試析燃煤電廠鍋爐節(jié)能減排技術(shù)

楊艷軍

（中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017209）

試析燃煤電廠鍋爐節(jié)能減排技術(shù)

楊艷軍

（中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017209）

在燃煤電廠中，鍋爐是能耗最大的設(shè)備，也是排放污染物最多的設(shè)備。所以為了確保其節(jié)能減排成效的提升，最終更好地適應(yīng)未來發(fā)展的需要。以循環(huán)流化床鍋爐為例，從強化節(jié)能減排在燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐中的必要性入手，對燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐能耗較高的原因進行了分析，并對其節(jié)能減排技術(shù)措施進行了分析，以更好地促進其節(jié)能減排成效的提升與優(yōu)化。

燃煤電廠；鍋爐；節(jié)能減排；改造

由于目前很多燃煤電廠的鍋爐能耗較高，而為了更好地將其能耗降低，加強節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用，最為重要的就是強化對其的技術(shù)改造，所以我們必須意識到強化節(jié)能改造的重要性，并對其能耗較高的原因進行分析，才能更好地促進其節(jié)能改造成效的優(yōu)化和提升。

1 燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐強化節(jié)能減排工作開展的必要性分析

大量用電需求刺激了發(fā)電廠鍋爐的運行工作量，而燃煤鍋爐在運行過程中，不僅能耗高，而且對環(huán)境污染帶來嚴重。在當(dāng)前日益注重節(jié)能環(huán)保的今天，不管是為了節(jié)能還是環(huán)保，都必須在燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐運行中加強節(jié)能減排工作的開展。通過強化節(jié)能減排工作，才能更好地避免能源的浪費，促進鍋爐運行效率提升的同時更好地實現(xiàn)節(jié)能減排任務(wù)的高效實施。所以不管從哪個角度而言，加強電廠鍋爐節(jié)能減排工作的開展就顯得尤為必要[1]。

2 分析燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐能耗較高的原因及其節(jié)能改造實現(xiàn)節(jié)能減排的措施

之所以需要對燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐進行節(jié)能改造，切實注重技能減排技術(shù)的應(yīng)用。很大一個原因就在于煤礦電廠鍋爐的能耗較高。而之所以能耗較高，主要是由于以下幾個方面的原因所導(dǎo)致，所以我們必須結(jié)合其原因，針對性的加強對其的節(jié)能改造，才能更好地促進節(jié)能減排成效的提升和優(yōu)化。

2.1 鍋爐除垢

2.1.1 存在的缺陷

當(dāng)前，雖然很多時候?qū)﹀仩t給水實施了軟化處理，但是鍋爐仍會隨著運行年限的加長而結(jié)垢，由于結(jié)垢將導(dǎo)致鍋爐的受熱面受阻，最終導(dǎo)致鍋爐的效率降低，且受熱面過熱之后就會使得管道出現(xiàn)起包的情況，甚至因此出現(xiàn)爆管事故。所以為了除垢，往往需要利用酸性物質(zhì)強化對其的清洗和處理，而酸性物質(zhì)將極大地影響鍋爐的性能，導(dǎo)致鍋爐被腐蝕，進而使其使用壽命下降，即便是清洗之后形成的排放物也會導(dǎo)致環(huán)境被污染。

2.1.2 針對鍋爐除垢節(jié)能減排改造措施分析

為了滿足高效除垢的需要，盡可能地確保燃煤鍋爐高效運行。建議采用在線除垢系統(tǒng)進行除垢就是一個不錯的選擇。這一系統(tǒng)是基于CMFG超音頻脈沖的防垢除垢系統(tǒng)。其原理就是在金屬中傳播超音頻振動波之后，由于金屬和水接觸面形成的高速尾流與空化效應(yīng)，能有效的將垢質(zhì)的形成進行阻止和延緩，同時還能避免金屬表面附著垢質(zhì)，此時水內(nèi)的垢成分就會形成絮狀物從排污口排除，從而更好地達到防垢除垢的效果[2]。

2.2 煙氣余熱回收

2.2.1 存在的缺陷

一般而言，鍋爐溫度每下降20℃，就會提高1%的鍋爐熱效率。所以加強對傳統(tǒng)鍋爐余熱的回收和改造，才能更好地將其節(jié)能潛力發(fā)揮出來。但是就實踐來看，很多鍋爐在余熱回收率上還較低，必須引起我們的重視。

