火電廠鍋爐節(jié)能減排技術(shù)研究

喬建文

摘? ?要：我國(guó)火電廠鍋爐在發(fā)電過(guò)程中有著普遍的鍋爐熱效率低、存在燃燒損失、排放污染物等問題，這與我國(guó)目前提倡的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型發(fā)展模式相違背。本文主要分析研究了火電廠鍋爐節(jié)能減排現(xiàn)狀及面臨的主要問題，并提出了解決火電廠鍋爐節(jié)能減排問題的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：火電廠? 鍋爐? 節(jié)能減排

中圖分類號(hào)：TM621.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（a）-0122-02

我國(guó)目前正加大力度建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，節(jié)能減排、綠色發(fā)展已經(jīng)勢(shì)在必行。大部分火電廠的鍋爐主要以煤粉作為一次能源，用皮帶向鍋爐運(yùn)輸經(jīng)過(guò)處理的煤粉，通過(guò)煤粉燃燒發(fā)熱使鍋爐中的水變?yōu)楦邷馗邏旱倪^(guò)熱蒸汽，進(jìn)而利用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作發(fā)電。到2018年底，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)189967億kV時(shí)，而火力發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)114367億kV時(shí)，占比達(dá)到了60.2%，通常來(lái)講，電力行業(yè)的單位產(chǎn)值的能耗如果降低1%，全社會(huì)的單位產(chǎn)值的能耗會(huì)降低0.3%～0.7%。火力發(fā)電廠作為重要的大氣污染源有責(zé)任也有義務(wù)提高發(fā)電效率;同時(shí)，通過(guò)節(jié)能減排優(yōu)化，也能降低成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。

1? 火電廠鍋爐節(jié)能減排現(xiàn)狀及面臨的主要問題

1.1 整個(gè)節(jié)能減排系統(tǒng)要進(jìn)一步完善

從建國(guó)初期，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展整體呈現(xiàn)粗放式發(fā)展模式，以追求經(jīng)濟(jì)效益為主要目標(biāo)，火力發(fā)電也一樣，對(duì)發(fā)電過(guò)程中的節(jié)能減排工作未能予以足夠的重視，相應(yīng)地也沒有一套完善的節(jié)能減排系統(tǒng)，這就致使燃煤過(guò)程產(chǎn)生的二氧化硫等污染物會(huì)直接排放到空氣中，造成了空氣污染;同時(shí)，因?yàn)橄到y(tǒng)的不完善使得實(shí)際工作中的有關(guān)工作沒有對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和制度，這就使得節(jié)能減排工作得不到具體落實(shí)，我國(guó)大部分的火力電廠目前都不能做到節(jié)能減排和環(huán)保的有效并行。

1.2 火電廠燃煤質(zhì)量有待提高

燃煤質(zhì)量是火電廠發(fā)電過(guò)程中排放污染物多少的一項(xiàng)重要影響因素。有些電廠為節(jié)約成本選購(gòu)劣質(zhì)煤，有些電廠從非正規(guī)渠道購(gòu)買煤炭，這些煤炭都沒有質(zhì)量檢查，可能嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)，燃煤質(zhì)量也無(wú)法保證，這會(huì)使得電廠發(fā)電過(guò)程中排放的污染物嚴(yán)重超標(biāo)。

1.3 火電廠煙氣處理技術(shù)有待提高

在發(fā)展初期，大部分火電廠的煙氣處理技術(shù)有待提高。不僅體現(xiàn)在煙氣處理效率低，處理效果差、不達(dá)標(biāo)，對(duì)煙氣中的有害物質(zhì)不能做到凈化處理，還體現(xiàn)在大部分火電廠的煙氣處理設(shè)備有待進(jìn)一步完善，這在很大程度上影響了煙氣處理和凈化的效果。

1.4 火電廠鍋爐存在設(shè)計(jì)缺陷

在發(fā)展初期，大部分火電廠的鍋爐都存在設(shè)計(jì)缺陷。第一方面表現(xiàn)在鍋爐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面存在問題，第二方面表現(xiàn)在鍋爐的燃燒技術(shù)選取不恰當(dāng)。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，雖然大部分火電廠已經(jīng)將視野轉(zhuǎn)到提高效率、節(jié)約資源和環(huán)保方面，但由于成本及現(xiàn)實(shí)情況等的約束，大部分火電廠鍋爐仍然不能換取十分先進(jìn)的鍋爐設(shè)備和選取先進(jìn)的燃燒技術(shù)，致使鍋爐運(yùn)行排放大量的廢物，煤炭資源出現(xiàn)浪費(fèi)。

