曹富琛

摘 要：文章以火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗為主題展開論述，首先對文章的背景進(jìn)行了簡要介紹，然后從多個方面對火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的重要性以及要點進(jìn)行了簡要分析，接著從燃料問題、鍋爐運(yùn)行問題、鍋爐設(shè)備使用及管理問題等方面對火力發(fā)電廠鍋爐耗能存在的問題進(jìn)行了分析，最后從做好鍋爐選型和燃料選擇工作、控制鍋爐的能耗、減少鍋爐運(yùn)行時的熱量損失、進(jìn)一步提高蒸汽的利用率以及加強(qiáng)蒸汽冷凝水的回收再利用等方面對火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對策進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；節(jié)能降耗；鍋爐；燃煤

1 概述

鍋爐是火力發(fā)電的主要設(shè)備之一，鍋爐的主要作用是進(jìn)行煤料燃燒，但是，由于我國在火力發(fā)電過程中，發(fā)電廠所使用的鍋爐設(shè)備不夠完善，導(dǎo)致火力發(fā)電耗能比較嚴(yán)重。在我國現(xiàn)代化建設(shè)過程中，追求的是經(jīng)濟(jì)又好又快的發(fā)展，這就意味著，火力發(fā)電廠必須適應(yīng)我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對鍋爐設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，從而實現(xiàn)火力發(fā)電廠鍋爐的節(jié)能降耗。

2 火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的重要性以及要點分析

在火力發(fā)電過程中，鍋爐燃煤之后會產(chǎn)生大量的二氧化碳、二氧化硫以及氮氧化物，這些物質(zhì)被大量散播到空氣中，則會引起空氣污染。另一方面，在火力發(fā)電過程中，如果煤料在鍋爐內(nèi)無法得到充分燃燒，會導(dǎo)致燃料無法得到高效利用。而且，在鍋爐燃煤過程中，如果鍋爐內(nèi)的熱量向外傳遞流失到空氣中，也會導(dǎo)致鍋爐燃煤的效率降低，從而造成能源的浪費(fèi)，所以，火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗有著重要的意義?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗要點包括以下幾方面的內(nèi)容：首先，在鍋爐燃煤過程中必須對鍋爐內(nèi)煤料的燃燒利用率進(jìn)行有效控制，鍋爐內(nèi)的煤燃燒得越充分，則意味著煤料的燃燒利用率越高，而這一問題通常與燃煤的自身質(zhì)量有關(guān)，如果在鍋爐內(nèi)投放質(zhì)量較低的煤，煤料的燃燒利用率必然會降低，鍋爐的能耗必然會增加，而且這些煤料燃燒還會對鍋爐設(shè)備自身造成較大的負(fù)面影響，在運(yùn)行過程中，如果煤質(zhì)的灰粉超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，則很可能會影響到鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。其次，在鍋爐內(nèi)的煤料投入要均勻，這一做法主要是為了維持鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少不必要的煤料浪費(fèi)，而且為了降低鍋爐能耗，還應(yīng)該對鍋爐內(nèi)的煤料進(jìn)行研磨處理，這樣可以增加鍋爐內(nèi)煤料的燃燒面積，從而有效提升煤料的利用率。再者，為了有效控制鍋爐能耗，應(yīng)該對鍋爐設(shè)備進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，一些老化的部件要進(jìn)行及時更換，從而確保鍋爐的高效運(yùn)行。