2.2.2 針對余熱回收的節(jié)能減排改造措施分析

為了更好地達到節(jié)能減排的目的，在對鍋爐煙氣的余熱進行回收時，應(yīng)將其省煤器更換成熱管余熱回收器，具體如圖1所示。這樣就能有效的將高溫?zé)煔獾呐艧煖囟冉档停M而促進其鍋爐熱效率的提升和優(yōu)化。熱管余熱回收器之所以能降低煙氣的溫度，主要是將其在煙道中安裝之后，通過回收的余熱對空氣進行加熱，此時就可以利用加熱的熱風(fēng)對鍋爐進行助燃，其中間的隔板能打開兩側(cè)的通道，這樣就能在工作中確保高溫?zé)煔鈴淖髠?cè)的通道流動，并對熱管進行沖刷，當(dāng)熱管吸熱之后就能有效的將煙氣的溫度降低，最終熱管把所吸收的熱量向另外一段傳導(dǎo)，而此時冷空氣又會從右側(cè)的通道往下逆向的對熱管進行沖刷，而熱管此時又在放熱，最終就能將空氣的吸熱溫度提升。

圖1 熱管余熱回收器

2.3 鍋爐排放

2.3.1 存在的缺陷

鍋爐在排放中，主要排放的是廢氣和廢水。而傳統(tǒng)的軟水箱內(nèi)的冷水在輸入鍋爐之后，需要通過燃燒燃煤達到加熱冷水的目的，當(dāng)水形成蒸汽之后，直接對外排放含堿廢水。而且煤閘板的靈活性需要不斷的利用水對其沖洗而得以保持。且在沖洗之后形成的廢水也會直接對外排放。但是含堿廢水無法利用，除塵器所排出氣體的二氧化硫就會超標(biāo)，所以必須切實強化對其的改進與優(yōu)化。所以在鍋爐減排改進中，針對傳統(tǒng)除塵器難以達標(biāo)的現(xiàn)狀，需要我們切實強化對其進行改進和優(yōu)化。

2.3.2 鍋爐排放的節(jié)能減排改造措施分析

（1）鈣鈉雙堿法脫硫技術(shù)

該技術(shù)具有投資成本低、技術(shù)成熟、運行穩(wěn)定等優(yōu)勢，是目前國內(nèi)較為理想的脫離技術(shù)。其工藝流程主要包括以下三個部分：

①煙氣流程：鍋爐煙氣通過除塵器進行除塵，經(jīng)過引風(fēng)機后進入脫硫系統(tǒng)巾，煙氣先經(jīng)過預(yù)脫硫和進一步除塵，然后進入高效脫硫塔，在塔內(nèi)完成脫硫洗滌，凈化后的煙氣由塔內(nèi)除霧器除霧脫水后從煙囪排空。

②循環(huán)脫硫液工藝流程：脫硫液在高效脫硫塔內(nèi)與氧化硫充分接觸、反應(yīng)后，經(jīng)塔底流入置換氧化池，與石灰漿液進行再生置換反應(yīng)。整個脫硫液循環(huán)系統(tǒng)閉路循環(huán)，沒有廢水外排，不會產(chǎn)生二次污染。

③脫硫渣處理工藝流程：脫硫液在置換沉淀池再生后，鈉堿得到再生，再生后直接進行氧化，使不穩(wěn)定的亞硫酸鈣氧化生成穩(wěn)定的硫酸鈣，通過氧化曝氣管的沖擊進入濃縮池，沉淀后通過渣漿泵泵至水力旋流器，再進入真空皮帶過濾機[3]。

（2）選擇性催化還原法（SCR）

該技術(shù)具有技術(shù)成熟、脫硝效率高的特點。其基本原理是在催化劑的作用下，向280～420℃的煙氣中噴入氨，將一氧化氮和二氧化氮還原成氮氣和水。化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

在反應(yīng)過程中，由于氨可以選擇性地和氮氧化物反應(yīng)生成氮氣和水，而不是被氧氣所氧化，因此反應(yīng)被稱為具有“選擇性”。具體反應(yīng)原理如圖2所示。

圖2 SCR催化反應(yīng)原理示意圖

2.4 鍋爐燃燒控制技術(shù)

2.4.1 燃燒量的控制

給煤量一般是根據(jù)負荷變化的需要而變化的，但是它又受到煤風(fēng)配比的影響。所以改變給煤量的同時要相應(yīng)改變一、二次送風(fēng)量。當(dāng)負荷增加時，應(yīng)先加風(fēng)后加煤；負荷減小時，應(yīng)先減煤后減風(fēng)。給煤量的控制一般是通過改變給煤機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)的，而給煤機轉(zhuǎn)速的控制，應(yīng)該采用線性較好的變頻調(diào)速方式。如果是多臺給煤機供煤，應(yīng)有自校正回路，實現(xiàn)無擾動任意切換不同給煤機的自動或手動控制。