1.5 火電廠鍋爐熱效率低

火電廠鍋爐熱效率低同樣會(huì)使節(jié)能減排效果差。由于操作流程不對(duì)、環(huán)境因素等原因使鍋爐熱效率低，其代表了煤炭資源在燃燒過(guò)程中得不到充分利用，存在燃燒損失，是對(duì)人、財(cái)、物的大大浪費(fèi)，還會(huì)造成因燃燒不充分排放更多的空氣污染物，加大空氣污染。

2? 解決火電廠鍋爐節(jié)能減排的相關(guān)措施

2.1 優(yōu)化鍋爐設(shè)備

為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，提高鍋爐的工作效率，首當(dāng)其沖的措施就是對(duì)鍋爐設(shè)備進(jìn)行相關(guān)方面的節(jié)能改造和優(yōu)化。可以采用替換及小修的方式盡可能改善因鍋爐設(shè)計(jì)缺陷及運(yùn)行不穩(wěn)定等帶來(lái)的安全、可靠及耗能等方面的問題。一方面是可以盡可能更換鍋爐的老式低碳燃燒器及引射式風(fēng)粉混合器等，增加鍋爐燃燒效率。另一方面是可以采用小修的方式，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)提高送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)等的頻率，從而最大程度上降低風(fēng)機(jī)的耗能，提高鍋爐整體的燃燒效率。

2.2 提高燃煤質(zhì)量，保證燃料使用率

火電廠應(yīng)該采用正軌渠道進(jìn)行燃煤采購(gòu)，并有專人負(fù)責(zé)監(jiān)督，嚴(yán)格把控所采購(gòu)的煤炭的質(zhì)量，保證通過(guò)燃燒標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)可以分小組進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，進(jìn)行貨源的性能、價(jià)格等對(duì)比，保證選取最優(yōu)產(chǎn)品，以達(dá)到火電廠的綜合效益可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。通過(guò)采用高質(zhì)量煤炭，不僅可以實(shí)現(xiàn)燃料利用率最大化，而且可以充分的節(jié)約能源，減少污染煙氣排放，實(shí)現(xiàn)綠色、節(jié)能、減排的發(fā)展需求。

2.3 完善相關(guān)節(jié)能減排系統(tǒng)

建立一套完善的火電廠鍋爐節(jié)能減排系統(tǒng)，從起點(diǎn)的采購(gòu)高質(zhì)量燃煤或引進(jìn)高質(zhì)量綠色清潔燃料，到發(fā)電過(guò)程中提高鍋爐熱效率，再到排煙過(guò)程中采用高效的脫硫、脫硝工藝和先進(jìn)的低煙處理系統(tǒng)來(lái)減少有害氣體排放等，同時(shí)制定準(zhǔn)確的工作標(biāo)準(zhǔn)和制度，嚴(yán)格按規(guī)定操作相關(guān)工作，提高火電廠鍋爐的節(jié)能減排效率，打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。

其中脫硫、脫硝技術(shù)是指當(dāng)前國(guó)外廣泛采用的干法脫硫、脫硝技術(shù)，這是當(dāng)前效果最好的煙氣處理技術(shù)，在節(jié)能減排系統(tǒng)中采用脫硫、脫硝技術(shù)能夠進(jìn)一步降低燃料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體和雜質(zhì)肥料，能夠有效地實(shí)現(xiàn)減排的效果。

在系統(tǒng)中采用先進(jìn)的低溫?zé)煔馓幚硐到y(tǒng)，不僅能夠提高煙氣處理效率，還能夠很好地消除煙羽，達(dá)到節(jié)能減排的效果，進(jìn)一步提高火電廠鍋爐的經(jīng)濟(jì)效益。在低溫?zé)煔馓幚硐到y(tǒng)的使用過(guò)程中采用控制關(guān)鍵點(diǎn)來(lái)達(dá)到熱量轉(zhuǎn)移，將煙氣溫度轉(zhuǎn)移到水溫溫度，用熱媒體工質(zhì)傳遞到煙氣再熱氣，從而構(gòu)造了封閉的循環(huán)系統(tǒng)，消除了煙氣造成的空氣污染。

