火力发电厂燃煤的节能措施

袁占伟

国能濮阳热电有限公司，河南 濮阳 457000

0 引言

在当今提出建设和谐社会、发展循环经济的前提下，在提高火电技术的同时，也要考虑其对不可再生资源与环境的影响。火力发电厂应用的原料主要是煤炭，而煤炭资源是不可再生资源，降低火力发电厂的煤耗对节约能源具有重要作用，此外，还能够在环保工作中发挥作用。随着城市化进程的加快，能源的消耗越来越大，并且能源的利用率较低，浪费现象严重。可见，在火力发电厂的运行中对煤炭进行节能管理非常关键，且对火力发电厂的长期发展具有重要作用。

1 火力发电厂的发展状况和特点

（1）发展状况。火力发电是电力发展中不可缺少的内容，我国虽然已经有部分核电机组，但是火力发电仍占据重要的位置[1]。当前社会的发展非常重视循环经济，在火电技术发展方向上也要更加注重对能源和环境的影响。我国电力的发展相对滞后，和发达国家相比在供电消耗方面相对较高。火力发电厂在全国总装机容量中占据非常大的一部分，并且基本都是靠煤炭来发电，对煤炭资源的需求较大[2]。煤炭资源属于不可再生资源，推行火力发电厂的节能管理工作非常必要，且对发电企业的未来发展具有重要作用。

（2）特点。与其他电厂对比，火力发电厂具有以下特点。①在布局方面比较灵活，不受到限制，装机容量可以根据具体的需求来制定。②具有较短的建造工期，一次性建造投资较少，是水电厂的一半左右。③耗煤量大，应用在发电中的煤大约是煤炭总产量的25%，生产成本比水力发电高出3～4倍。④需要使用的动力设备较多，在一些设备的操作方面具有复杂性，运行费用较高。⑤从环境方面看，给环境带来不良影响。

2 燃煤存在的问题

（1）设备质量问题。大多数火力发电厂的设备存在问题，相关人员在选择锅炉设备时，往往会选择成本较低的设备，而忽视锅炉长时间的使用成本，使得设备存在一定的质量问题。这样就会导致燃料的燃烧效率存在一定的问题，造成能源消耗过多，并且锅炉设备在后期长时间的使用过程中也会产生较多的问题，如运行不稳定、发生故障情况多，以及经常更换零件等，这就会在很大程度上造成锅炉能源的浪费[3]。

（2）煤炭质量问题。火力发电厂通常是采用层燃燃烧的方式，煤炭质量与锅炉的燃烧效率有着紧密的联系。部分供应商供给的煤炭质量较差，有些没有进行加工就直接销售[4]，有些煤炭虽然经过了加工，但是供应商为了获得更多利润会在其中加入一些原煤，然后再进行售卖，这样就会降低炉煤的质量，使用这样的煤炭会导致热值达不到锅炉的设计值[5]。使用层燃燃烧的方式进行燃烧时，会出现很多问题，使得锅炉输出效率低、煤炭燃烧不够充分，造成煤炭资源浪费严重，并且会带来环境污染问题。

（3）锅炉运行问题。能源的消耗和锅炉的运行负荷率有着很大的关系，煤炭的质量不达标或者没有按照规定来运行锅炉都会增加能耗。例如，有些煤场是露天式的，在遇到雨季的情况下会使煤质水分增加，严重的情况下会导致锅炉出现熄火情况，甚至损坏锅炉设备，使得锅炉设备的能源利用率下降，能源损耗增加[6]。

（4）锅炉使用时间较长。如果锅炉使用的时间较长，并且不注重对锅炉的养护，没有对锅炉中的炉渣进行清理，就会影响锅炉的使用效率，降低受热位置的热交换效率，从而出现浪费能源的现象[7]。

（5）锅炉老化问题。锅炉使用的时间较长，并且在使用方式上存在一定的问题，再加上一些维修工作没有做好，设备经过长时间的使用难免会出现磨损、零件老化的情况。一些设备的运行效率就会下降，导致锅炉的运行时间增加，出现浪费现象。

