电厂锅炉汽轮机系统的绿色设计探讨

冉德瑞

摘 要：目前，我国的大部分电厂在使用锅炉汽轮机时使用最传统的煤炭资源为燃料，导致在发电时产生较多难以控制和处理的废气、废料，直接排放会导致生态环境受到严重危害。为了实现我国经济的可持续发展，必须对电厂的锅炉汽轮机系统进行绿色改革，将绿色设计和绿色生产的理念融入锅炉汽轮机的优化设计，在降低污染的同时有效提高能源利用效率。

关键词：绿色设计;电厂锅炉;汽轮机系统;电力行业

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）10--02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.050

随着经济发展速度不断加快，能源紧缺问题也日趋严重，社会发展对于电力能源的消耗量持续提高。为了全面满足社会发展对电力资源的需求，电力企业要对锅炉汽轮机系统进行优化创新。我国目前大力倡导环境友好型发展理念，在各行各业的改革中，要重视应用与推广绿色发展理念。对电厂的锅炉汽轮系统而言，其在运行过程中对环境造成的污染较为严重。因此，为降低锅炉汽轮机系统的运行对环境造成的不良影响，提高电能生产率，要将绿色设计理念贯彻落实到锅炉汽轮系统的建设过程中。

1 锅炉汽轮机系统绿色设计的意义

现阶段，我国电厂的数量和建设规模都在不断扩大，锅炉汽轮机体系的使用也十分普遍。锅炉汽轮机系统是一种典型的能源转换机械，实现电能和燃料本身的化学能，向着有机热载体以及蒸汽的热能转换[1]。燃料燃烧过程中，锅炉会产生水蒸气，水蒸气通过导管逐渐移动到汽轮机部位，汽轮机在水蒸气的带动下得以运行，进而通过汽轮机影响发电机，完成发电工作。在实际运行过程中，锅炉汽轮机系统非常容易受到环境因素、人为因素的影响，导致锅炉汽轮机系统正常运行需要增加能源量的消耗，不断降低能源整体的转化效率，锅炉汽轮机系统运行排放的废气还会严重污染自然环境。在可持续发展的社会发展背景下，为提高锅炉汽轮机系统的能量转化效率，降低排放物对自然环境造成的负面影响，要重视起锅炉汽轮机系统的绿色设计。

2 锅炉汽轮机系统绿色设计的基本原则

2.1 合理性的设计原则

为满足电力能源需求，电厂的锅炉汽轮机系统对于基本发电资源的消耗量变得越来越大。然而，当前锅炉汽轮机系统发电效率偏低，导致锅炉汽轮机系统消耗了较多的基础资源，产出的电力却不能满足社会发展需求。在对锅炉汽轮机系统进行优化设计的过程中，既要全面体现绿色设计原则，也要贯彻科学合理的设计原则，合理设计锅炉汽轮机系统，在实现绿色发展的同时调整并优化其整体运行机制，充分考虑电厂的锅炉汽轮机系统设计成本，全面提高能量转化效率，通过对基础能源的合理利用，强化锅炉汽轮机系统的绿色设计。

2.2 环保性的发展原则

在国家大力推广绿色环保发展理念的同时，社会各界对于环境污染和治理的重视程度在不断提高。传统的废物处理会选择直接排放废气，只对废物废水进行处理，对自然生态环境造成严重污染，影响生态系统的自我调节能力。因此，在对电厂的锅炉汽轮机系统进行绿色设计的过程中，必须将环保性的发展原则作为首要关注点。

绿色发展和环境保护理念要全面贯彻到实际生产活动中，在电厂的锅炉汽轮机系统优化改革过程中，必须全面考虑生产活动与自然环境的协调性，合理运用绿色节能技术，实现生产运营、生态保护的结合，有效处理生产活动中出现的环境问题和生态问题，保证社会经济的可持续化发展建设[2]。在锅炉汽轮机系统的优化设计中贯彻环保性的发展原则，减少电厂的锅炉汽轮机系统的能源消耗量以及废气排放量，提升电厂的社会利益和经济利益，推动电厂的可持续化发展。

3 锅炉汽轮机系统绿色设计的方法

3.1 增强对二氧化碳的回收和利用

二氧化碳气体的肆意排放，会不断加重温室效益，对地球环境和人类生存造成严重的威胁。二氧化碳是重要的转换资源，对二氧化碳气体进行控制回收和合理是提升绿色发展力度的重要方法，也是可持续发展战略的重要内容。在对二氧化碳气体进行处理的同时，电厂的锅炉汽轮机体系的绿色设计要设置相应的二氧化碳气体统一回收以及重新利用的装置，实现对二氧化碳气体的回收利用。有效回收二氧化碳气体，不仅在一定程度上缓解温室效应，而且可以缓解我国的能源紧缺问题。例如，在对锅炉汽轮机系统进行绿色设计时，可以适当地选用烟气余热回收等技术，把收换热器中气体的直接排放装置吸收集中到锅炉位置，利用烟气的残余热量加热锅炉，从而提高锅炉的使用效率。

