火力發電廠鍋爐節能降耗的對策與措施研究

吳榮建

（國家能源蓬萊發電有限公司，山東煙臺 265600）

0.引言

隨著電力體制改革的逐步深入，火力發電廠生產過程中采取必要的節能降耗措施，已經成為未來發展的主要趨勢，火力發電廠運行過程中影響其經濟性的主要因素就包括主機和輔機設備運行過程中的性能指標以及經濟性。根據相關調查研究顯示，鍋爐運行效率每提升1%，標準煤消耗就會降低3g/kWh～4g/kWh，結合電廠生產現狀，在實際運行過程中鍋爐是節能減排的關鍵設備，通過進一步調整鍋爐的運行方式切實提高其運行效率，才能夠真正實現節能減排的目的。

1.節能降耗的意義

以往火力發電廠主要通過燃燒煤炭來產生熱量，然后將熱量傳導至鍋爐，通過加熱鍋爐中的水產生水蒸氣，利用水蒸氣推動汽輪機葉輪旋轉，最終產生電能，是一種典型的能量傳遞工程，能夠將煤炭的能量逐步轉化為電能。在這一過程中鍋爐的轉換效率以及能源傳遞過程中產生的消耗是整個運行中的關鍵環節，采取有效的節能降耗措施能夠切實提高整個電廠運行的經濟效益。結合我國提出的可持續發展戰略，火力發電廠運行過程中要求相關工作人員在設計科學合理的節能降耗結構時，重點關注能源的消耗問題，有效控制廢氣、粉塵等污染物質的排放，真正實現各種資源的優化配置，既降低了供電成本，又保護了生產環境。通過對各種資源進行科學的搭配，在滿足社會發展的前提下，切實提高能源的利用率，才能夠促進火力發電廠的良性發展，需要注意在使用節能降耗技術的同時，工作人員還需要做好電能的質量控制和營銷工作，確保企業利潤最大化[1]。

2.鍋爐耗能中的問題

2.1 運行效率低

鍋爐運行過程中產生的能耗較高，主要表現為其低負荷運行時間長、升降負荷頻繁、啟停頻繁。如果鍋爐的高效運行與其負荷很難契合，就會引發非常嚴重的能源消耗。鍋爐實際運行過程中，如果相關的設計參數很難達到高效標準化的運行需求，其能量傳遞效率也會逐步下降，很難保證火力發電廠的運行需求，同時鍋爐的運行壽命也會受到運行負荷的影響。鍋爐實際運行過程中，有時為滿足電網要求投入AGC-R模式運行，頻繁進行升降負荷，有時為滿足電網調峰要求，長時間處于低負荷運行，甚至進行頻繁的啟停爐，就會影響到煤炭燃燒的充分性，從而加大燃料的燃燒，進一步提高各種能源的消耗，對于鍋爐運行中各方面性能的優化也是非常不利的。總而言之，出現這些問題都會對鍋爐的運行效率產生極大的影響，為了能夠真正實現鍋爐運行節能減排目的，相關工作人員需要從這些角度進行綜合考慮，從多個角度進行科學合理的設計和優化。

2.2 煙氣量和所含的污染物排放多

火力發電廠在實際生產過程中，需要消耗的煤炭資源量非常大，鍋爐燃燒產生的煙氣量和其所含的污染物排放量遠遠大于其他廢氣，這是污染治理的重點。電廠運行過程中，鍋爐燃燒產生的煙氣中的污染物有飛灰、SO2、NOx、CO、CO2、少量的氟化物和氯化物。這些煙氣和所含的污染物氣體排放，對大氣環境產生極大的污染，當各種污染物的排放量達到一定高度時，會對整個大氣層產生極大的危險。當SO2、NOx進入空氣中就會出現酸雨的現象，會對建筑物和動植物產生腐蝕，由于這一類型的現象相對比較嚴重，會對生態系統的穩定性產生極大的破壞，在火電廠運行過程中，必須對鍋爐運行系統進行全面的優化和設計，采取有效的節能措施。