（6）锅炉运行控制水平较低。锅炉一般是按照相关的规定和标准使用和运行，但是有的火电厂缺少必要的检测仪表，不能够实时监测锅炉的运行情况[8]。部分操作人员的专业水平不够高，缺乏一定的专业技能，在工作中往往依据自己的经验进行相关操作，不能准确地判定锅炉的运行状况，致使锅炉的运行不在最佳的能源利用状态。

（7）锅炉燃油环节消耗较大。部分发电厂没有使用等离子点火技术，造成发电厂在启、停炉的期间对燃油的消耗增加。锅炉遇到汽机定速而电气没有做好并网准备，或者锅炉达到冲转参数但汽机没有冲转条件等状况时，就会在很大程度上增加燃油的消耗。相关数据显示，功率为300 MW的功率机组，启动一次的油耗量大约需要17 t，因此，做好煤炭管理，科学使用燃料对提高火力发电厂的经济效益具有重要的作用，能够起到节能降耗的作用。

3 燃煤热值损失的原因

煤场的周转率和热值存在很大的联系，煤场中煤的储存时间如果过长，周转率就会下降，热值损失也会相应增加。通常情况下，煤场是根据周转率进行管理的，如果周转率下降，煤的自身温度也就升高，导致出现高温煤，增加热值损失。部分火力发电厂为了缓解高温煤的产生，会在上午、下午对燃料进行测量[9]。相关数据统计显示，如果高温煤的温度超过了一定的限度，会增加热值损失，存在处理不当的情况时，还会出现自燃现象，降低煤场的安全性。

周转率降低可以从多个角度进行分析，当前我国部分煤场具有库存高但储存量少的问题，如果新煤和旧煤替换不及时，会导致煤的储存时间延长，进而增加热值损失。此外，受到天气的影响，如果遇到连续降雨的天气，会使煤场的水分增加，导致煤不能按照正常时间进行替换，使得煤的存储时间延长[10]。此外，受某些因素的影响造成高温煤的出现，还会导致煤场中出现较大面积的高温情况，给煤场造成一定的损失。

4 减少燃煤热值损失的方法

（1）提高煤场周转率。增加煤场的容量，能够提高煤场的周转率。可以对煤场进行扩建，通过这样的方式能够改善旧煤被新煤覆盖的问题，只有煤场的周转率提高了，才能够有效缓解煤场大面积的高温问题，可以从很大程度上减少热值的损失。

（2）做好清底置换安排。在煤场管理中，要做好煤的置换工作，在用料中，遵循先进的煤先出、后进的煤后出的原则，防止长时间存煤现象的发生。若出现高温煤，要在第一时间对高温煤进行处理，尽可能减少热值损失。煤场中煤的种类是不同的，对于这些不同种类的煤要进行不同的燃烧试验，以详细、全面了解煤的特性，以及其储存时间的长短，依据试验结果对煤进行置换，通过这样的方式来降低热值损失，减少清理的时间，提高煤场的周转率[11]。

（3）完善煤场防雨管理办法。完善煤场的防雨措施非常关键，雨季降水量较多，并且有时会出现连续降雨[12]。针对这些问题，煤场相关人员要及时找出防范和补救措施。例如，可以增加雨布的覆盖面积，准备足够量的编织袋，因为在恶劣天气来临时往往会有大风等，做好防范措施，避免煤受到恶劣天气的破坏，这样可以保证煤能够正常进行置换和使用，减少热值损失。

5 火力发电厂燃煤的节能措施

（1）制订节能计划。因为火力发电厂的具体情况有所差异，所以相关人员要根据火力发电厂的实际情况制订完善的节能计划，要加强对火力发电厂节能环境的全面分析，制订节能计划和方案，降低能源消耗，提高火力发电厂的经济效益。

