電廠鍋爐節能改造措施研究

趙保生

摘 要：鍋爐直接影響燃煤電廠正常的電能生產，是燃煤電廠的核心生產裝置。當前，很多電廠的鍋爐燃煤利用率都不高，其需要結合實際生產情況進行節能改造，深入挖掘節能降耗潛力，進一步提高燃煤利用率和經濟效益。本文首先分析了電廠鍋爐節能改造的重要性，然后研究了相關影響因素和電廠鍋爐節能改造存在的問題，最后提出了具體的節能改造措施，以供相關人員參考。

關鍵詞：電廠;鍋爐;節能改造;能源利用率

中圖分類號：TK223.2文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）04-0138-03

Abstract： The boiler directly affects the normal power production of coal-fired power plants， and is the core production device of coal-fired power plants. At present， the coal-fired utilization rate of boilers in many power plants is not high， and it is necessary to carry out energy-saving transformations based on actual production conditions， deeply tap the potential of energy saving and consumption reduction， and further improve the coal utilization rate and economic benefits. This paper first analyzed the importance of energy-saving transformation of power plant boilers， and then studied the related influencing factors and problems in energy-saving transformation of power plant boilers， and finally put forward specific energy-saving transformation measures for reference by relevant personnel.

Keywords： coal-fired power plant;boiler;energy-saving renovation;energy utilization rate

中海石油舟山石化有限公司運行五部安裝有3臺鍋爐，1#、2#鍋爐是杭州鍋爐集團研發制造的循環流化床鍋爐，3#鍋爐由無錫鍋爐廠生產。爐膛采用∏形布置方式，進行固態排渣與氣力出灰，同時采用四電場除塵方式，即脫硫+臭氧+濕電除塵組合工藝。為了進一步提高燃煤利用率，提高企業經濟效益，人們需要對鍋爐改造進行全面系統的分析。

1 電廠鍋爐節能改造的重要性

隨著電廠精細化管理水平的不斷提升，人們對能源利用率、發電穩定性和污染物排放標準提出了更高的要求[1-2]。鍋爐作為重要的耗能單元，是電廠升級改造的重要對象。近年來，電廠自動控制系統不斷升級，已經基本實現信息化，可以滿足電廠內部的信息化管理需要，這也為節能改造提供了技術支持。當前，煤炭仍然是火力發電廠發電的重要能源，處理后的煤炭會在爐膛內燃燒，再加熱蒸汽鍋爐，形成高壓水蒸汽來驅動汽輪機運行，最終帶動發電機組穩定運行來實現發電。鍋爐是電廠的重要機械設備，通過提高鍋爐運行效率及燃煤利用率、優化生產工藝，電廠可以降低發電成本，提高經濟效益。傳統電廠鍋爐具有較大的節能改造潛力，其內部結果示意如圖1所示。

2 電廠鍋爐節能改造的影響因素

2.1 規格型號與運行參數

鍋爐的規格型號與運行參數應該滿足電廠發電的實際需要，符合燃料類型及發電規模的要求[3-4]。當前，人們應該重點關注鍋爐節能改造。鍋爐的規格型號及運行參數會影響燃料消耗，其容量應該與發電需求相匹配，這樣才能更好地保證鍋爐穩定運行，避免出現過載或大馬拉小車的問題。如果匹配不合理，就會存在能耗高的問題，不利于保證電廠鍋爐的安全性和穩定性。

2.2 自動化程度

電廠自動化控制水平會對鍋爐運行精度與準確性產生很大的影響，也事關燃料利用率與污染排放水平。鍋爐改造的重要目標是提高自動化控制程度，進一步提高鍋爐運行安全水平。例如，安裝超壓報警裝置和污染排放報警指示裝置，采取水位聯鎖控制方式，可以保證鍋爐安全運行，為后續的維護保養提供數據支持。自動化控制水平與生產運行的配合程度也會影響電廠的運行效率，只有鍋爐燃燒工況與自動控制實現良好配合，才能真正發揮自動化控制的作用，為電廠安全生產提供良好的保障，否則會引發其他運行故障和安全問題[5]。