2.3 燃料雜質較多

火力發電廠運行過程中，最為主要的燃料就是煤炭。由于煤炭資源的特殊性，在整個生產環節需要消耗的量非常大，市面上原煤的種類非常多，其質量和性能也會存在較大的差異，結合火力發電廠的運行要求以及鍋爐的特點，選擇的燃煤不同也必將會導致其制粉單耗、燃燒效率存在較大的差異。如果煤炭燃燒都不夠充分也會導致鍋爐長時間處于臨近滅火的運行狀態，很難保證鍋爐系統的安全穩定運行，甚至在燃燒以后也會出現很多的殘渣，進一步降低煤炭的利用率，還會產生巨大的環境污染治理成本[2]。

3.電廠鍋爐運行中節能減排措施

3.1 鍋爐燃燒技術

相關工作人員在選購燃煤材料時，需要嚴格按照燃燒的類型進行分類，進一步優化煤炭資源的庫存管理。由于部分電廠的工作人員對于煤炭分類重視程度不夠，通常認為煤炭只是普通的燃料，并不需要進行分類管理。然而，實際狀況是由于煤炭自身的組成成分有區別，其熱損耗也會存在較大的差異，為了能夠有效減少這種現象的出現，相關管理人員可以通過成立摻配煤工作小組，制定完善的摻配煤組織、技術措施，引入摻配煤智能化設備，加強對工作人員進行全面的教育和培訓的方法，來優化燃煤的庫存管理。邀請相關的專家和學者組織講座開展針對性的培訓，確保每一位工作人員都能夠充分了解節能減排技術的應用要點，確保后期的燃燒工作能夠得到充分的優化。另外，電廠管理人員還應該對整個鍋爐的燃燒系統進行全面優化，采取更深層次的燃燒技術，對鍋爐內部管束結構進行全面優化。舉例來說，可以在鍋爐粉管、風管上加裝測速裝置，在風機出、入口加裝壓力、流量測點，定期邀請電科院或其他研究機構對燃燒情況進行試驗，采集的數據及時錄入系統，進行大數據對比、及時給出燃燒優化方案和報告，便于工作人員對燃燒及時進行監視和調整，提高燃燒效率。在實際應用過程中還可以利用纖維填充爐墻保護層，然后再使用紅外線涂料進行涂抹的方式，減少鍋爐系統的散熱情況。為了能夠從根本上提高燃燒系統的運行效率，在實際工作過程中還可以通過選擇合適的助燃劑和添加劑來提高煤炭資源的燃燒效率切實提高鍋爐系統的運行水平。

3.2 采用變頻技術

為了能夠有效降低電廠運行過程中產生的能源消耗和污染問題，也應該對制粉系統、引、送風機風系統進行全面的優化，在實際運行過程中可以選擇變頻技術，對生產環節的各項參數進行有效的控制，以此來實現節能降耗的目的。例如，為了能夠更好地調節風力，一般電廠運行過程中結合實際生產的需要使用對風機入口擋板的角度進行調節使用，這種方式雖然能夠有效滿足鍋爐運行中對于風力的需求，但是其輔助效率較低，也會產生非常明顯的能源消耗。現代化電廠運行過程中，對于鍋爐輔機運行系統進行了全面的優化，引入了先進的變頻技術。通過應用這一技術，能夠結合整個鍋爐系統反饋的相關信號，對于所需要的風量進行自動化的調整，就能夠有效降低工作人員的作業量，切實提高鍋爐的生產效率，還能夠更好地節約能源，真正實現鍋爐運行中節能減排的要求，更好地控制污染物排放參數。