（2）减少锅炉的燃料用油情况。在锅炉停止运行的情况下，要对其进行降温降压，如果是300 MW机组，锅炉的负荷在120 MW时，要打开汽机高、低旁路，并在滑停中科学使用汽机旁路等措施，在不使用燃油的情况下将汽机的缸温降到最低，减少机组冷却时间。

（3）改善锅炉的传热效果。锅炉要能够达到传热的性能。锅炉在运行期间，主要是使用过热器、水冷壁、省煤器等进行传热，其中水冷壁是最主要的换热部件。确保其他传热部件的正常运行，增加冷水壁的换热量，可以达到优化传热的效果，并且能起到节能的作用。

（4）保证锅炉的密封性能。锅炉的运行情况可以反映出火力发电的效率，一旦锅炉出现问题，肯定会增加整个锅炉机组的耗能量，锅炉漏风就是最常见的问题之一。漏风会增加锅炉排烟期间的损失，加大引风机的耗能量，并且锅炉燃烧的能量损失也会有很大程度的提升。提高锅炉自身的密封性可减少漏风现象，因此要做好锅炉构件的定期检查工作，以便在第一时间发现锅炉存在的风险，并及时修复，保证设备的正常运行。

（5）合理回收烟气余热。锅炉烟道余热回收主要是应用空气预热器进行，因为受热面在锅炉的尾部，所以能够对锅炉运行中产生的烟气余热进行回收，进而提高锅炉热能的使用率，达到节约能源的目的。

（6）加强管网保温工作。因为高温蒸汽管道和其他用热设备在空气中暴露时会导致热能下降，所以要重视其保温工作，在保证安全性的同时达到节能的目的。要选择绝热性要好、导热系数低的材料，这样的材料即使遇到高温环境，其机械性能也不会轻易出现变化，同时材料的吸湿指数要低，保证管线不会被腐蚀。管线最好是使用最小管径的，这样可以缩短疏松的距离，对维持较小的压降具有很大作用。

（7）增加煤的利用率。在火力发电厂中，有三种能量转换过程：在锅炉中煤的化学能会转变为热能；在汽轮机中热能会转变成机械能；在发电机中机械能会转变为电能。能量转换运用到的设备主要有锅炉、汽轮机和发电机，而锅炉是最基本的设备。锅炉燃烧会使用到的原料是煤粉，其是利用磨煤机将煤炭磨成细小煤炭颗粒，因为煤粉颗粒是非常小的，但是表面很大，所以能够吸附大量的空气，并且其还具有流动性。从制粉系统来看，如果将煤粉磨得粗一些，可以降低磨煤电耗和金属消耗。在进行煤粉细度的选择时，要使各项损失降到最低。针对挥发份高及容易燃烧的煤种，磨制煤粉颗粒均匀的制粉设备或者强化燃烧的锅炉，其煤粉细度可以稍微大一些，这样可以在一定程度上节省磨煤能耗，燃煤的利用率也会有很大提升。

（8）构建完善的数字化煤场管理系统。我国科学技术水平在不断提高，一些先进的科学管理技术如数字化管理已经被广泛地应用到各个行业中，煤场管理也要构建数字化管理系统。当前，很多火力发电厂的煤场管理依旧采用的是人工管理方法，人工的管理方式不仅会降低工作效率，也会导致很多问题的出现，并且在遇到问题时不能快速、及时进行解决，可见构建完善的数字化煤场管理系统具有重要意义。利用数字化管理系统可以及时了解火力发电厂的相关情况，对煤炭的储存量、煤堆的位置、存放时间等都能够及时掌握，可以为相关工作人员提供准确的数据，为各项工作带来便利。

6 结束语

火力发电厂在现代社会电力发展中占据重要的位置，随着社会经济的发展，人们的生活水平有了很大的提升，对电能的需求也越来越多。煤场管理在火力发电厂管理中占据重要的位置，提高煤场的管理水平能够在很大程度上节省能源。采取有效的措施对煤炭进行管理，可以很大程度上提高煤炭的利用率，减少能源消耗，降低火力发电厂的发电成本，对火力发电厂的长远发展具有重要意义。