，雖然開著風(fēng)機(jī)，但根本沒有起作用。經(jīng)張緊皮帶，鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)就可以同時(shí)開了，燃燒達(dá)到正常。這是一個(gè)特例，但風(fēng)機(jī)皮帶松弛，丟轉(zhuǎn)，造成風(fēng)量偏小的情況卻時(shí)有發(fā)生。但多數(shù)情況是鍋爐負(fù)荷降低時(shí)不調(diào)風(fēng)，造成(系數(shù)偏大。(系靈敏大，意味著進(jìn)入鍋爐內(nèi)未參加燃燒的空氣多，導(dǎo)致排煙熱損失增加，鍋爐熱效率降低。

B、鍋爐系統(tǒng)漏風(fēng)：有的鍋爐(系數(shù)大是由于鍋爐設(shè)備本身有漏風(fēng)之處，比如：風(fēng)門、火觀察孔關(guān)不嚴(yán)或關(guān)不上，甚至已經(jīng)損壞；或是設(shè)備法蘭連接處有縫隙，尤其是有省煤器的鍋爐在檢修時(shí)密封做不好，很容易漏風(fēng)；鍋爐出渣機(jī)的水封不到位，也會(huì)從鍋爐尾部漏風(fēng)，而且容易被忽視，這在現(xiàn)場都有可能遇到，因?yàn)閺腻仩t燃盡區(qū)掉下來的熱爐渣浸在水中然后被螺旋出渣機(jī)排出，排出的爐渣隨時(shí)都會(huì)攜帶走一部分水分，如果水位下降破壞了水封，而又沒有及時(shí)補(bǔ)水，就會(huì)漏風(fēng)；鍋爐煙道封閉不嚴(yán)，也會(huì)造成漏風(fēng)。鍋爐系統(tǒng)的漏風(fēng)不但會(huì)影響鍋爐火層的均衡送風(fēng)，還會(huì)增加機(jī)構(gòu)不完全燃燒損失和排煙熱損失，降低鍋爐的熱效率。

C、除塵器系統(tǒng)漏風(fēng)：(系數(shù)過大，也可由除塵系統(tǒng)漏風(fēng)所致。漏風(fēng)處主要有設(shè)備本體、灰斗和管道。除塵器本身漏風(fēng)，一是其上法蘭連接處有縫隙，二是本體被磨損有破洞，特別是除塵器錐體部分比較容易磨損?；叶仿╋L(fēng)主要是下灰閥密封不嚴(yán)，或是灰斗壁磨損有漏孔。除塵器的灰斗要定期排灰，反復(fù)開閥或反復(fù)拆卸灰車，難免有磨損，如不及時(shí)修復(fù)，就會(huì)產(chǎn)生縫隙，且愈來愈大，漏風(fēng)就不可避免。除塵器漏風(fēng)，直接影響除塵效率，也使風(fēng)機(jī)抽取的無效氣流增大。

D、采樣孔漏風(fēng)：因?yàn)槊磕戥h(huán)保監(jiān)測部門都要測試鍋爐的煙塵排放和除塵器的除塵效率，所以不管新老鍋爐都應(yīng)在除塵器前后管道的合適位置上開好采樣孔，并按照要求焊上(75的管箍，配上絲堵。但有的單位圖省事，就在管道上開個(gè)孔，平時(shí)隨便用東西堵上，堵不嚴(yán)時(shí)容易從縫隙處漏風(fēng)。有的單位甚至不堵，開風(fēng)機(jī)時(shí)用塊木板或膠皮一蓋，靠負(fù)壓嘬著，風(fēng)機(jī)一停，蓋板就掉，每次開風(fēng)機(jī)都要蓋，否則就敞口運(yùn)行。

3 鍋爐排放冒黑煙

機(jī)械層燃爐排燃用的煤可以塊、末混合使用，但煤塊不宜太大，粒徑最好在30mm左右，不要大于40mm。煤要加水悶透，一般含水量以8%左右為宜。黑煙是由于高溫缺氧，不完全燃燒產(chǎn)生的未燃盡的碳粒。黑煙問題的解決只能通過改善燃燒來解決，除塵器解決不了黑煙問題。在我們所測試的鍋爐當(dāng)中，絕大部分不存在黑煙問題，林格曼黑度一般都在1級(jí)或1級(jí)以下。個(gè)別超過1級(jí)的。鍋爐所燒的煤種不穩(wěn)定，容易造成這種情況。目前供煤渠道五花八門，有的煤中煤末多，有的煤揮發(fā)份含量高。有一個(gè)單位，來的都是好的塊煤，其中有的粒徑比拳頭還要大，因未經(jīng)任何處理，就直接裝進(jìn)煤斗燒，所以造成鍋爐冒黑煙，爐渣燒不透。剛剛參加完培訓(xùn)的司爐工還找不到原因，覺得煤挺好的，設(shè)備又正常，怎么老冒黑煙？他們沒有想到煤塊大了，燃燒的四個(gè)階段（干燥、著火、燃燒和燃盡）都相應(yīng)延長了，而爐排長度并未增加，未燃盡的碳來不及燃燒就隨煙氣排出去了，以致造成黑煙。對(duì)于這種情況，就應(yīng)把大塊煤挑出來，給茶浴爐用或?qū)⑵淝玫盟橐恍?，并摻燒一些未燃盡的爐渣，以適合鏈條爐的“口味”。