3 鍋爐節(jié)能的主要方式

就目前的情況來看，在我國的整體能源消耗過程中，火力發(fā)電鍋爐的能耗大約占總能耗的10%，所以，進(jìn)一步降低火力發(fā)電廠的鍋爐能耗，對于我國整體能源的消耗控制有著重要的意義。在火力發(fā)電過程中，鍋爐燃煤的熱力系統(tǒng)包括多個方面，為了進(jìn)一步降低能耗，則必須從鍋爐運(yùn)行的各個環(huán)節(jié)入手，進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和完善，但是，對于很多火力發(fā)電廠而言，為了降低能耗，僅僅關(guān)注鍋爐設(shè)備方面的改進(jìn)和完善，而且沒有對整個火力發(fā)電鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行全面升級，最常見的做法就是，一味地增加鍋爐容量，或者增加一次燃燒的用量，很多情況下，這種做法反而會增加鍋爐的能耗，所以，在火力發(fā)電的鍋爐節(jié)能過程中，必須從整個鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)作入手，具體而言，鍋爐節(jié)能主要包括兩個方面的內(nèi)容：第一，軟節(jié)能。軟節(jié)能指的是，在火力發(fā)電過程中，提高鍋爐內(nèi)的燃煤質(zhì)量，例如在火力發(fā)電中，為了達(dá)到節(jié)能減排的效果，則可以將多種不同種類的煤進(jìn)行搭配混合，然后進(jìn)行燃燒，通過這種方式，使混合后的煤更加接近設(shè)計煤，從而使其更加符合燃燒鍋爐的實際要求。通過對煤配進(jìn)行優(yōu)化，有效提升燃燒煤的利用率，減少煤料燃燒對鍋爐造成的設(shè)備損耗，最終達(dá)到節(jié)能減排的目的。針對火力發(fā)電這一過程，燃煤的摻燒指的是依據(jù)燃煤的特點，并考慮鍋爐的性質(zhì)，將不同灰分、揮發(fā)分以及低位發(fā)熱量的煤種進(jìn)行搭配混合后，使所配制的煤料符合燃燒鍋爐的燃燒要求。為了達(dá)到燃煤的高效摻燒，則要求所形成的混合煤質(zhì)與特定鍋爐的燃燒要求相符，煤質(zhì)與鍋爐的相互配合，才能達(dá)到高效燃燒的目的。在火力發(fā)電中，為了達(dá)到高效摻燒的目的，在完成煤種搭配混合后，則需要將煤運(yùn)至原煤倉，然后再利用磨煤機(jī)對上述煤料進(jìn)行充分研磨，研磨的主要目的在于促使煤在燃燒過程中燃燒面積更大，從而有效提升煤料的利用率。另一方面，要對鍋爐設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行有效控制，使其能夠始終保持最佳狀態(tài)，從而不斷提升鍋爐的節(jié)能效果。第二，硬件節(jié)能。硬件節(jié)能指的是對鍋爐運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和完善，從而降低鍋爐能耗。例如，在鍋爐燃煤過程中配合微油點火技術(shù)和溴化鋰吸收式熱泵技術(shù)，進(jìn)一步提升鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低能耗。微油點火技術(shù)系統(tǒng)主要由空氣壓縮系統(tǒng)、微油槍點火系統(tǒng)、煤粉燃燒系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成，在火力發(fā)電過程中，微油點火技術(shù)的應(yīng)用指的是通過壓縮空氣，然后將其加入到微油槍點火系統(tǒng)中，然后將燃料油噴灑成霧狀，這一技術(shù)的應(yīng)用與煤料研磨有著很大的相似性，都是增加燃料的受熱燃燒面積，從而不斷提升燃料的利用率，但是，相比較而言，這一技術(shù)的燃料利用率更高，而且產(chǎn)生的熱量更大，在燃燒過程中，其焰心溫度可達(dá)到2000攝氏度。在這一技術(shù)的應(yīng)用過程中，當(dāng)高溫火焰產(chǎn)生之后，需要使其對鍋爐煤粉進(jìn)行迅速加熱，然后幫助煤料進(jìn)行充分燃燒。在整個點火過程中，系統(tǒng)建立相應(yīng)的連鎖保護(hù)，所以，可以確保燃煤鍋爐穩(wěn)定而高效的工作。溴化鋰吸收式熱泵技術(shù)主要是對熱泵進(jìn)行了利用。熱泵是利用外界驅(qū)動力將低位能進(jìn)行回收，在回收過程中會將上述過程產(chǎn)生的能量予以吸收，就目前的情況來看，用于火力發(fā)電的熱泵包括兩類，分別為壓縮式熱泵和吸收式熱泵，其中，吸收式熱泵的工作效率較高，這與其高水平的自動化有著密切的關(guān)系。而在具體的推廣及應(yīng)用過程中，溴化鋰吸收式熱泵表現(xiàn)出來良好的應(yīng)用效果，具體而言，溴化鋰吸收式熱泵可以吸收余熱，從而實現(xiàn)對能量的充分利用。所以，火力發(fā)電廠有必要將溴化鋰吸收式熱泵技術(shù)應(yīng)用于節(jié)能減排管理中。熱泵系統(tǒng)在具體運(yùn)行過程中，首先需要利用凝器氣器將循環(huán)水注入到熱泵機(jī)組中，之后再利用汽輪機(jī)抽氣來驅(qū)動，熱泵則可以完成對余熱的吸收，在整個系統(tǒng)運(yùn)作過程中，水為制冷劑，溴化鋰則是吸收劑。在這一系統(tǒng)中，熱泵的最大特點在于能夠吸收余熱，值得注意的是在使用過程中應(yīng)該對熱的需求進(jìn)行適當(dāng)考慮，當(dāng)蓄熱的溫度不是太高時，則可以利用溴化鋰吸收式熱泵技術(shù)進(jìn)行熱量回收，通過這種方式，減少鍋爐燃煤過程中的熱量損失，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。

