火力發電廠鍋爐節能降耗的對策與措施探究

曹富琛

摘 要：文章以火力發電廠鍋爐節能降耗為主題展開論述，首先對文章的背景進行了簡要介紹，然后從多個方面對火力發電廠鍋爐節能降耗的重要性以及要點進行了簡要分析，接著從燃料問題、鍋爐運行問題、鍋爐設備使用及管理問題等方面對火力發電廠鍋爐耗能存在的問題進行了分析，最后從做好鍋爐選型和燃料選擇工作、控制鍋爐的能耗、減少鍋爐運行時的熱量損失、進一步提高蒸汽的利用率以及加強蒸汽冷凝水的回收再利用等方面對火力發電廠鍋爐節能降耗的對策進行了探討。

關鍵詞：火力發電廠；節能降耗；鍋爐；燃煤

1 概述

鍋爐是火力發電的主要設備之一，鍋爐的主要作用是進行煤料燃燒，但是，由于我國在火力發電過程中，發電廠所使用的鍋爐設備不夠完善，導致火力發電耗能比較嚴重。在我國現代化建設過程中，追求的是經濟又好又快的發展，這就意味著，火力發電廠必須適應我國的可持續發展戰略，對鍋爐設備進行適當改進，從而實現火力發電廠鍋爐的節能降耗。

2 火力發電廠鍋爐節能降耗的重要性以及要點分析

在火力發電過程中，鍋爐燃煤之后會產生大量的二氧化碳、二氧化硫以及氮氧化物，這些物質被大量散播到空氣中，則會引起空氣污染。另一方面，在火力發電過程中，如果煤料在鍋爐內無法得到充分燃燒，會導致燃料無法得到高效利用。而且，在鍋爐燃煤過程中，如果鍋爐內的熱量向外傳遞流失到空氣中，也會導致鍋爐燃煤的效率降低，從而造成能源的浪費，所以，火力發電廠鍋爐節能降耗有著重要的意義。火力發電廠鍋爐節能降耗要點包括以下幾方面的內容：首先，在鍋爐燃煤過程中必須對鍋爐內煤料的燃燒利用率進行有效控制，鍋爐內的煤燃燒得越充分，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量有關，如果在鍋爐內投放質量較低的煤，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備自身造成較大的負面影響，在運行過程中，如果煤質的灰粉超出規定標準，則很可能會影響到鍋爐運行的穩定性。其次，在鍋爐內的煤料投入要均勻，這一做法主要是為了維持鍋爐運行的穩定性，減少不必要的煤料浪費，而且為了降低鍋爐能耗，還應該對鍋爐內的煤料進行研磨處理，這樣可以增加鍋爐內煤料的燃燒面積，從而有效提升煤料的利用率。再者，為了有效控制鍋爐能耗，應該對鍋爐設備進行定期檢查和維護，一些老化的部件要進行及時更換，從而確保鍋爐的高效運行。

