火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保問題與應對措施

山西華陽集團新能股份有限公司發(fā)供電分公司 王永軍

在火電廠汽輪機系統(tǒng)工作時，往往存在著能源消耗大、污染環(huán)境等問題，對我國生態(tài)環(huán)境影響較大，阻礙了我國火電廠可持續(xù)發(fā)展。為保護我國的生態(tài)環(huán)境，將可持續(xù)發(fā)展理念落實到位，相關部門應當對火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)進行優(yōu)化，使其朝著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展，使火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)的運行水平得到有效提升。

1 火電廠發(fā)電系統(tǒng)概述

能量循環(huán)是火電廠發(fā)電系統(tǒng)的主要原理，這一流程主要包含鍋爐、汽輪機以及發(fā)電機三個主設備，主要運行依據(jù)就是實現(xiàn)能量的轉換，將燃料燃燒產(chǎn)生的化學能轉化為電能，并對電能進行合理使用，這一流程又被稱為朗肯循環(huán)。為了使發(fā)電過程的工作效率得到提升，往往需要借助兩個系統(tǒng)，即蒸汽再熱系統(tǒng)和給水回熱系統(tǒng)，利用二者之間的相互配合進行發(fā)電。但是，因火電機組在發(fā)電容量上具有較為顯著的缺陷，導致在選擇熱力系統(tǒng)時，也應當進行區(qū)分[1]。

2 火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保的價值

2.1 促進火電廠轉型升級

在人們用電需求不斷增長的背景下，火電廠也應當在能源革命的背景下實現(xiàn)轉型升級，而使鍋爐汽輪機系統(tǒng)呈現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保發(fā)展的趨勢，則為火電廠的轉型升級提供了重要的保障。能源轉換、汽輪機改造作為提升鍋爐汽輪機系統(tǒng)節(jié)能性和環(huán)保性的重要措施，其也是提升火電廠運行穩(wěn)定性的主要手段，均對火電廠的轉型升級具有一定促進作用。

2.2 降低生態(tài)環(huán)境污染

由于火電廠自身生產(chǎn)經(jīng)營理念以及技術理念的不成熟，導致其在電力生產(chǎn)中往往會造成資源的浪費，還會排放大量的有害氣體以及有害物質，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的污染。而對鍋爐汽輪機系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的節(jié)能環(huán)保問題進行解決，能夠有效提升火電廠對資源的利用效率，以及對有害氣體、有害物質無害化處理，降低火電廠對生態(tài)環(huán)境的污染。

3 火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保問題

3.1 節(jié)能問題

3.1.1 煤炭資源消耗問題

隨著我國科學技術水平不斷發(fā)展，越來越多機械設備的出現(xiàn)為人們的生活提供了便利，而在火電廠運行過程中，鍋爐汽輪機作為其中較為重要的機械設備，目前市場上多數(shù)汽輪機的容量相對較小，使得其在對燃料進行燃燒的過程中，難以對燃料燃燒充分，而煤炭資源作為火電廠發(fā)電的主要燃料，導致火電廠在運行的過程中，常會造成大量煤炭資源的消耗，這是鍋爐汽輪機在運行過程中存在著較為明顯的節(jié)能問題。

3.1.2 水資源消耗問題

為使火電廠汽輪機運行效率得到提升，鍋爐汽輪機系統(tǒng)的運行通常會采用給水回熱系統(tǒng)以及蒸汽再熱系統(tǒng)，而在這兩個系統(tǒng)運行時，往往會出現(xiàn)水資源大量消耗的情況，造成水資源的浪費，這也是其中存在的另一重要節(jié)能問題。

3.2 環(huán)保問題

3.2.1 二氧化硫氣體排放問題

鍋爐汽輪機的運行對于能源的需求相對較大，而其中需求量最大的能源類型就是煤炭。由于煤炭中含有少量的硫元素，火電廠在燃燒煤炭的過程中，會存在著一系列的化學反應，進而造成二氧化硫氣體的排放，這一氣體對于我國空氣質量，以及生態(tài)環(huán)境都會造成較為嚴重的影響和破壞。如果火電廠在運行的過程中未對二氧化硫氣體的排放進行控制，那么二氧化硫氣體會深入到大氣層，在空氣濕度不斷上升的情況下，會引發(fā)酸雨。由于酸雨具有較強的腐蝕性，其不僅會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的危害，甚至還會對建筑物表面進行腐蝕，甚至還會對農(nóng)作物進行腐蝕，不但會使土壤的肥力下降，河流水質下降，農(nóng)田附近生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，還會使農(nóng)民遭受嚴重的經(jīng)濟損失[2]。