4 火力發(fā)電廠鍋爐耗能存在的問題

4.1 燃料問題

在火力發(fā)電中，煤是發(fā)電廠鍋爐的主要燃料，所以，用于鍋爐燃燒的煤質(zhì)會直接影響到鍋爐的能耗。就目前的情況來看，我國大多數(shù)火力發(fā)電廠所使用的煤料為原煤，這意味著所用的煤料沒有進(jìn)行過特定的技術(shù)處理，所以，鍋爐燃燒煤的總體質(zhì)量不高，而且由于這些原煤的品質(zhì)不同，所以燃燒效果也會有所不同，當(dāng)此類原料用于鍋爐燃燒時，無法得到充分燃燒，從而導(dǎo)致鍋爐所產(chǎn)生熱能效果無法達(dá)到預(yù)期。另外，由于煤料的自身質(zhì)量較差，則會導(dǎo)致鍋爐在燃煤過程中無法處于穩(wěn)定狀態(tài)，煤料燃燒之后，所產(chǎn)生的殘渣較多，這就意味著很多煤料會被浪費(fèi)，而且所產(chǎn)生的殘渣還會對環(huán)境造成一定的污染。其次，在火力發(fā)電過程中，鍋爐自身的運(yùn)作需要消耗一定量的燃油，這些燃油主要用于升爐和停爐過程中，但是，由于操作不當(dāng)，在鍋爐工作時，鍋爐到了沖轉(zhuǎn)參數(shù)而汽機(jī)不具備沖轉(zhuǎn)條件，那么很容易導(dǎo)致燃油浪費(fèi)。再者，由于火力發(fā)電廠的燃料管理工作不完善而導(dǎo)致的燃料消耗增加。一些火力發(fā)電廠針對燃料的采購、質(zhì)檢以及存放等環(huán)節(jié)沒有進(jìn)行科學(xué)管理和控制，在采購過程中忽略了采購成本的控制，從而增加了火力發(fā)電廠的發(fā)電成本，由于忽略了燃料的質(zhì)檢，導(dǎo)致燃料合格率較低，在具體使用過程中，燃燒效果明顯下降，從而導(dǎo)致能耗增加，購置完成后，忽略了對燃料的科學(xué)存放和管理，導(dǎo)致燃料變質(zhì)，從而造成燃料浪費(fèi)。最后，在調(diào)查過程中，了解到很多火力發(fā)電廠的煤料摻配存在問題，這也是導(dǎo)致煤料燃燒利用率較低的主要原因之一。