2.4 引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

火電廠鍋爐除了可以滿足生產(chǎn)生活用電需求外，還產(chǎn)生著大量的余熱可以再利用再回收來(lái)供應(yīng)熱水、城市集中取暖等，目前國(guó)內(nèi)的大部分火電廠也都采用這種熱電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)方式來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益。引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)火電廠鍋爐的主蒸汽、排煙溫度等相關(guān)性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試并準(zhǔn)確計(jì)算各項(xiàng)損失和整個(gè)機(jī)組的實(shí)際效率，確定鍋爐的實(shí)際效率是否可以符合節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，給出一系列的反饋意見，并且對(duì)于不符合的機(jī)組，給出相關(guān)停機(jī)建議。

在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中采用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)手段配合相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件，準(zhǔn)確地反饋了鍋爐效率是否符合所需要求，可以有針對(duì)性地提高節(jié)能效率。

2.5 采用先進(jìn)防漏風(fēng)技術(shù)

漏風(fēng)是鍋爐熱效率低的一個(gè)重要原因，嚴(yán)重地影響著鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。當(dāng)鍋爐運(yùn)行時(shí)，某一方向或者是部位漏風(fēng)都會(huì)讓鍋爐體內(nèi)的氣體體積迅速膨脹，致使排煙熱損耗和吸風(fēng)機(jī)電耗等耗能增大，且越靠近鍋爐，漏風(fēng)帶來(lái)的損失也越大。因此首先要準(zhǔn)確檢查鍋爐的嚴(yán)密性，保證杜絕因?yàn)殄仩t漏風(fēng)影響風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)和效率，引進(jìn)先進(jìn)的防漏風(fēng)技術(shù)，防止鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中漏風(fēng);其次是要對(duì)漏風(fēng)部位能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，并根據(jù)實(shí)際情況給出最優(yōu)的高效解決方案;最后是要重視定時(shí)對(duì)鍋爐的檢查、檢修工作，從根本上預(yù)防鍋爐漏風(fēng)對(duì)電廠整體節(jié)能減排工作造成不必要的麻煩和不好的影響。

2.6 提高鍋爐對(duì)煤炭燃燒效率

目前我國(guó)的大部分火電廠都沒有一套合理、科學(xué)的燃燒標(biāo)準(zhǔn)，這就使得煤炭的使用率大大降低，沒有得到充分的燃燒，帶來(lái)的直接后果是不僅鍋爐效率低而且排放的有害氣體多。在鍋爐工作過(guò)程中，通過(guò)合理調(diào)整鍋爐燃燒，按照運(yùn)行要求控制好過(guò)量空氣系數(shù)，控制排風(fēng)量配比，可以實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行在最高效率狀態(tài)下。具體是在鍋爐工作過(guò)程中按照計(jì)算機(jī)計(jì)算的理論標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整過(guò)量空氣系數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料的充分燃燒利用，減少有害氣體排放。當(dāng)鍋爐從正常運(yùn)行向負(fù)荷增加轉(zhuǎn)變時(shí)，可以按標(biāo)準(zhǔn)提高過(guò)量空氣，從而實(shí)現(xiàn)燃料量比值低于風(fēng)量調(diào)整值，之后可以再慢慢增大燃燒量;當(dāng)鍋爐從正常運(yùn)行向負(fù)荷降低轉(zhuǎn)變時(shí)，可以按標(biāo)準(zhǔn)減小過(guò)量空氣，從而實(shí)現(xiàn)燃燒量比值大于風(fēng)量調(diào)整比值，之后可以慢慢降低燃燒量，從而實(shí)現(xiàn)燃煤效率的提升。

3? 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著可持續(xù)發(fā)展理念的推進(jìn)，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，提高發(fā)展效益和質(zhì)量已勢(shì)在必行，火力發(fā)電廠作為最大的傳統(tǒng)污染源之一，采用先進(jìn)的生產(chǎn)方式和技術(shù)手段進(jìn)行節(jié)能減排已是唯一的選擇。因此，要盡快完善節(jié)能減排系統(tǒng)，引進(jìn)節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用先進(jìn)的防漏風(fēng)技術(shù)，提高煤炭的燃燒效率等來(lái)提高火電廠鍋爐的燃燒效率，降低對(duì)不可再生資源的消耗，降低火電廠對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)火電廠的綠色發(fā)展。

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