3.2.2 二氧化碳氣體排放問題

鍋爐汽輪機在發(fā)電過程燃燒煤炭，在產(chǎn)生二氧化硫氣體的同時，還會釋放大量的二氧化碳氣體，其對于生態(tài)環(huán)境也會造成一定程度上的影響，引發(fā)溫室效應，導致全球氣溫不斷提升，還會引發(fā)更多的環(huán)境問題等。從實際情況來看，火電廠鍋爐汽輪機在運行的時候會產(chǎn)生大量的二氧化碳，對周圍空氣以及環(huán)境造成嚴重的污染，往往會對周圍居民的生活質量產(chǎn)生嚴重的影響，甚至還會危害周圍居民的身體健康。而在鍋爐汽輪機系統(tǒng)發(fā)電時，如果不能夠使用其他資源代替煤炭資源，或難以降低煤炭資源的消耗量，那么則無法對目前環(huán)保問題進行解決，甚至還會導致這一問題變得愈加嚴重。

3.2.3 廢渣、廢煙排放問題

鍋爐汽輪機在對燃料進行燃燒的過程中，會產(chǎn)生大量的廢渣和廢煙，如果對產(chǎn)生的廢渣未進行妥善處理，那么則會對汽輪機的運行效率產(chǎn)生一定影響，使其運行效率不斷降低，在運行過程中會無形增加能源的消耗量。除此之外，火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)釋放的廢煙當中也含著二氧化硫氣體，隨著溫度的升高，二氧化硫氣體會對火電設備進行腐蝕，會使火電設備運行效率降低[3]。

4 火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保對策

4.1 增強火電廠工作人員節(jié)能環(huán)保意識

從可持續(xù)發(fā)展角度看待鍋爐汽輪機系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的節(jié)能環(huán)保問題，想要對該問題進行應對，首先就應當增強火電廠工作人員的節(jié)能環(huán)保意識，使其認識到節(jié)能環(huán)保的重要性。所以，火電廠管理者應當制定節(jié)能環(huán)保相關標準規(guī)章制度，并將其作為一項常態(tài)化的管理工作，將節(jié)能環(huán)保落實到火電廠實際的運行當中，使全體工作人員都能夠對其高度重視。除此之外，在火電廠日常的管理工作當中，還應當加強節(jié)能環(huán)保的主題活動或是講座，宣傳節(jié)能環(huán)保的重要性以及節(jié)能環(huán)保的措施等，還可以引進節(jié)能環(huán)保的技術型人才，使其開展培訓活動，對火電廠的工作人員進行培訓，使全體工作人員的節(jié)能環(huán)保意識得到提升。

4.2 改進火電廠鍋爐汽輪機的整體結構

為了落實節(jié)能環(huán)保的理念，降低火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)運行中對煤炭資源的大量使用，以及對危險廢物的大量排放，火電廠還應當加強對汽輪機結構和功能的改造。

對鍋爐設備的改造。鍋爐設備上現(xiàn)有蒸汽吹灰系統(tǒng)，工作人員需要對蒸汽吹灰系統(tǒng)進行優(yōu)化與改造，并將蒸汽吹灰系統(tǒng)改造為聲波陣列式激波吹灰器，對高溫過熱器低溫過熱器積灰進行徹底吹灰，有效降低鍋爐受熱面積灰程度，提高鍋爐效率，降低能源消耗。除此之外，火電廠工作人員利用保溫材料，提升鍋爐的保溫效果，保證其熱量儲存效果，還能夠采取改造高壓缸和低壓缸結構的方式，使高壓缸的阻力得到降低，低壓缸的生產(chǎn)效率得到提升，進而實現(xiàn)節(jié)約能源的效果[4]。