4.2 鍋爐運(yùn)行問題

在火力發(fā)電過程中，鍋爐能耗之所以比較高，很大程度上是由于鍋爐的負(fù)荷率較低，無法達(dá)到鍋爐高效運(yùn)行的設(shè)計值，所以，在火力發(fā)電中，燃煤鍋爐無法達(dá)到理想運(yùn)行狀態(tài)，從而導(dǎo)致鍋爐的能量傳輸效率明顯減低，而且較低的運(yùn)行負(fù)荷還會縮短發(fā)電鍋爐的使用年限。其次，在火力發(fā)電過程中，鍋爐出現(xiàn)突然熄火的次數(shù)比較多，這種情況不僅會影響到煤料燃燒，增加不必要的消耗，而且會對鍋爐自身產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。造成這一問題的原因是多方面的，其中包括低質(zhì)燃煤的使用以及鍋爐的不規(guī)范操作等，在鍋爐運(yùn)行過程中，隨著非計劃熄火停運(yùn)次數(shù)的增加，必然會對鍋爐的安全性造成一定的負(fù)面影響，而且會增加鍋爐的自身損耗，進(jìn)而造成后期更為嚴(yán)重的能源損耗問題。與很多發(fā)達(dá)國家相比，我國火力發(fā)電廠的鍋爐運(yùn)行條件比較差，整體運(yùn)行控制水平比較低，在整個鍋爐運(yùn)行系統(tǒng)中，進(jìn)行檢測的儀表設(shè)備不完善，而且缺少必要的監(jiān)控，無法對鍋爐的運(yùn)行情況進(jìn)行全面反映，很多火力發(fā)電廠的工作人員依然通過經(jīng)驗來判斷鍋爐的運(yùn)行情況，由此可知，為了進(jìn)一步降低火力發(fā)電廠鍋爐能耗，有必要對鍋爐運(yùn)行系統(tǒng)的管理人員素質(zhì)進(jìn)行提升。

4.3 鍋爐設(shè)備使用及管理問題

部分火力發(fā)電廠目光短淺，選用鍋爐設(shè)備時使用質(zhì)量較次的設(shè)備，以降低采購造價，但是后期的高可靠運(yùn)行、低故障率和備品備件使用量都會產(chǎn)生低回報率，同時還有可能造成大量的能源浪費(fèi)，無法達(dá)到節(jié)能降耗的目的。鍋爐設(shè)備老化，降低機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，造成不必要的能源消耗。鍋爐在長時間使用后，會逐漸出現(xiàn)一系列的磨損、老化問題，從而造成工作時間長、部分能源的浪費(fèi)等問題。鍋爐的長期使用，導(dǎo)致爐內(nèi)所燃燒的燃料中含有越來越多的爐渣，硫化物含量不斷變化，水冷壁、過熱器后屏、再熱器后屏及后端表面上的爐渣含量加大，導(dǎo)致硫化物的生成量增加，導(dǎo)致受熱面換熱效率降低，從而導(dǎo)致能源浪費(fèi)。

5 火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對策與措施探究

5.1 做好鍋爐選型和燃料選擇工作

對于火力發(fā)電廠而言，為了進(jìn)一步降低鍋爐能耗，則應(yīng)該明確短期投資和長期經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，做好鍋爐的選型和燃料的選擇工作，在鍋爐選型中，應(yīng)該盡可能選擇那些可信度高、質(zhì)量好以及檢修維護(hù)容易的設(shè)備，這樣不僅能夠提升鍋爐的工作效率，而且可以減少后期鍋爐的維護(hù)次數(shù)，從而提高火力發(fā)電廠鍋爐的整體經(jīng)濟(jì)效益。其次，在燃料選擇過程中，要注意不同煤種的摻配，通過合理搭配，使得配置的煤料符合鍋爐的燃煤特點，進(jìn)而不斷提升燃煤利用率，最終實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

5.2 控制鍋爐的能耗

首先要對鍋爐的燃燒問題進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。在火力發(fā)電中，對于那些新投產(chǎn)的鍋爐機(jī)組要根據(jù)本發(fā)電廠的實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)試，尤其要注意燃煤調(diào)整優(yōu)化，為了有效控制鍋爐的能耗，必須以清潔煤發(fā)電為火力發(fā)電的主導(dǎo)，火力發(fā)電廠必須認(rèn)識到，清潔煤的應(yīng)用，在提高利用率的同時，還能夠減少二氧化硫、二氧化碳以及氮氧化物的排放量，從宏觀角度來說，不僅實現(xiàn)了節(jié)能減排，而且對環(huán)境保護(hù)也有很大的促進(jìn)作用。就目前的情況來看，清潔煤發(fā)電技術(shù)包括超臨界發(fā)電技術(shù)、循環(huán)硫化床發(fā)電技術(shù)、加壓硫化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)等，其中超臨界發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，所能產(chǎn)生的發(fā)電功率較大。