2.3 設備保溫性能

電廠鍋爐的燃料利用率與散熱損失、保溫性能有直接關系，保溫性能差是鍋爐能耗高的重要原因。鍋爐的保溫性能與保溫材料選擇有關，為了提高技術經濟性，不同部位應該選擇不同的保溫材料，還應該考慮介質溫度、部件外形尺寸等因素，環境溫度比較低的部位和異形結構部位應該選擇合適的保溫材料，避免出現過多的散熱損失。

2.4 用水質量

鍋爐用水質量是節能改造的重要影響因素，鍋爐運行期間需要及時補充原水，排出生產污水。原水為進入鍋爐的水源水，可以為自來水、河流水和水庫水等。給水是直接進入鍋爐的水，分為補給水和生產回水。生產回水為鍋爐運行期間沒有受到污染的低溫水、凝結水，通過處理后可以再次循環使用，可以提高水資源的利用率。用水質量應該與鍋爐結構、運行參數相匹配，避免鍋爐出現嚴重的結垢與腐蝕，防止鍋爐安全事故的發生，同時提高鍋爐蒸汽品質，保證生產出高質量的電能。

2.5 工作人員職業素養

電廠工作人員的整體素質會對鍋爐改造產生很大的影響，具有較高技術水平和職業道德的工作人員可以保證鍋爐改造順利進行。電廠鍋爐的節能改造離不開較高素質的工作人員。當前，電廠專業技術人員數量較少，老齡化問題比較嚴重，對電廠節能改造順利開展具有抑制作用，其技術水平和職業道德素質有待提升。如果技術人員沒有掌握鍋爐改造原理和應用技術，不了解燃料的利用率與鍋爐熱轉化效率，操作不當，就會增加電廠鍋爐運行負荷，給電廠安全運行帶來隱患，導致節能改造措施不能得到有效落實。

3 電廠鍋爐節能改造措施

3.1 優化鍋爐使用規劃

火力發電廠會安裝多個鍋爐，每個鍋爐的規格型號與運行參數都不相同，在發電過程中發揮的作用也不一樣，不同鍋爐間的發電任務分配會影響鍋爐整體能耗，人們需要提前對鍋爐使用進行科學規劃，確保節能改造項目順利開展。電廠需要結合不同鍋爐的運行效率，對供汽量進行合理分配，燃煤經濟性高、發電性能好的鍋爐要承擔更多的負荷，使鍋爐始終運行在性能曲線優化區間，不存在過載及大馬拉小車的問題。為了提高鍋爐蒸汽利用率，電廠可以將鍋爐余熱送入城市供熱管網，在解決城市供暖問題的同時，創造更多的經濟效益。鍋爐余熱類型和回收利用方式如表1所示。

合理設置排氣量，對輸水器進行定期維護與保養，可以進一步提高鍋爐熱能利用率。鍋爐重要部位需要安裝傳感器，對其實際運行狀態進行實時監測，以便獲取準確的運行參數，為節能改造提供科學的數據支持，同時根據鍋爐運行信息調整工況，提升鍋爐運行效率。電廠應該從鍋爐內部入手進行節能改造規劃，提高自動化控制的覆蓋范圍，實現風室和其他部位的自動化控制，其間采用計算機總控及鍋爐串聯反饋的控制方式。同時，要充分考慮停機對節能改造的影響，規劃好節能改造內容和流程，提高節能改造效率。

