從煙塵測試透視鍋爐管理中的問題

從煙塵測試透視鍋爐管理中的問題

摘要 通過幾年來對豐臺區(qū)數百次中小鍋爐的煙塵排放測試，發(fā)現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)空氣過剩系數偏大，鍋爐熱效率低；除塵器使用不當，煙塵排放不達標等。文中通過一些實例說明只要嚴格加強科學管理，不斷提高管理者和操作人員的責任心和業(yè)務水平，在現有設備的基礎上實現正確操作，就可以提高鍋爐熱效率，節(jié)煤減污，從而達到降低鍋爐運行成本，延長設備使用壽命，減少故障率，減烽煤煙污染，保護大氣環(huán)境質量的實際效果。

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，對城市大氣的環(huán)境質量影響最大。盡管在大中城市會逐步加大清潔燃料的比重，使燃油燃氣的比例增加，但總體上燃煤的絕對量不會很快減少。因此，控制煤煙型污染仍然是大氣污染防治的重點。按照國家和北京市地方的有關環(huán)保法規(guī)，每年要對煙控區(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區(qū)一些鍋爐房，測試了數百臺次的燃煤工業(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，還有部隊的，基本上囊括了工農商學兵各行各業(yè)。在測試的過程中我們發(fā)現這些鍋爐房的環(huán)境衛(wèi)生和設備運行狀況差別很大，出現的問題也是五花八門。通過分析，我們認為這些現象基本上反映了我國目前中小鍋爐房運行管理的大體水平，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，經濟角度，還是從節(jié)能角度，其中可挖掘的潛力是很大的。如果對每一臺燃煤鍋爐都能夠實現嚴格管理、科學管理，那么在現有條件的基礎上，提高鍋爐的熱效率、提高除塵器的收塵效率，實現鍋爐的節(jié)能減污，延長鍋爐的安全運行周期和設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象，又反映了哪些問題？本文就實際測試中遇到的種種實例歸納如下：

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，有一部分是放置在室外露天。鍋爐燒的是煤，產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，風吹人過造成二次揚塵，很快就會導致周圍臟兮兮的；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。當然，非常干凈和特別臟的鍋爐房都是少數，而大部分介于這兩者之間，大有改善的潛力。例如，有一個工廠原來的鍋爐房臟得到處是浮土浮灰，沒有下腳的地方。第二年廠里機構改革，管理鍋爐房的人換了，再次到這個廠測試，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。凡是領導重視，規(guī)章制度健全，措施得力的單位，鍋爐房就管理得好，特別是有責任心強、經驗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，一進去就給人一種清潔衛(wèi)生、整潔有序的印象。經了解，帶班的師傅都有多年豐富的實踐經驗，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換設備。使用鍋爐的單位是出于對蒸汽、或熱水等需求而配備鍋爐，并建造相應的鍋爐房，但在一般單位鍋爐房都是由行政部門或后勤部門管理，只要不出現大問題，單位領導很少問津，所雇傭的工人也較隨意，相當一部分單位都是雇傭季節(jié)工、農民工，比較好的配上幾個帶班的，完全靠正式工的不多。一般認為，燒鍋爐無非就是上水、添煤、燜火，沒什么技術。其實不然，技術水平高，經驗豐富的人員所燒的鍋爐可以在達到相同出力的情況下少用煤，所產生的灰渣和飛灰少，除塵器效率高。而不懂得鍋爐基本知識，就知道上水添煤的操作工，遇到鍋爐負荷和煤種變化，應變能力差，表現在用煤量大，灰渣和飛灰中未燃盡的碳含量高，鍋爐熱效率低，設備維護保養(yǎng)差，維修頻率高……，這里的一進一出所體現的經濟效益也不是小數，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，也從另一個側面反映了鍋爐房管理人員和操作人員的技術水平和基本素質。