2.4.2 風(fēng)量控制

送入鍋爐的風(fēng)量有一次風(fēng)、二次風(fēng)、返料風(fēng)和播煤風(fēng)等，比一般鍋爐控制要復(fù)雜得多。風(fēng)量的控制包括總風(fēng)量和一、二次風(fēng)量的比例控制。總風(fēng)量主要由投入的燃料量來決定，一次風(fēng)的風(fēng)量在調(diào)節(jié)過程中有一個下限值，即保證物料穩(wěn)定流化的最低風(fēng)量。如果一次風(fēng)量低于這個下限值，物料流化遭到破壞，將帶來燃料不能正常燃燒，出現(xiàn)爐膛結(jié)焦等問題。一、二次風(fēng)比例應(yīng)根據(jù)床溫的變化進行調(diào)節(jié)。

返料風(fēng)一般從一次風(fēng)管引出，它的特點是風(fēng)壓高、風(fēng)量小，一般可用單回路控制形式實施。其信號通過控制調(diào)節(jié)閥的開度改變其風(fēng)量大小。播煤風(fēng)的作用是防止鍋爐高溫?zé)煔饣馗Z到給煤設(shè)備內(nèi)，以免造成設(shè)備的損壞，其壓力應(yīng)高于爐膛壓力。

2.4.3 床壓控制

床壓控制也是循環(huán)流化床鍋爐控制的特點之一。由于循環(huán)流化床鍋爐在運行中無法直接檢測床料厚度，只有密相區(qū)和稀相區(qū)的區(qū)別。而密相區(qū)靜止時的料層厚度對鍋爐的經(jīng)濟運行影響很大。料層過高會使布風(fēng)板的阻力增加，料層過低又滿足不了負荷的需要。鍋爐在運行時，物料處于流化狀態(tài)，可以借助測量一次風(fēng)室和稀相區(qū)的壓差和一次風(fēng)量，間接測算出料層的厚度，再通過控制床壓的方法來控制料層的厚度。

床壓的控制可以采用控制排渣量來實現(xiàn)。排渣管底部裝設(shè)脈沖閥，用以控制其排渣量是比較有效的方法。一些小型循環(huán)流化床排渣管底部是利用螺旋排渣機進行排渣的，應(yīng)在排渣機的入口處裝設(shè)排渣閥來控制其排渣量。

2.5 采用冷凝式余熱回收鍋爐技術(shù)

傳統(tǒng)鍋爐中，排煙溫度一般在160～250℃，煙氣中的水蒸氣仍處于過熱狀態(tài)，不可能凝結(jié)成液態(tài)的水而放出汽化潛熱。眾所周知，鍋爐熱效率是以燃料低位發(fā)熱值計算所得，未考慮燃料高位發(fā)熱值中汽化潛熱的熱損失。因此傳統(tǒng)鍋爐熱效率一般只能達到87%～91%。而冷凝式余熱回收鍋爐，它把排煙溫度降低到50～70℃，充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結(jié)潛熱，提升了熱效率；冷凝水還可以回收利用。

3 結(jié)束語

綜上所述，為了更好地促進整個燃煤鍋爐的節(jié)能減排工作得到高效的開展，必須緊密結(jié)合燃煤鍋爐的實際，切實加強對其進行改進和優(yōu)化，才能更好地促進節(jié)能減排成效的提升與優(yōu)化。

[1] 孟祥群.試論燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能減排技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（24）：62.

[2] 彭悝.燃煤鍋爐節(jié)能減排技術(shù)改造[J].輕工科技，2012，（1）：34-36+51.

[3] 孫家鼎，王昶東.燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能減排技術(shù)[J].中國電力，2010，（4）：55-57.

Analysis on Energy Saving and Emission Reduction Technology of Boiler in Coal-fired Power Plant

Yang Yan-jun

In the coal-fired power plant，the boiler is the most energy-consuming equipment，but also the largest pollutant discharge equipment.So in order to ensure the effectiveness of its energy-saving emission reduction，and ultimately better meet the needs of future development.This paper is based on this perspective，to circulating fl uidized bed boiler，for example，from the strengthening of energy-saving emission reduction in the coal-fired power plant circulating fluidized bed boiler in the necessity of start，the coalfi red power plant circulating fl uidized bed boiler energy consumption And analyzes its technical measures of energy saving and emission reduction to better promote the improvement and optimization of its energy saving and emission reduction.

coal- fi red power plant；boiler；energy saving and emission reduction；modi fi cation

TM621.2

：A

：1003–6490（2017）04–0209–02

2017–03–15

楊艷軍（1989—），男，陜西榆林人，助理工程師，主要從事鍋爐副操工作。