火电厂锅炉汽轮机系统节能环保的问题及措施探索

秦岩

【摘 要】伴随着社会的持续性发展，环境污染问题越发严重，环境保护工作的重要性不断提高，这也要求在各个领域中都高度重视环境保护相关内容。火电厂属于能源生产的重要企业之一，同时也是能源消耗、污染物生产量较大的企业。对此，为了更好的提高能源效益，本文以660MW机组为例，详细分析火电厂锅炉汽轮机系统节能环保的问题及措施，希望可以为相关工作提供理论性帮助。

【关键词】火电厂；锅炉汽轮机系统；节能环保；问题及措施

中图分类号： TM621.2 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）16-0221-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.102

【Abstract】along with the continuous development of society，the increasingly serious environmental pollution， increasing the importance of environmental protection work，it also requires attaches great importance to environmental protection in every field of related content.Thermal power plant is one of the important enterprises in energy production， and it is also an enterprise with a large amount of energy consumption and pollutant production.To this，in order to better improve the energy efficiency，this paper takes 660 mw unit as an example，detailed analysis of power plant boiler steam turbine system of energy conservation and environmental protection problems and measures，hoping to provide theoretical help for the relevant work.

【Key words】Thermal power plant；Boiler steam turbine system；Energy conservation and environmental protection； Problems and measures

0 引言

环境属于人类生存的基本前提，一旦离开大环境人类将很难生存。伴随着社会的持续性发展以及生产力的提高，人们对于自然资源的开采程度不断提高，这也直接导致环境破坏问题越发严重。近些年全年变暖、酸雨、水污染等问题越发普遍和严重，这也间接影响到了社会的持续性发展。对此，探讨火电厂锅炉汽轮机系统节能环保的问题及措施对于推动社会持续性发展有着显著价值。

1 火电厂锅炉汽轮机系统的环境保护问题

我国之前的火电厂锅炉汽轮机系统当中普遍存在节能环保的问题，其主要的污染物是以废烟气、二氧化碳、二氧化硫、废渣、火电厂冷却塔的高温排放等为主，这一些问题会严重影响环境，同时还会形成大量的资源与能源浪费[1]。

1.1 二氧化硫排放

我国在能源消耗方面主要是以煤炭为主，煤炭当中约有85%是用于燃烧提取，近些年我国火电厂每年用煤已经超过了十亿吨，同时煤炭平均的含硫量约为1%，我国在二氧化硫方面的排放约为2500万吨，其中电厂的排放占比约为30%。由此可见，火电厂的二氧化硫排放问题非常严重。因为二氧化硫属于腐蚀性的气体，会严重影响人们身体健康、动植物的生长以及生态环境问题，同时二氧化硫会导致酸雨等现象的发生，在酸雨楼道地面之后会导致水质不断下降，土壤不断变化、深林与作物发生枯萎、鱼类等动物死亡，同時还会严重腐蚀建筑物与金属物质[2]。在二氧化硫大量排放到大气之后会在日光催化之下和烟尘相结合并形成酸雾，其毒性作用相对于二氧化硫而言要高出十多倍，国际上最为典型的案例便是1952年时因为硫酸烟雾而导致死亡的人数超过千人。

1.2 二氧化碳排放

近些年环境变化问题非常严重，其中最为突出的便是全球变暖的问题，全球变暖最为主要的原因便是大气当中的二氧化碳含量过高，温室气体中二氧化碳对于温室效应的推动作用占比超过了60%，近些年二氧化碳的浓度仍然处于持续上升阶段，部分城市地区的大气中二氧化碳浓度甚至超过了400ppmV，增长率超过1%，全球的二氧化碳总排放量已经超过了200多亿吨，这也数据导致过去100年地球地面温度上升接近1℃[3]。我国在二氧化碳排放方面的也具备许多的问题，在世界排行中占据第二，其中关于煤炭燃烧的发电站二氧化碳排放总量占比约为12%。因为全球变暖而导致的雪山融化、南极冰川减少、大洋海平面不断上升等问题越发严重。假设仍然加重二氧化碳排放那么预计在2050年时海平面会平均上升约半米，从而直接影响海水并进入到火山岩导致山体滑坡，同时约有90%的火山会喷发，从而为地球环境形成严重的影响。

1.3 烟气与废渣排放

因为燃烧高硫煤的现象，烟气当中会含有大量的三氧化硫，酸露点的温度会超过140℃，为了预防设备发生腐蚀的问题，会采用比较高的烟气排放温度。当前我国发电厂的锅炉烟气排放温度平均在110至160℃，工业中的锅炉温度还会更高[4]。也正是因为烟气的高温度排放，会导致发电站的热效率显著下降，从而促使电厂锅炉为大气排放的总热量超过热损失的12%，这也就相当于每年损失约6000万吨煤炭，而这一些燃料的燃烧会多排放出近1亿吨的二氧化碳，由此可见这一恶性循环的危害性非常严重。另外，煤炭当中的含灰量最高可以达到50%，火电厂在运行过程中也会形成大量的灰渣，而这一些灰渣的不妥善处理会形成严重的灰尘，当前我国几乎所有火电厂周边建筑、农地等都覆盖了一定的灰尘，这也是对环境形成严重破坏的主要原因。