3.3 降低排煙熱損失

電廠鍋爐實際運行過程中，通過對燃燒流量和空氣流量進行控制，確保能夠實現最佳空燃比，保證整個電廠生產環節達到最經濟性的燃燒，但是由于鍋爐具備變量多、非線性特點，煤炭的完全燃燒程度也會對其燃燒效率產生極大的影響。在不同負荷下，空燃比的最佳比值是處于動態變化的；燃料中各種成分的比例也是出現動態變化的，由于受到各種因素的影響，其流量測量也會存在不準確的因素，這些都會對鍋爐的熱效率產生直接影響。現場運行中，合理減少鍋爐通風量，降低煙氣含氧量，降低排煙熱損失。降低爐膛本體漏風，減少進入爐膛的一次風中的冷風含量，合理控制磨煤機出口風溫度，提高空氣預熱器換熱的效果。合理降低火焰中心的高度，調整減溫水的使用量。加強受熱面吹灰，保持爐膛內各管壁的清潔。加強蒸汽品質監視，排污時掌握最佳的時機，通常在高氣壓低負荷的狀態下進行排污，即有效減少排污量，又提高排污效果[3]。

3.4 鍋爐設備監督與控制

四管泄漏對鍋爐運行危害非常大。應組織專業人員成立專門的爐膛防磨防爆治理小組，加強四管泄漏治理，利用調停、小修機會，對各爐膛管束磨損情況進行檢查，及時提出改進意見，提高設備的可靠性。不同電廠在運行過程中，對于鍋爐的配備都有著自身的要求，為了能夠更好地滿足發電廠運行的實際需求，鍋爐的各項運行參數也有著自身特殊的標準。進行節能控制時，也需要根據不同火力發電廠的實際配備情況，對鍋爐設備進行科學使用，針對鍋爐設備進行優化時，各個火力發電廠應該充分了解目前市場上鍋爐發展情況，盡量選擇可靠性更高的設備，一旦運行中設備出現嚴重質量問題，應立即組織專業的人員對鍋爐設備進行檢修和更新，有效提升火力發電廠鍋爐運行效率。

3.5 優化照明系統

一般來說，電廠生產都是晝夜連續進行，因此也對鍋爐系統的照明進行了全面的優化和改進，確保在夜間生產過程中能夠為工作人員提供明亮的工作環境，在照明系統中也能夠采取有效的節能減排措施。為了能夠更好地實現節能減排工作的要求，在滿足電廠生產需求的前提下，應該對照明系統進行全面的規劃和設計。引入智能化的照明控制系統，選擇節能型的燈具，通過照明調壓器，結合電廠運行的臨時和突發性要求，對照明系統進行相應的調節，能夠真正實現節能減排的目標。

3.6 遠程節能調節控制系統

電廠上級負責安全生產的部門，會讓各個電廠加入一套遠程節能調節控制系統，主要是能夠保證電廠生產環節各項數據的實時傳輸，在云平臺上真正實現同步，方便上級主管部門對各個電廠的能效參數對比。例如，鍋爐運行過程中，管理人員和操作人員就能夠利用系統隨時隨地查看現場鍋爐的實際狀態，對鍋爐運行狀況進行實時監測，有效減少工作人員的檢測次數。結合實際檢查數據，按照經驗值設計遠程運行條件參數，通過設置科學合理的各項參數限值，再利用調節系統對鍋爐的各參數進行精準的調控，能夠真正滿足節能控制的要求，一旦監測系統數據出現故障時，能夠立即發出警報同步反饋。

4.結語

火力發電廠鍋爐運行過程中，最為關鍵的就是提升鍋爐系統運行效率，加大管控力度，在實際生產環節通過融入節能環保技術，加大對過路運行過程中的管理力度，有效降低能源消耗。在本文中，通過對鍋爐燃燒技術、變頻技術、排煙熱損失、鍋爐設備的監督與控制、遠程節能調控系統等多個方面對鍋爐系統的運行效率進行優化，從而真正實現節能減排的目的，達到理想的設計效果。