4.3 降低火電廠二氧化碳排放

鍋爐汽輪機在運行時會產(chǎn)生二氧化碳氣體，大量二氧化碳氣體的排放，通常會對空氣質量產(chǎn)生負面影響，破壞生態(tài)環(huán)境。而在我國碳中和發(fā)展目標之下，火電廠的首要目標就是降低二氧化碳氣體的排放量，在火電廠發(fā)電效率和生產(chǎn)效率不受影響的情況下，降低對煤炭資源的依賴性，采用其他能源代替煤炭資源，如企業(yè)可利用燃料電池代替煤炭，完成一系列的生產(chǎn)工作。除此之外，想要實現(xiàn)碳中和的目標，還可通過改善鍋爐設備基本功能的方式，提高資源的利用率，或是對電源進行優(yōu)化，升級電力系統(tǒng)。

4.4 加大對脫硫技術的研究和應用力度

二氧化硫作為火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的另一危害性氣體，火電廠應當對二氧化硫氣體的排放進行有效控制，這樣才能夠達到節(jié)能環(huán)保的效果。而想要對這一問題進行處理，需要火電廠加強對脫硫技術的研究和應用，但是在實際中依舊存在著應用成本高、穩(wěn)定性差等方面的問題有待解決。火電廠可以借助碳基材料的吸附性特點，對產(chǎn)生的硫化物進行提取，并通過脫硫處理的方式，對廢煙中的二氧化硫氣體進行處理。除此之外，工作人員還可在鍋爐附近設置脫硫裝置，對二氧化硫其他的排放量進行控制。對脫硫技術進行應用，還能夠有效降低煤炭資源使用量，降低二氧化硫其他的排放，形成良性的循環(huán)，進而應對鍋爐汽輪機系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)的節(jié)能環(huán)保問題[5]。

4.5 提高火電廠工作人員職業(yè)綜合素養(yǎng)

為確保鍋爐汽輪機系統(tǒng)運行的節(jié)能環(huán)保效果，火電廠需要進行專業(yè)管理團隊以及專業(yè)技術團隊的構建，加強對鍋爐汽輪機系統(tǒng)運行整體流程的監(jiān)督和管理。首先，對于新人員的聘用來說，火電廠應當引進大量高質量管理人才和技術人才，對現(xiàn)階段先進科學技術進行合理地使用，特別是自動化技術，能夠有效增強鍋爐汽輪機系統(tǒng)的節(jié)能性和環(huán)保性。其次，對于老員工的培訓來說，火電廠應當聘請相關行業(yè)高端人才，通過專業(yè)化、系統(tǒng)化培訓的方式，對火電廠的全體員工進行培訓，使全體員工的知識與能力得到提升，并將知識與能力應用到實際工作當中，提升火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)運行和管理的專業(yè)化水平。

除此之外，火電廠還應當對自身的監(jiān)管體系和獎懲體系進行完善，對表現(xiàn)優(yōu)異，有突出貢獻的員工進行獎勵，對其中工作表現(xiàn)較差、經(jīng)常出現(xiàn)工作失誤的員工進行懲罰，進而提高火電廠的專業(yè)化水平，對鍋爐汽輪機系統(tǒng)運行的各個流程進行嚴格的管理，增強其管理效果，提升整體流程的節(jié)能環(huán)保性。

4.6 火電廠排放廢渣的綜合性應用

火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的廢渣的主要成分為硅、鋁、鐵、鈣等元素，這些元素具有較強的應用價值，可以將其作為建筑工程建設當中的建筑材料，如果能夠實現(xiàn)對廢渣的回收和利用，不但可以提升火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)的環(huán)保性，還能夠降低建筑材料的采購成本。

火電廠鍋爐、火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)分別如圖1、圖2所示。

圖1 火電廠鍋爐

圖2 火電廠鍋爐汽輪機系統(tǒng)

5 結語

綜上所述，在現(xiàn)代社會中，電力已成為人們生活和工作中不可或缺的能源，而火電廠是電力供應的主要來源之一，火電廠往往采用鍋爐汽輪機進行發(fā)電，且存在節(jié)能環(huán)保問題，為了貫徹我國可持續(xù)發(fā)展的理念和原則，火電廠應當采取有效的措施，對節(jié)能環(huán)保問題進行應對和解決，這樣才能夠使火電廠朝著節(jié)能環(huán)保的方向進行轉型和升級。