2 火电厂锅炉汽轮机系统节能环保措施

2.1 加强脱硫工艺

燃煤锅炉中脱硫工艺对于环境维护的作用非常明显，虽然当前在脱硫方面的成本比较高，同时在技术稳定性方面也比较差，但是我们仍然需要加强这一方面的研究。当前关于脱硫的工艺主要有碳基材料的处理方式、臭氧氧化处理方式、电子束处理方式以及金属螯处理方式，以碳基材料处理方式为例，其主要是借助碳基材料所具备的吸附特性实现对硫化物的提炼，这一工艺是由德国开发，其能够实现对烟气中二氧化硫的回收，能够实现较为突出的环保与低能低耗特性。另外，对于火电厂的锅炉实行脱硫装置安装的过程中，也能够有效的降低二氧化碳的排放量，这样便可以有效的控制废烟气当中二氧化硫的含量，促使锅炉设备的腐蚀问题得到解决，同时降低火电厂锅炉中废烟气排放时的温度，提升活路运行热效率，并减少煤炭资源的投入量，有效的节省了能源的损耗，降低有害气体的排放量，具备较为突出的节能环保特性。对此，在今后，伴随着技术的不断发展，仍然需要不断的加强关于脱硫技术的研究，尤其是脱硫脱硝一体化技术的研究，并完善市场规范，严格落实相应流程与操作的规范性，从而保障烟气排放效益。

2.2 二氧化碳减排工艺

二氧化碳的排放量和燃烧材料的消耗量有正相关的关系，所以适当减少二氧化碳的排放量是有效的提升能源利用价值的关键，同时也是减少煤炭消耗量的重要途径。对于二氧化碳的减排措施而言， 其主要涉及到改善机组运行效率，应用超临界技术、循环流化床技术、热电联产技术以及关停小机组等多种途径。燃料的脱碳工艺中可以将含碳量比较少或无炭的燃料进行替代，例如应用天然气，促使每单位的能源消耗量得到控制。当前，碳氧燃料的电池发电效率仍然存在一定的缺陷，同时和锅炉汽轮机相结合的应用在国内、外仍然存在技术普遍方面的难题，所以在今后仍然需要进一步的研究探索。

2.3 机组灰渣与温度的综合性应用

灰渣当中的主要成分是以硅、铝、铁、钙为主，这一些材料均具备一定的应用价值，其中灰渣也能够直接作为建筑中的建设材料，具备较为突出的经济价值。在灰渣方面今后仍然需要强化回收利用以及净化处理方面的研究，最大程度提高灰渣的利用经济价值与环境保护作用。

在高温排放方面，因为660MW机组在工作过程中因为需要充足的热力进行循环，所以想要有效的降低冷却凝固过程中的温度，就必须促使整个系统工作中的凝汽热量得到有效的应用，充分借助高温热量的特性，最大程度规避或降低运行中形成热量损失、温室气体增加的多个因素，并为火电厂提供一个能够实现热量回收的系统，应用锅炉汽轮机的冷却凝固温度规避资源的浪费。

3 总结

综上所述，能源属于国民经济的重要因素之一，但是我国大多数的电能资源都是借助火电厂完成，火电厂中锅炉汽轮机在运行过程中会衍生出大量的高温烟气并排面向大气排放，在影响机组运行效率的同时也会形成大量的污染废气，这一些废气本身对于环境污染的影响非常突出，属于形成酸雨、温室效应的主要因素。对此，为了更好的实现持续性发展经济，火电厂锅炉汽轮机系统应当在多个方面进行针对性的改进与优化，突出节能环保理念，从而实现火力发电经济的持续性发展。

【参考文献】

[1]王政先，郭宝仁.汽轮机深度节能降耗的技术途径及措施[J].节能技术，2016，34（6）：567-571.

[2]崔靖涵，劉向杰，孔小兵.锅炉–汽轮机系统的模糊经济模型预测控制[J].控制理论与应用，2018，14（3）：233-234.

[3]马有福，杨丽娟，吕俊复.联合旁通烟道与暖风器的锅炉烟气余热利用系统[J].中国电机工程学报，2017，23（18）：5359-5366.

[4]赵世飞，戈志华，陈浩，等.增设无再热汽轮机热电联产系统节能研究[J].中国电机工程学报，2016，36（23）：6441-6447.