3 鍋爐節能的主要方式

就目前的情況來看，在我國的整體能源消耗過程中，火力發電鍋爐的能耗大約占總能耗的10%，所以，進一步降低火力發電廠的鍋爐能耗，對于我國整體能源的消耗控制有著重要的意義。在火力發電過程中，鍋爐燃煤的熱力系統包括多個方面，為了進一步降低能耗，則必須從鍋爐運行的各個環節入手，進行適當的改進和完善，但是，對于很多火力發電廠而言，為了降低能耗，僅僅關注鍋爐設備方面的改進和完善，而且沒有對整個火力發電鍋爐系統進行全面升級，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，在火力發電的鍋爐節能過程中，必須從整個鍋爐系統的運作入手，具體而言，鍋爐節能主要包括兩個方面的內容：第一，軟節能。軟節能指的是，在火力發電過程中，提高鍋爐內的燃煤質量，例如在火力發電中，為了達到節能減排的效果，則可以將多種不同種類的煤進行搭配混合，然后進行燃燒，通過這種方式，使混合后的煤更加接近設計煤，從而使其更加符合燃燒鍋爐的實際要求。通過對煤配進行優化，有效提升燃燒煤的利用率，減少煤料燃燒對鍋爐造成的設備損耗，最終達到節能減排的目的。針對火力發電這一過程，燃煤的摻燒指的是依據燃煤的特點，并考慮鍋爐的性質，將不同灰分、揮發分以及低位發熱量的煤種進行搭配混合后，使所配制的煤料符合燃燒鍋爐的燃燒要求。為了達到燃煤的高效摻燒，則要求所形成的混合煤質與特定鍋爐的燃燒要求相符，煤質與鍋爐的相互配合，才能達到高效燃燒的目的。在火力發電中，為了達到高效摻燒的目的，在完成煤種搭配混合后，則需要將煤運至原煤倉，然后再利用磨煤機對上述煤料進行充分研磨，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，要對鍋爐設備的運行狀態，進行有效控制，使其能夠始終保持最佳狀態，從而不斷提升鍋爐的節能效果。第二，硬件節能。硬件節能指的是對鍋爐運行設備進行技術改進和完善，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和溴化鋰吸收式熱泵技術，進一步提升鍋爐系統的運行效率，降低能耗。微油點火技術系統主要由空氣壓縮系統、微油槍點火系統、煤粉燃燒系統以及控制系統組成，在火力發電過程中，微油點火技術的應用指的是通過壓縮空氣，然后將其加入到微油槍點火系統中，然后將燃料油噴灑成霧狀，這一技術的應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，這一技術的燃料利用率更高，而且產生的熱量更大，在燃燒過程中，其焰心溫度可達到2000攝氏度。在這一技術的應用過程中，當高溫火焰產生之后，需要使其對鍋爐煤粉進行迅速加熱，然后幫助煤料進行充分燃燒。在整個點火過程中，系統建立相應的連鎖保護，所以，可以確保燃煤鍋爐穩定而高效的工作。溴化鋰吸收式熱泵技術主要是對熱泵進行了利用。熱泵是利用外界驅動力將低位能進行回收，在回收過程中會將上述過程產生的能量予以吸收，就目前的情況來看，用于火力發電的熱泵包括兩類，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系。而在具體的推廣及應用過程中，溴化鋰吸收式熱泵表現出來良好的應用效果，具體而言，溴化鋰吸收式熱泵可以吸收余熱，從而實現對能量的充分利用。所以，火力發電廠有必要將溴化鋰吸收式熱泵技術應用于節能減排管理中。熱泵系統在具體運行過程中，首先需要利用凝器氣器將循環水注入到熱泵機組中，之后再利用汽輪機抽氣來驅動，熱泵則可以完成對余熱的吸收，在整個系統運作過程中，水為制冷劑，溴化鋰則是吸收劑。在這一系統中，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該對熱的需求進行適當考慮，當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進行熱量回收，通過這種方式，減少鍋爐燃煤過程中的熱量損失，從而達到節能減排的效果。

4 火力發電廠鍋爐耗能存在的問題

4.1 燃料問題

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

4.2 鍋爐運行問題

在火力發電過程中，鍋爐能耗之所以比較高，很大程度上是由于鍋爐的負荷率較低，無法達到鍋爐高效運行的設計值，所以，在火力發電中，燃煤鍋爐無法達到理想運行狀態，從而導致鍋爐的能量傳輸效率明顯減低，而且較低的運行負荷還會縮短發電鍋爐的使用年限。其次，在火力發電過程中，鍋爐出現突然熄火的次數比較多，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生較大的負面影響。造成這一問題的原因是多方面的，其中包括低質燃煤的使用以及鍋爐的不規范操作等，在鍋爐運行過程中，隨著非計劃熄火停運次數的增加，必然會對鍋爐的安全性造成一定的負面影響，而且會增加鍋爐的自身損耗，進而造成后期更為嚴重的能源損耗問題。與很多發達國家相比，我國火力發電廠的鍋爐運行條件比較差，整體運行控制水平比較低，在整個鍋爐運行系統中，進行檢測的儀表設備不完善，而且缺少必要的監控，無法對鍋爐的運行情況進行全面反映，很多火力發電廠的工作人員依然通過經驗來判斷鍋爐的運行情況，由此可知，為了進一步降低火力發電廠鍋爐能耗，有必要對鍋爐運行系統的管理人員素質進行提升。