与此同时，可以将锅炉底部的受热面进行相应的改造，通过扩展受热面范围的方法，有效增加换热面积，强化换热效果，降低烟气温度，贯彻节能减排的绿色发展理念。

3.2 完善锅炉汽轮机的给水温度控制

为贯彻绿色节能发展理念，要充分重视给水温度的合理控制。如果给水温度偏低，容易导致锅炉达到正常温度时的用电量和能量消耗需求不断提升，运行过程中消耗的热量也会不断提高，难以提高汽轮机的运行效率，甚至存在严重的能源浪费现象。对锅炉燃料进行全面控制，要尽可能地控制燃料的燃烧程度，合理控制给水温度，避免给水温度失衡现象。

首先，必須合理控制加煤量以及加煤的周期和速度，严格规范加热流程，实时监控给水温度，避免给水温度过高或者过低的问题[3]。

其次，要按照相应的检修原则，维护相关设备，减少热能损失，全面提高供热效率。对于管道渗漏问题，要增强定期检查维护工作力度，尽可能减少热管泄露问题的发生，保证汽轮机运行设备稳定运行。此外，要重点注意高位加热器的使用，保证高位加热器的水位状况和供热量。

3.3 全面优化汽轮机系统的循环水泵

为保证电厂锅炉汽轮机系统的正常运行，汽轮机往往需要利用多台同级的机组共同工作，提升了汽轮机系统的运行效率，然而与之相应的循环水系统依然完全按照传统的单元制形式，影响汽轮机系统的运行效率，还会造成安全事故。

在电厂的锅炉汽轮机系统中，水循环系统是能源消耗量最大的部分，为全面提高能源利用率，實现锅炉汽轮机系统的绿色生产发展，必须优化创新水循环系统。在保证水循环系统以单元形式独立运行的基础上，将循环水泵与汽轮机机组进行关联，建立水循环系统与汽轮机系统的合作运行机制。在汽轮机组的正常运行中，技术维护人员要在计算凝汽器的负荷量同时，计算水循环系统的循环水总量，便于对循环水泵的运行情况进行相应的调整，降低循环水泵的能耗量，实现节能减排的目标。

3.4 优化汽轮机机组的热力系统

为有效应用绿色设计理念，要优化锅炉汽轮机系统，重点对热力系统进行科学性的创新优化，降低热力系统及其相关辅助系统在实际运行过程中发生泄露失误问题的概率，保证锅炉汽轮机系统的节能发展和基本经济性能。对于汽轮机机组的热力系统的科学优化，更加深入地提高汽轮机机组整体的使用性能，降低汽轮机机组实际运行过程中能源外漏与内漏问题的发生[4]。相关技术人员要根据汽轮机机组热力系统的实际布置情况，严格按照系统的管道走向，合理调整热力系统，保证汽轮机系统的稳定运行，提高电厂的经济效益。

4 结语

随着我国社会经济发展速度持续提高，我国的能源消耗量在不断增加，能源短缺问题变成了制约社会发展的主要问题，甚至严重阻碍我国的国民经济可持续化健康发展的步伐。为切实保障我国社会发展的可持续性，尽可能降低环境污染情况，避免生态环境的进一步恶化，要重视绿色发展模式建设。

在我国电力行业的发展过程中，锅炉汽轮机系统是电厂建设和运营的核心部分，也是电力生产过程中对环境造成严重的负面影响。为推动电厂的建设运营，贯彻绿色可持续化发展理念，要将绿色设计理念充分应用到锅炉汽轮系统的设计过程中，有针对性地优化锅炉汽轮系统，实现环境友好型发展目标。

参考文献

[1] 林伟.电厂锅炉汽轮机系统的绿色设计探讨[J].科学技术创新，2020（24）：27-28.

[2] 杨佼.电厂锅炉汽轮机系统的绿色设计探讨[J].黑龙江科技信息，2016（3）：66.

[3] 贾贵华.电厂锅炉汽轮机系统的绿色设计探讨[J].科技风，2015（3）：154.

[4] 黄德中.电厂锅炉汽轮机系统的绿色设计探讨[J].电站系统工程，2003，19（3）：23-24，26.