火力發(fā)電廠鍋爐運行控制的節(jié)能策略探究

王長征

（華電漯河發(fā)電有限公司，河南 漯河 462300）

火力發(fā)電廠的生產作業(yè)中，鍋爐是生產系統(tǒng)中的重要構成，在當下現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢下，國家對火力發(fā)電行業(yè)提出了越來越高的要求，力求通過節(jié)能減排控制來給火力發(fā)電廠創(chuàng)造更大的效益，刺激各個火力發(fā)電廠的長遠發(fā)展。但因為火力發(fā)電廠鍋爐運行的特殊性，在節(jié)能減排控制方面，應從鍋爐運行中的能源消耗原因出發(fā)，采取有效的節(jié)能策略，保持節(jié)能策略在能耗控制方面的有效性。

1 火電廠鍋爐運行基本原理

鍋爐運行過程中，主要的燃料是煤炭，因為煤炭資源的特殊性，在燃燒的過程中，所產生的熱量可以對鍋爐中的水予以加熱，實現(xiàn)了能量轉換，可以將熱能以蒸汽的形式來帶動汽輪機的運行，從而保障發(fā)電目標的實現(xiàn)。通常情況下，對于一般的火力發(fā)電廠而言，其鍋爐底部存在有兩層結構，一層用于煤炭燃料的放置，另一層用于給鍋爐運行提供空氣流通服務，使得煤炭頂部和底部可以在空氣流通的過程中保持燃燒的同步性，在較短的時間內提高溫度。鍋爐內部水在此過程中同樣會吸收一定的加熱熱量，進而在鍋爐內形成高溫高壓環(huán)境，最后通過與爐外汽輪機的連接來實現(xiàn)壓力的釋放，帶動發(fā)電機產生足夠的電能資源。具體工作內容包含以下方面：

1.1 煤炭燃燒環(huán)節(jié)

火力發(fā)電廠的運行過程中，煤炭燃燒是最為基礎性的環(huán)節(jié)，在整體的工作進行時，需在爐內填入一定量的燃料，在達到通風和燃燒基本要求的情況下，就可以保持正常的能量轉換。在煤炭燃燒環(huán)節(jié)，最需要考慮的問題就是燃燒是否充分。

1.2 通風管理環(huán)節(jié)

火力發(fā)電廠的運行過程中，通風方面同樣是需要關注的重點，在煤炭燃燒的過程中勢必伴隨著一定的高溫氣體，這些氣體中的熱量較大，一旦在通風過程中直接將這些熱量加以釋放，將會引發(fā)嚴重的熱損失。此外，煤炭燃燒時同樣會產生一定的煤渣粉塵，這些粉塵與高溫氣體混合，如果不經處理直接排放，將會引起嚴重的大氣污染。

1.3 能量傳遞過程

在火力發(fā)電廠的發(fā)電過程中，煤炭燃燒的過程中也就實現(xiàn)了化學能向熱能的轉化，水吸收熱能以后也就產生了高溫高壓水蒸氣，而水蒸氣將驅動汽輪機的運行，實現(xiàn)機械能向電能的轉化。

2 火力發(fā)電廠鍋爐耗能中的問題

2.1 燃料雜質較多

火力發(fā)電中的燃料主要為煤炭，煤炭資源的特殊性使得在鍋爐運行中的能耗較大。市場上包含了多種的原煤，這些原煤的質量、性能差異過大，鍋爐燃燒時選用的原煤不同，勢必會導致燃燒率存在明顯的差異，如果煤炭燃燒的充分性不夠，將會導致鍋爐長時間保持在低效運轉的條件下，也無法保障鍋爐運行的穩(wěn)定性，甚至燃燒后伴隨著過多的殘渣產生，煤炭利用率低下且污染大。

2.2 鍋爐運行效率低

在火力發(fā)電過程中，能耗過高往往表現(xiàn)為鍋爐運行的低負荷，一旦鍋爐負荷難以與鍋爐高效運行的要求高度一致，將會引發(fā)嚴重的資源浪費和能量損耗。如果在火力發(fā)電鍋爐運行中，相應的設計參數(shù)無法達到安全、高效運行的標準，鍋爐的能量傳輸效率將異常低，無法給火力發(fā)電廠提供切實的保障。鍋爐使用壽命同樣會受到運行負荷的極大影響，火力發(fā)電廠的鍋爐運行過程中，部分鍋爐存在熄火頻繁的問題，影響了燃燒的充分性，也增大了燃料燃燒、鍋爐運行中的能耗，對鍋爐各方面性能的優(yōu)化也極為不利。總之，這些問題都會對鍋爐運行效率產生直接的影響，如果要實現(xiàn)鍋爐運行中的節(jié)能控制，有關人員需充分從這些角度出發(fā)，來進行各個方面的優(yōu)化設計與改進。