4 除塵器效率下降

目前北京市0.5t/h以上的鍋爐基本上都配置了除塵器，近年來，效率較高的多管除塵器正在逐步取代中低效的單筒旋風(fēng)除塵器。新上的除塵器只要選型合理，制作、安裝、調(diào)試正常，效率一般能達(dá)到90%以上。但用過一段時(shí)間，不注意維護(hù)保養(yǎng)，除塵器效率就會(huì)下降。除塵器效率下降的主要原因有：風(fēng)量不匹配，所處理的風(fēng)量過大或過小；除塵灰斗堵塞；除塵器漏風(fēng)等。

A、除塵器風(fēng)量不匹配：旋風(fēng)除塵器的效率受多種因素影響，其中所處理的氣體流量，即進(jìn)口風(fēng)速是影響除塵效率的重要因素。增加進(jìn)口風(fēng)速，能加快旋轉(zhuǎn)氣流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)速度越大，所產(chǎn)生的離心力就越大，能分離的塵粒就越小，意味著除塵效率就越高。但除塵效率隨速度的增加并不是無限的，當(dāng)進(jìn)口速度達(dá)到一定值后，效率變化就不明顯了，而阻力卻增加很快。對(duì)應(yīng)一定噸位的鍋爐，都有相應(yīng)處理風(fēng)量的除塵器。但在實(shí)際中，有大馬拉小車的現(xiàn)象，即處理4t/h鍋爐的除塵器用在2t/h鍋爐上，為的是以后更換大鍋爐時(shí)，不用再換除塵器了；還有的情況是，除塵器匹配合理，但整個(gè)管路系統(tǒng)有問題，風(fēng)量達(dá)不到設(shè)計(jì)風(fēng)量。有一家單位新建采暖鍋爐房不過3年多，每年煙塵排放測試都不達(dá)標(biāo)，除了排煙管道走向有明顯不合理之處外，2t/h鍋爐的風(fēng)量只有1t/h的那么大，是設(shè)計(jì)風(fēng)量的50%左右。由于鍋爐的負(fù)荷上不去盡管所帶的采暖面積在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，但溫度就是達(dá)不到要求，煙塵排放還年年超標(biāo)，一直未有改進(jìn)。

B、除塵器灰斗塞：按照除塵器的操作規(guī)程，運(yùn)行中的日常管理主要是定時(shí)清除灰斗中的灰，并且清灰后必須把放灰閥關(guān)嚴(yán)，不得有漏氣之處。有的司爐工倒是定時(shí)清灰，但并不管放下多少灰，打開閥放一放，一看，不下灰了，就認(rèn)為放干凈了，放不出灰，或放得很少也不查原因。由于有的除塵順灰斗的角度不合適，或是內(nèi)壁不光滑，或是由于煙氣潮濕冷凝結(jié)露造成內(nèi)壁粘灰后影響下灰，結(jié)果會(huì)造成灰斗堵塞，最終造成灰斗充滿灰，除塵器失效。有心的司爐工若發(fā)現(xiàn)下灰減少，就會(huì)及時(shí)查找原因，并采取措施把留在灰斗的灰清除，否則待粘上的灰越積越厚，再清理就很困難了，尤其在冬天，潮灰凍在一起，是很難清除的，曾經(jīng)有一次測試一臺(tái)新上的多管除塵器，由于進(jìn)口段沒有合適的位置開側(cè)孔，只能用收灰的方式測除塵效率。在測試之前，請司爐工清除灰斗里的殘灰，以便計(jì)時(shí)收灰。待他們清完之后，發(fā)現(xiàn)灰斗并未清干凈，甚至用棍棒敲也無濟(jì)于事，原來灰斗已經(jīng)被凍住的潮灰堵住了。工人回憶說，由于烘爐期間，煙氣潮濕，開冷，收下來的灰都粘在器壁上，未及時(shí)清除，越積越厚，天一冷就凍住了。幸虧發(fā)現(xiàn)及時(shí)，否則后果難以想象。試想，要不是驗(yàn)收除塵器及時(shí)發(fā)現(xiàn)了灰斗堵塞的問題，那么用不了多久，除塵器的灰斗就會(huì)堆滿灰，除塵器的效率還能有多少？嚴(yán)重者因設(shè)備