5.3 減少鍋爐運(yùn)行時的熱量損失

為了進(jìn)一步減少鍋爐運(yùn)行時的熱量損失則應(yīng)該從以下幾方面入手：第一，降低空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率，從而使其能夠為鍋爐燃煤提供充足的氧氣，提高鍋爐內(nèi)煤料的燃燒率。而且要盡可能減低制粉系統(tǒng)的單耗，從而有效減少燃燒過程中所產(chǎn)生的煙塵，煙塵量越少，則意味著煤料的燃燒率越高。第二，對鍋爐溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免因鍋爐高溫而導(dǎo)致熱量流失。第三，在燃煤過程中，需要在鍋爐內(nèi)定期投入吹灰器，以確保鍋爐受熱面的清潔，有效防止鍋爐傳熱效果減弱。第四，在冷水管外部加設(shè)保溫材料，通過這種方式，減少鍋爐與周圍空氣的熱量交換。

5.4 提高蒸汽的利用率

在火力發(fā)電過程中，提高蒸汽的利用率主要針對具有多燃煤鍋爐的工作間，在鍋爐供氣量分配過程中，應(yīng)該以機(jī)組總數(shù)效率最高原則進(jìn)行，對于那些運(yùn)行效率較高的鍋爐，使其有限承擔(dān)負(fù)荷，當(dāng)其滿載之后，再根據(jù)鍋爐的效率由高到低依次承擔(dān)負(fù)荷。其次，為了不斷提升蒸汽的利用率，在鍋爐運(yùn)行過程中，絕不可以在未得到功的情況下，將高壓蒸汽膨脹為低壓蒸汽。這就需要在鍋爐剛開始工作運(yùn)行時，盡可能減少排氣量，使這一部分蒸汽用于鍋爐運(yùn)行中，而且要確保疏水器的穩(wěn)定運(yùn)行，從而有效協(xié)助擴(kuò)容器將熱量輸送回去，值得注意的是，為了實現(xiàn)這一目的，則必須保證疏水器中放置高質(zhì)量的蒸餾水。

5.5 加強(qiáng)蒸汽冷凝水的回收再利用

在火力發(fā)電過程中，蒸汽冷凝水的回收主要包括兩種方式，即開式回收和閉式回收。對于前者而言，其主要特點在于在對冷凝水的輸送利用過程中，管路一段始終處于打開狀態(tài)，所以在實際操作過程中比較方便，不會涉及到復(fù)雜操作，整體投資比較少，但是其存在一定的缺點，最明顯的則是冷凝水的能量較小。而對于后者而言，其主要采用噴射技術(shù)解決高溫冷凝水的泵送氣蝕問題，通過這一方式，冷凝水中的大多數(shù)熱量可以被鍋爐再次回收利用。相比較而言，閉式回收的操作比較復(fù)雜，但是其能量利用率較高，所以在火力發(fā)電中，非常值得推廣。

6 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問題以及能源問題已經(jīng)引起了社會的廣泛關(guān)注，在火力發(fā)電中，鍋爐的節(jié)能降耗對于火力發(fā)電廠的運(yùn)營發(fā)展有著重要的影響，這是有效緩解我國能源問題以及環(huán)境問題的重要舉措。火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗要點包括對鍋爐內(nèi)煤料的燃燒利用率進(jìn)行有效控制、鍋爐內(nèi)的煤料的均勻投入以及鍋爐設(shè)備的定期檢查和維護(hù)等。就目前的情況來看，火力發(fā)電廠鍋爐耗能問題包括燃料問題、鍋爐運(yùn)行問題、鍋爐設(shè)備使用及管理問題等，為了實現(xiàn)火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的目標(biāo)，在火力發(fā)電中首先應(yīng)該做好鍋爐選型和燃料選擇工作，其次控制鍋爐的能耗并減少鍋爐運(yùn)行時的熱量損失，再者，要進(jìn)一步提高蒸汽的利用率并加強(qiáng)蒸汽冷凝水的回收再利用。

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