3 火力發(fā)電廠鍋爐運行的節(jié)能策略

3.1 注重鍋爐選型和燃料選擇工作

火力發(fā)電廠的鍋爐運行過程中，為全面將各個方面的能耗控制在合理的范圍內，提高鍋爐的總體運行效率，就要針對燃料問題所引起的能耗來開展適當?shù)目刂?。對于各個火力發(fā)電廠而言，如果要實現(xiàn)鍋爐能耗控制的目標，專業(yè)人員需從短期投資和長期經濟性的角度來分析，在二者關系全面把控的基礎上，嚴格由專人來負責鍋爐的選型和燃料的選擇。在鍋爐選型方面，盡量選擇高可靠性、檢修維護便捷性的設備，使得在火電廠鍋爐運行時的工作效率大大提升，盡可能減少后期的維護頻次。燃料性能關乎鍋爐的殘渣和廢氣排放量，與綜合的能耗消耗有著直接的關系，為實現(xiàn)節(jié)能目標，應摻配不同的煤種，使得燃料可以與鍋爐運行中的燃煤需求相一致，提高燃煤利用率。

3.2 注重鍋爐設備的控制

鍋爐設備的控制對于能耗控制同樣有著極大的影響，每個火力發(fā)電廠的鍋爐配備都有各自的要求，為滿足發(fā)電要求，對于鍋爐的各種參數(shù)控制也有著自身的特殊標準，因此，節(jié)能控制的過程中，同樣要根據火電廠的鍋爐配備要求來進行鍋爐設備的科學使用，在必要的情況下進行鍋爐結構的適當改造和參數(shù)優(yōu)化。鍋爐設備的控制方面，各個火電廠都應該充分了解當下市場上的鍋爐發(fā)展和更新情況，在原有鍋爐設備基礎上加以改造，通過設備更新來提升鍋爐的總體運行水平。一旦火力發(fā)電廠運行的過程中鍋爐設備出現(xiàn)了質量問題，要立即組織專業(yè)人員來進行設備的更新，盡可能選用高質量的鍋爐設備，從本質上提高能源利用率，保持火力發(fā)電廠鍋爐的高效率、經濟性運行。

3.3 完善鍋爐運行方式

對鍋爐運行方式的優(yōu)化同樣可以提升鍋爐的運行效率，降低能耗，具體從以下方面來實施：（1）定期檢測鍋爐中的煙氣濃度。日常的工作中，火電廠應安排專人負責高溫煙氣濃度、成分的測定，根據這些檢測結果對鍋爐的各個運行參數(shù)加以適當調整。（2）對鍋爐爐內負荷加以適當優(yōu)化。根據相應的技術規(guī)范和標準，調整鍋爐的操作方式，尤其是在操作速度的調節(jié)方面，應控制在合理的范圍內，操作速度過快或者過小都不利于保持鍋爐的穩(wěn)定運行。在鍋爐運行中，為使得爐膛內的燃煤燃燒更為充分，一般要適當減小爐內負荷。

3.4 提高蒸汽的利用效率

火力發(fā)電廠的發(fā)電過程中，蒸汽利用的具體流程如圖1所示，為實現(xiàn)火電廠的節(jié)能目標，同樣要注重蒸汽利用率的提升，有關人員在鍋爐運行的過程中，應密切監(jiān)測鍋爐的運行狀態(tài)，尤其是在整個鍋爐的工作期間，應結合機組的總效率，來進行鍋爐供汽量的科學分配。如果在鍋爐系統(tǒng)的運行過程中，其整體的運行效率偏高，系統(tǒng)一般需承受極高的負荷，一旦存在滿載問題，應根據鍋爐的運行效率情況掌握，來保障負荷分配的科學性。為提升蒸汽利用效率，在整個運行過程中，應盡量避免在未得到功的情況下開展高壓蒸汽的轉化。最初的鍋爐運行階段，就要對排汽量加以適當控制，給蒸汽的科學應用提供切實的保障。

圖1 鍋爐給水蒸氣系統(tǒng)

3.5 控制鍋爐運行中產生的熱量損失

鍋爐運行中產生的熱量非常大，這些熱量資源如果得不到有效的利用，熱損失巨大也導致鍋爐系統(tǒng)的總體能耗偏大。因此，針對熱損失所引起的能耗問題，相關人員在鍋爐運行時，應對空氣預熱器的漏風率加以適當控制，盡量減小煙氣中的熱量損失，給鍋爐燃煤提供足夠的氧氣，提升燃燒充分性。當然，鍋爐制粉中的煤粉細度控制也尤為重要，因為這一參數(shù)指標的控制可以使得燃燒中的煙塵產生總量得以減少。最后，對鍋爐溫度的控制也極為重要，因為一旦鍋爐溫度超出了正常標準，熱量損失極大，相關人員應根據火力發(fā)電廠發(fā)電過程中的燃煤鍋爐運行需求，將鍋爐溫度保持在合理范圍內。

4 結語

火力發(fā)電廠鍋爐運行中的能耗巨大，這是阻礙火電廠可持續(xù)發(fā)展的重要因素，為提升發(fā)展水平，適應可持續(xù)發(fā)展理念的要求，各個火力發(fā)電廠在當下的發(fā)展條件下，都應該加大在節(jié)能控制方面的投入，針對各個環(huán)節(jié)的能源消耗，采取恰當?shù)目刂品绞剑龠M節(jié)能減排目標的全面實現(xiàn)。