我國中小型煤粉電站鍋爐節能技術應用策略

黃殿奎

(河南淮源熱能環保科技有限責任公司，河南 南陽 474775）

近年來，我國現代工業飛速發展的同時，也給自然環境帶來了嚴重污染，實現節能減排已經到了迫在眉睫的地步。相比國外其他發達國家，我國對能源的利用效率相對較低，為了提高能源利用效率，就需要將電力工業作為改造重點，而在電力工業中，有70%的電力都來自火力發電，而在發電機組中，絕大部分為中小型煤電站鍋爐，因此，要想降低煤炭資源消耗，就要將節能技術應用到中小型煤電站鍋爐之中，以此優化電站鍋爐運行效率，在提高經濟利益的同時，進一步減少污染物排放。為此，以下通過探討我國中小型煤粉電站的發展現狀及其主要的節能技術，在此基礎上，提出相應的應用策略，以期能夠為我國電力工業的可持續發展做出貢獻。

1 我國中小型煤粉電站的發展現狀

鍋爐主要包括工業鍋爐與電站鍋爐兩大類，其中，用于發電的為電站鍋爐，而用于生產蒸汽與熱水的則采用工業鍋爐。現階段，我國正致力于加快改革電力體制，以確保電力市場能夠得以有序發展，這也促使眾多電力公司在市場中的競爭變得日益激烈。對于電力公司而言，只有降低發電成本，才能使其獲得更多的盈利，但煤炭價格的節節上漲，卻在很大程度上制約了發電成本的降低，因此，需要通過提高發電機組的運行水來達到降低成本的目的，以此實現節能降耗。火力發電機組作為電站鍋爐的重要組成部分，對于電站鍋爐運行效率的提高具有關鍵作用。不過，就目前來看，我國絕大部分的中小煤電站鍋爐在參數上都屬于中、高壓參數，而且，在設備運行控制方面還與世界先進水平有所差距。通過分析歷年的統計數據可以發現，我國能夠節約發電的用煤量還有超過萬噸的潛力可以挖掘，而這必將獲得巨大的經濟價值。考慮到電站鍋爐運行因受到電網動態負荷的影響而需要進行調峰，進而造成鍋爐運行長期處于非額定負荷，但通過額定負荷對運行參數進行設計是難以符合實際運行工況的，從而影響了鍋爐的最佳運行效率。實際上，之所以鍋爐的運行水平達不到最佳，主要原因在于排煙與固體沒有完全燃燒而產生的熱損失。因此，要想對中小煤粉電站鍋爐進行改造，使其達到理想的節能降耗效果，就必須對其各項熱損失及其經濟性進行計算，然后，結合計算結果對各項控制參數進行合理調整，以此確保鍋爐的運行狀態達到最優，使燃燒效率得以顯著提高的同時，使煤炭損耗得以有效降低。

2 我國中小型煤粉電站鍋爐的主要節能技術

（1）余熱利用技術。對于中小型煤粉電站鍋爐而言，其排煙溫度通常為120 ～140℃，這使其產生的排煙熱損失很高，因此，需要通過煙氣余熱利用技術來降低排煙熱損失，以此提高電站機組的節能效果。現階段，在火電廠中主要是在空氣預熱器后加裝低溫省煤器，這也是應用最廣泛的煙氣余熱回收利用方法。利用煙氣余熱，能夠使冷凝水得以加熱，并將節省的熱能用于汽輪機做功，所以，主蒸汽中的流量并不會發生變化，這能夠在一定程度上增大電站的總輸出，從而使鍋爐系統獲得更高的運行效率。不過，考慮到低溫省煤氣會受到材料耐腐蝕性、煙氣入口溫度等因素的限制，這會使節能效果大大降低。因此，需要將煙氣余熱利用和空氣預熱進行結合使用，也就是在熱風溫度得以保持的基礎上，采取兩級空氣預熱方式來實現對空氣—煙氣的布置。煙氣會通過I 級空氣預熱器出口進入低溫省煤器，以便于對凝結水進行加熱，然后，低溫省煤器的排煙會流入到II 級空氣預熱器。而空氣則會通過II 級空氣預熱器進行加熱，然后，流入I級空氣預熱器，這樣便可使鍋爐的熱效率大幅提高。