2 空氣過剩系數(偏大

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

a、調鍋爐負荷不調風：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)送風的燃燒設備。運行工況變化時，應及時調整爐排運行速度和鼓、引風量，才能達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很少根據負荷調風，一旦風門定好了，就難得調了。不管是什么樣的煤，多大負荷，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，才知道把鼓風關小，或把引風機開大。曾遇到一個單位在1996年新安裝了2臺采暖鍋爐，其中1臺在1996年驗收時系統(tǒng)正常，到1997年測試時，剛開始風量特別小，與鍋爐噸位的風量相差很大，爐膛的火完全是自然引風燃燒。一問操作工，答曰：不能開鼓風，否則鍋爐倒煙，鍋爐房內嗆得呆不住人。一試果然如此。經分析，整個系統(tǒng)阻力并無異常，那為什么會出現這種情況？查到風機，發(fā)現是引風機的皮帶松了，嚴重打滑，雖然開著風機，但根本沒有起作用。經張緊皮帶，鼓風機和引風機就可以同時開了，燃燒達到正常。這是一個特例，但風機皮帶松弛，丟轉，造成風量偏小的情況卻時有發(fā)生。但多數情況是鍋爐負荷降低時不調風，造成(系數偏大。(系靈敏大，意味著進入鍋爐內未參加燃燒的空氣多，導致排煙熱損失增加，鍋爐熱效率降低。

b、鍋爐系統(tǒng)漏風：有的鍋爐(系數大是由于鍋爐設備本身有漏風之處，比如：風門、火觀察孔關不嚴或關不上，甚至已經損壞；或是設備法蘭連接處有縫隙，尤其是有省煤器的鍋爐在檢修時密封做不好，很容易漏風；鍋爐出渣機的水封不到位，也會從鍋爐尾部漏風，而且容易被忽視，這在現場都有可能遇到，因為從鍋爐燃盡區(qū)掉下來的熱爐渣浸在水中然后被螺旋出渣機排出，排出的爐渣隨時都會攜帶走一部分水分，如果水位下降破壞了水封，而又沒有及時補水，就會漏風；鍋爐煙道封閉不嚴，也會造成漏風。鍋爐系統(tǒng)的漏風不但會影響鍋爐火層的均衡送風，還會增加機構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：(系數過大，也可由除塵系統(tǒng)漏風所致。漏風處主要有設備本體、灰斗和管道。除塵器本身漏風，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主要是下灰閥密封不嚴，或是灰斗壁磨損有漏孔。除塵器的灰斗要定期排灰，反復開閥或反復拆卸灰車，難免有磨損，如不及時修復，就會產生縫隙，且愈來愈大，漏風就不可避免。除塵器漏風，直接影響除塵效率，也使風機抽取的無效氣流增大。

d、采樣孔漏風：因為每年環(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，就在管道上開個孔，平時隨便用東西堵上，堵不嚴時容易從縫隙處漏風。有的單位甚至不堵，開風機時用塊木板或膠皮一蓋，靠負壓嘬著，風機一停，蓋板就掉，每次開風機都要蓋，否則就敞口運行。

3 鍋爐排放冒黑煙

機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中，絕大部分不存在黑煙問題，林格曼黑度一般都在1級或1級以下。個別超過1級的。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，因未經任何處理，就直接裝進煤斗燒，所以造成鍋爐冒黑煙，爐渣燒不透。剛剛參加完培訓的司爐工還找不到原因，覺得煤挺好的，設備又正常，怎么老冒黑煙？他們沒有想到煤塊大了，燃燒的四個階段（干燥、著火、燃燒和燃盡）都相應延長了，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。對于這種情況，就應把大塊煤挑出來，給茶浴爐用或將其敲得碎一些，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除塵器。新上的除塵器只要選型合理，制作、安裝、調試正常，效率一般能達到90%以上。但用過一段時間，不注意維護保養(yǎng)，除塵器效率就會下降。除塵器效率下降的主要原因有：風量不匹配，所處理的風量過大或過小；除塵灰斗堵塞；除塵器漏風等。