4.3 鍋爐設備使用及管理問題

部分火力發電廠目光短淺，選用鍋爐設備時使用質量較次的設備，以降低采購造價，但是后期的高可靠運行、低故障率和備品備件使用量都會產生低回報率，同時還有可能造成大量的能源浪費，無法達到節能降耗的目的。鍋爐設備老化，降低機組經濟性，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、部分能源的浪費等問題。鍋爐的長期使用，導致爐內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，導致硫化物的生成量增加，導致受熱面換熱效率降低，從而導致能源浪費。

5 火力發電廠鍋爐節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

對于火力發電廠而言，為了進一步降低鍋爐能耗，則應該明確短期投資和長期經濟性的關系，做好鍋爐的選型和燃料的選擇工作，在鍋爐選型中，應該盡可能選擇那些可信度高、質量好以及檢修維護容易的設備，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次數，從而提高火力發電廠鍋爐的整體經濟效益。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，進而不斷提升燃煤利用率，最終實現節能降耗的目的。

5.2 控制鍋爐的能耗

首先要對鍋爐的燃燒問題進行優化調整。在火力發電中，對于那些新投產的鍋爐機組要根據本發電廠的實際情況進行適當的調試，尤其要注意燃煤調整優化，為了有效控制鍋爐的能耗，必須以清潔煤發電為火力發電的主導，火力發電廠必須認識到，清潔煤的應用，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，不僅實現了節能減排，而且對環境保護也有很大的促進作用。就目前的情況來看，清潔煤發電技術包括超臨界發電技術、循環硫化床發電技術、加壓硫化床聯合循環發電技術等，其中超臨界發電技術的應用，所能產生的發電功率較大。

5.3 減少鍋爐運行時的熱量損失

為了進一步減少鍋爐運行時的熱量損失則應該從以下幾方面入手：第一，降低空氣預熱器的漏風率，從而使其能夠為鍋爐燃煤提供充足的氧氣，提高鍋爐內煤料的燃燒率。而且要盡可能減低制粉系統的單耗，從而有效減少燃燒過程中所產生的煙塵，煙塵量越少，則意味著煤料的燃燒率越高。第二，對鍋爐溫度進行嚴格控制，避免因鍋爐高溫而導致熱量流失。第三，在燃煤過程中，需要在鍋爐內定期投入吹灰器，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，應該以機組總數效率最高原則進行，對于那些運行效率較高的鍋爐，使其有限承擔負荷，當其滿載之后，再根據鍋爐的效率由高到低依次承擔負荷。其次，為了不斷提升蒸汽的利用率，在鍋爐運行過程中，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行時，盡可能減少排氣量，使這一部分蒸汽用于鍋爐運行中，而且要確保疏水器的穩定運行，從而有效協助擴容器將熱量輸送回去，值得注意的是，為了實現這一目的，則必須保證疏水器中放置高質量的蒸餾水。

5.5 加強蒸汽冷凝水的回收再利用

在火力發電過程中，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，所以在實際操作過程中比較方便，不會涉及到復雜操作，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雜，但是其能量利用率較高，所以在火力發電中，非常值得推廣。

6 結束語

綜上所述，隨著我國社會經濟的快速發展，環境問題以及能源問題已經引起了社會的廣泛關注，在火力發電中，鍋爐的節能降耗對于火力發電廠的運營發展有著重要的影響，這是有效緩解我國能源問題以及環境問題的重要舉措。火力發電廠鍋爐節能降耗要點包括對鍋爐內煤料的燃燒利用率進行有效控制、鍋爐內的煤料的均勻投入以及鍋爐設備的定期檢查和維護等。就目前的情況來看，火力發電廠鍋爐耗能問題包括燃料問題、鍋爐運行問題、鍋爐設備使用及管理問題等，為了實現火力發電廠鍋爐節能降耗的目標，在火力發電中首先應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行時的熱量損失，再者，要進一步提高蒸汽的利用率并加強蒸汽冷凝水的回收再利用。

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