3.2 提高鍋爐保溫質量

鍋爐保溫性能的提升離不開性能良好的保溫材料，電廠需要根據鍋爐部件的熱力學特點和表觀尺寸進行前期規劃設計，避免出現熱能浪費現象，提高燃煤利用率。對于不同燃燒條件的鍋爐來說，不同部位采用不同的保溫材料：運行溫度在300～600 ℃的設備或動力管道可以采用硅酸鈣、硅酸鋁復合保溫材料;運行溫度不超過300 ℃的設備和管道可以應用巖棉或礦棉作為外保溫材料。如果鍋爐運行環境溫度比較大，那么低溫狀態運行下的設備與管道可以采用帶有防潮層的保溫材料，避免環境因素對設備或管道造成腐蝕。鍋爐設備異形部位（如閥門、彎頭等）可以采用質量輕且不易脫落的保溫材料。

3.3 加強水質管理

鍋爐水質關系到結垢及腐蝕情況，電廠需要加強對鍋爐水質的管理，進一步提高鍋爐水質。鍋爐給水水質管理方面，需要將給水懸浮物、膠體物質直徑控制在10.4 mm以下，把水中的油脂、砂石、礦物膠體等雜質完全濾除，雜質的存在會增加鍋爐結垢及腐蝕的可能性，使爐壁生成堅硬垢體，不利于熱量的傳遞，其還存在較大的安全隱患。給水溶解物質粒徑應該控制在10 mm左右，其主要包括水體溶解的氣體及礦鹽等，不僅會腐蝕鍋爐，還會降低鍋爐熱傳導性能，導致燃料浪費，甚至會產生水、汽共沸問題和爆管事故。污水控制方面，電廠需要將連續排污口設置在低于正常水位90 mm左右的位置，蒸發量維持在1%，每次排污時間保持在25 s左右，人們應該結合鍋爐電導率來確定重復排污次數，使鍋爐污水排放形成振蕩效果。

3.4 推廣熱管換熱器

熱管換熱器可以提高鍋爐熱能利用率，具有很高的推廣應用價值，其內部由多個熱管組合起來，形成表面換熱結構，熱能傳導效果較好。熱管換熱器可以在不接觸介質的條件下對鍋爐燃燒排放煙氣中的熱能進行回收利用，還可以緩解煙道漏風現象。回收后的熱能可用于城市供熱管網加熱，避免出現熱能浪費現象，同時，熱管換熱器可以進行低溫除塵，降低煙氣污染物含量，達到較好的節能降耗效果。

3.5 加大員工培訓力度

當前，很多企業都將人力資源作為衡量自身綜合實力的指標，鍋爐節能改造的順利實現離不開高素質的人才隊伍。電廠應該定期開展技能培訓或組織外出學習活動，不斷提高員工的整體素質，讓員工意識到節能降耗對企業發展的促進作用，主動學習和掌握鍋爐節能降耗的相關知識與技能，嚴格按照規范要求操作設備，避免出現失誤操作而造成設備損壞。同時，電廠要建立科學合理的獎懲機制和競爭上崗機制，充分調動員工的積極性，為鍋爐節能降耗創造良好的條件。

4 結語

電廠鍋爐節能改造可以提高燃煤利用率，優化鍋爐與發電機組的配合，更好地保障電廠安全生產，提升經濟效益和環境效益。在推進節能改造的過程中，電廠要將不同鍋爐合理串聯起來，引入先進的自動化控制系統，對鍋爐裝置進行全面改造，不斷提升自動化控制水平，進一步節約人力成本，最終提高能源利用率，促進自身的持續健康發展。

參考文獻：

[1]王永輝.電站鍋爐燃燒優化系統研究[J].電站系統工程，2020（4）：43-44.

[2]張曉秋，趙璇，何志強.關于鍋爐水處理節能減排的措施研究[J].中國石油和化工標準與質量，2020（11）：50-51.

[3]黃殿奎.我國中小型煤粉電站鍋爐節能技術應用策略[J].中國設備工程，2020（8）：166-167.

[4]王衛良，王玉召，呂俊復，等.大型燃煤電站鍋爐能效評價與節能分析[J].中國電力，2020（4）：177-185.

[5]王靜.電站鍋爐風機節能改造中的相關問題分析[J].科技經濟導刊，2020（10）：87.