（2）燃燒優化技術。燃燒優化技術作為一項重要的節能技術，同樣需要被應用到中小型煤粉電站鍋爐中。燃燒優化技術需要開展燃燒優化調整試驗，并結合風煤配比來得出最佳的鍋爐運行參數，然后，通過對鍋爐進行改造，以此提高鍋爐的燃燒效率。燃燒優化技術需要檢測鍋爐燃燒參數，如風煤在線測量、爐膛火焰檢測等，然后，依據測量結果對鍋爐燃燒進行優化。

（3）遠紅外噴涂技術。遠紅外噴涂技術是在鍋爐爐膛或受熱面管子表層中涂覆一層材料，該材料的發射率性能、輻射吸收能力非常強大，這能夠在一定程度上強化鍋爐內部的輻射傳熱能力，從而使鍋爐能夠更加均勻地加熱，使鍋爐熱效率得以有效提高。

（4）輔機節能與改造技術。對于中小型煤粉電站鍋爐而言，其耗能水平及熱效率直接受到輔機、鼓風機與引風機工作參數的影響。而輔機節能與改造技術則能夠利用變速方法控制鼓引風量，進而實現對鍋爐負荷的合理調節，使中小型煤粉電站鍋爐的運行水平始終保持最佳，這樣便可以使風機耗能降低，并可以避免過量燃煤，從而提高鍋爐的節能效果。

3 我國中小型煤粉電站鍋爐節能技術的應用策略

在將節能技術應用于中小型煤粉電站鍋爐時，需要掌握鍋爐的用能狀況，然后，采取能效試驗確定鍋爐的實際能效狀況，以便于有針對性的采取節能技術，使鍋爐用能效果得到根本性的改善。一般來說，要想提高鍋爐的熱效率，其節能改造目標主要包括以下幾個：其一，對燃燒設備進行改造，使鍋爐獲得更理想的燃燒效果；其二，降低排煙處的過量空氣系數，使空預器漏風率得以降低；其三，對水冷壁、空氣預熱氣吹灰、過熱器、省煤氣等工作進行強化；其四，通過變速技術來控制鼓引風量，以此調節鍋爐負荷。在改造鍋爐的燃燒器時，需要對其一次風噴嘴進行改造，確保一次風噴嘴能夠實現淡煤粉與濃煤粉的分流，使其分別對應背火與向火兩側，由此便可以使一次風的著火效果得以顯著提高，并且也能更為充分地燃燒煤粉，使固體未完全燃燒所產生的熱損失得以有效改善。鍋爐的二次風噴口則采用水平擺動式噴口，以確保氣流在燃燒區域的旋轉強度降低，進而使水平煙道兩側溫差得到顯著改善。此外，在一次風噴嘴中，需要裝配周界風，周界風的風門采用電動控制，以此實現對一次風占比的適當減少，這樣能夠使煤粉具備更長的停留時間，從而使其更為充分的燃燒。除了需要對燃燒器進行改造，還要對鍋爐的送風系統進行改造，通過變速技術控制鼓引風量，然后，通過鼓引風量來調節鍋爐負荷，以確保鍋爐能夠始終保持最佳的運行狀態，這樣可以減少鍋爐排放的過量空氣系數與煙氣量。考慮到改造鍋爐主要部件需要很高的成本，因此，可以通過改造鍋爐輔機降低成本花費，利用回收余熱技術，也就是采用回轉式空氣預熱器，能夠使空氣氣壓在流入送風機時有所提高，然后，利用回轉式空氣預熱器來提升空氣溫度，這樣空氣會分別通過燃燒器與粉煤機流入鍋爐或與空氣混合入爐，鍋爐通過燃燒會將產生的煙道氣排出，而這些煙道氣則可以利用過熱器和爐管來汽化和過熱爐水，然后，會進入省煙氣中，使鍋爐內的水能夠借助煙道氣的預熱來提高溫度，最后，煙道氣會經過空氣預熱器來加熱鍋爐內的冷空氣。考慮到中小型煤粉電站的漏風率較高，因此，需要將扇形密封板安裝在各倉室、轉子上下面等關鍵位置，并對其軸向與徑向漏風間隙進行嚴格控制，以此降低漏風率。最后，還要對鍋爐的受熱面進行定期吹灰，以提高鍋爐介質的導熱系數。

4 結語

綜上所述，本文闡述了我國中小型煤粉電站的發展現狀，并探討了其主要的幾種節能技術，并提出了相應的應用策略，從而為我國中小型煤粉電站鍋爐的改造提供了一定借鑒，在實現節能減排目的的同時，也能更好地保護生態環境。