a、除塵器風量不匹配：旋風除塵器的效率受多種因素影響，其中所處理的氣體流量，即進口風速是影響除塵效率的重要因素。增加進口風速，能加快旋轉氣流的旋轉運動。旋轉速度越大，所產生的離心力就越大，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，當進口速度達到一定值后，效率變化就不明顯了，而阻力卻增加很快。對應一定噸位的鍋爐，都有相應處理風量的除塵器。但在實際中，有大馬拉小車的現象，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，不用再換除塵器了；還有的情況是，除塵器匹配合理，但整個管路系統(tǒng)有問題，風量達不到設計風量。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標，除了排煙管道走向有明顯不合理之處外，2t/h鍋爐的風量只有1t/h的那么大，是設計風量的50%左右。由于鍋爐的負荷上不去盡管所帶的采暖面積在設計范圍之內，但溫度就是達不到要求，煙塵排放還年年超標，一直未有改進。

b、除塵器灰斗塞：按照除塵器的操作規(guī)程，運行中的日常管理主要是定時清除灰斗中的灰，并且清灰后必須把放灰閥關嚴，不得有漏氣之處。有的司爐工倒是定時清灰，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，或是內壁不光滑，或是由于煙氣潮濕冷凝結露造成內壁粘灰后影響下灰，結果會造成灰斗堵塞，最終造成灰斗充滿灰，除塵器失效。有心的司爐工若發(fā)現下灰減少，就會及時查找原因，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，曾經有一次測試一臺新上的多管除塵器，由于進口段沒有合適的位置開側孔，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，以便計時收灰。待他們清完之后，發(fā)現灰斗并未清干凈，甚至用棍棒敲也無濟于事，原來灰斗已經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，未及時清除，越積越厚，天一冷就凍住了。幸虧發(fā)現及時，否則后果難以想象。試想，要不是驗收除塵器及時發(fā)現了灰斗堵塞的問題，那么用不了多久，除塵器的灰斗就會堆滿灰，除塵器的效率還能有多少？嚴重者因設備

阻力增加，還會影響鍋爐的安全運行。

c、除塵器漏風：如前所述，除塵器漏風，不僅會使排放氣體的空氣系數(增大，而且還會嚴重影響除塵效率，據試驗研究表明：旋風除塵器下灰口漏風(10～15%時，除塵器的效率幾乎為0。當排放的煙氣中飛灰含量增多，不但會造成環(huán)境的污染，還會加劇風機葉片的磨損，影響風機的使用壽命，降低風機穩(wěn)定運行的時間。曾有個單位在測試過程中，把下灰口密封得很嚴，但采樣結果顯示粉塵濃度明顯高，待他細查看除塵器，才發(fā)現錐體部分已有破洞。除塵器錐體部分比較容易磨損。尤其在露天放置的除塵器，日曬雨淋，如果外表沒有刷上完好的防銹漆保護，很容易腐蝕破損。因此，要保持除塵器的效率，就要對除塵器的內外部進行定期的維護保養(yǎng)，耐磨層脫落應能修補，出現破損要及時補漏，尤其是下灰閥處不能漏氣。

煙塵排放情況雖然反映的是煙塵排放對大氣污染的程度，但實際上反映了鍋爐的燃燒狀況和除塵器的運行狀況，是一種綜合的效果，除了設備的原因，還直接反映了鍋爐房的管理人員和操作人員的水平和素質。在我們測試的上百個鍋爐房中，有那么幾個單位，目前盡管還使用著80年代的xzd除塵器，但從外觀上看，維修保養(yǎng)得就像新的，實際上已經是超期服役的設備，其測試的各項指標也非常合乎要求。如某單位一臺1987年投入使用的與4t/h鍋爐配套的xzd除塵器，所測得結果為：進出口煙道煙氣中氧含量為7.2%，7.5%；(系數為1.52，1.56；在鍋爐負荷90%的條件下，降塵器漏風率小于1%；煙塵排放濃度為234.3mg/m。還有一個單位4t/h鍋爐和除塵器都是1984年投入使用的，除塵器也是xzd型，所測得的結果為：在90%的負荷下，(系數是1.5，排放濃度只有119mg/m。如大家都象這樣管理鍋爐房和操作運行鍋爐、除塵器，那么每年節(jié)省的煤、電、設備更新費用不是小數。但許多單位領導并不一定意識到這個問題。另外，在實際中也有如下荒唐的做法：有的司爐工故意把除塵器灰斗的閥門打開一點，這樣，除塵器沒有效率，除塵器不收灰，灰斗沒有灰或只有很少的灰，他們覺得這樣可以減輕所謂的勞動強度。他們不清楚，除塵器的作用是什么，也不知道灰斗收的灰越多，表明除塵器的效率就越高；還有的司爐工，在測試時故意把引風開大，以為這樣一來，粉塵就會被稀釋了，殊不知，這樣會造成(系數過大，風量大了，盡管有稀釋作用，但經過(系數的折算，煙塵排放濃度不一定低，此外煙塵的排放總量肯定也增加了；還有的在測試時不加煤或少加煤，以為這樣容易達標……；凡此種種，都是由于缺乏有關鍋爐和除塵器的基本知識所致，當然，通過這些年來的反復宣傳和司爐工環(huán)保培訓工作的開展，以上這些愚昧無知的做法已大大減少。

總之，通過幾年煙塵排放測試的所見所聞，我們深深感到管理工作在鍋爐運行中的重要性。管理好的，不僅鍋爐房內外環(huán)境干凈有序，設備運行狀態(tài)良好，鍋爐能夠經濟運行，除塵器最大限度發(fā)揮作用，即使設備使用年頭長，還能保持效率不下降。若管理工作跟不上，不僅鍋爐房環(huán)境衛(wèi)生臟、亂、差，就連設備的安全穩(wěn)定運行也要受到影響，費煤費電污染嚴重，難以達到設計指標。因此，我們認為應加強以下工作：

1、年檢工作只能加強，不能削弱。在目前我國還達不到煙囪連續(xù)監(jiān)測的條件下，堅持年檢制度是非常必要的。因為，鍋爐的運行和管理是動態(tài)的，它與操作管理、維護保養(yǎng)、所燒的煤種等密切相關，煙塵排放驗收合格的鍋爐并不能保證以后老能達標，而排放不達標的鍋爐通過整改也可以實現達標。

2、鍋爐房管理人員的技術水平和素質亟待提高。鍋爐房的管理人員應懂得一些鍋爐和除塵器的基本知識，才能制定出切合實際的管理辦法和規(guī)章制度，一旦出現問題，要知道如何面對和處理，完全依靠司爐工是不行的。要實行嚴格管理，科學管理，向管理要效益。首先管理者要明白，不能以其昏昏，使人昭昭。

3、加強對司爐工的管理和培訓。司爐工除了要通過鍋爐安全操作和環(huán)保培訓之外，還應加強崗位練兵，不斷提高他們的責任心和操作技術水平，組織他們向操作管理有經驗的單位和個人學習，就實際中可能遇到的問題進行交流，切磋，提高他們的應變能力，實現鍋爐的節(jié)能和減污。

4、嚴格除塵器的操作規(guī)程和環(huán)境管理制度。除塵器雖然是一種比較簡單易操作的設備，但也應明確其操作規(guī)程和維護保養(yǎng)制度，保證其長期正常運行。鍋爐房的設備所在地均為鍋爐房的管理范圍，環(huán)境衛(wèi)生應列為鍋爐房管理的一個部分，對除塵器所產生的灰、渣應封閉儲存，及時清運，防止二次揚塵。