火力发电厂锅炉节能降耗的对策分析

叶小兵

（华电四川广安发电有限责仼公司，四川广安638500）

0 引言

锅炉是火力发电厂正常运行过程中最主要的设备之一，主要是燃烧大量燃料确保锅炉的正常运行。锅炉在燃烧的过程中会消耗大量能源，同时其燃烧效率不高，也会造成大量能源浪费，和现代节能环保型社会理念相悖，所以进一步加强火力发电厂锅炉节能降耗工作是非常重要的。虽然近年来随着技术水平的快速提升以及管理模式的创新，火力发电厂锅炉节能降耗取得了较大的进展，但是现阶段还是存在一些问题（燃料问题、锅炉运行问题等），需要采取更加积极的措施解决，降低锅炉的运行能耗，确保火力发电更加节能环保。

1 火力发电厂锅炉的能耗现状

据统计，火力发电厂中锅炉燃烧可实现98%以上的燃烧效率。然而近年来，我国煤炭市场处于供应紧张的状态，部分火力发电厂受到煤炭资源制约，面临断煤停机的风险，因而不得不使用劣质煤发电。此时锅炉发电效率降低，煤炭资源损耗量大幅提升，而火力发电厂操作人员对不同性质的煤炭无法把握燃烧数据，使锅炉受到燃料性质影响面临损伤等问题，造成能源额外损耗，增加了火力发电厂的额外成本。

2 火力发电厂锅炉节能降耗的重要意义

对于现代社会来说，能源问题是制约社会经济发展的关键性问题，我国也针对能源问题制定了可持续性的发展战略，旨在建设节能环保型社会。近些年社会快速发展也加大了电能的需求，给电能供给带来了非常大的压力。现阶段，火力发电还是我国最主要的电能来源，火力发电主要是通过燃料的燃烧产生热量转化为电能，此过程会消耗大量煤炭资源，为了能够降低煤炭等不可再生资源的消耗，开展锅炉节能降耗的研究是非常必要的。

火力发电锅炉运行时不但会产生有效驱动能源，同时也会产生有害物质，会对周边空气造成较大危害。另外，锅炉运行时若煤炭燃烧不充分就会造成较大的资源浪费，同时也会对锅炉燃煤效率造成影响。因此，火力发电厂要提升锅炉燃煤效率，提升电厂生产效率，实现锅炉的节能降耗，才能为火力发电厂可持续发展打下良好基础。

3 火力发电厂锅炉运行耗能方面的问题分析

3.1 燃料质量较差

火力发电锅炉运行时主要通过燃烧煤炭等原料作为动力，因此煤炭等原料的质量直接影响着锅炉的能耗情况。现阶段，绝大部分电厂都采用原煤作为主要燃料，原煤含有大量杂质会对燃烧效率造成较大影响。同时不同类型的原煤在品质方面具有较大的差异，往往造成燃烧时产生不同的效果。火力发电厂锅炉燃烧原煤时最容易出现的问题就是燃烧不够充分，这也是造成锅炉热量无法达到设定指标的根本原因[1]。同时，燃料质量较差也会造成锅炉燃烧过程不够稳定，燃烧时会产生大量煤渣，随着产生的煤渣量不断增加，燃烧所造成的燃料浪费也越严重，若是不对这些残渣进行有效处理也会对周围环境产生较大影响。

3.2 锅炉运行中存在的问题分析

水资源作为锅炉运行过程中的重要资源，对锅炉的运行效果具有重要影响，若锅炉用水的水质不满足标准必然会对锅炉运行造成影响，所以要严格控制水资源。但是某些锅炉的水处理设备相对落后，所用水纯度无法满足标准规定，运行过程中水中杂质容易附着在锅炉内壁上，随着时间的积累会产生大量水垢而增大锅炉资源消耗量，同时对锅炉运行稳定性也会造成影响。另外，对于火力发电锅炉来说，其能耗较高的重要原因之一就是运行负荷较低，负荷不能满足锅炉高效运行时必然造成资源浪费，同时也会造成能量传输效率低下[2]。锅炉低效运行会产生频繁熄火的情况，使燃料无法充分燃烧，从而增加锅炉的能耗。

3.3 锅炉设备存在质量隐患

火力发电厂所采用的锅炉质量不过关，会直接影响到锅炉设备运行的可靠性，不但运行过程中故障率较高，同时会损坏大量锅炉设备，这对锅炉的运行效率以及经济性等都造成较大影响，也会造成资源的浪费，无法达到节能降耗的目标。同时，某些电厂所用的锅炉设备存在老化的情况，直接造成锅炉运行时产生多余的能源消耗。尤其是锅炉在运行较长时间后不但产生了大量磨损，同时也会在内部产生很多炉渣而影响换热效率，造成能源浪费。

3.4 运行控制水平较低

火力发电厂锅炉运行时缺少对整个过程的有效监管，电厂锅炉运行更依靠经验丰富人员的管控，而缺少现代高水平智能化管控措施，造成锅炉的运行控制始终处于较低水平，很难确保锅炉始终处在最佳的状态运行，从而造成燃料的燃烧不够充分，锅炉的运行效率较低，造成资源的浪费。

以华电四川广安发电有限责仼公司（简称广安电厂）为例，其SCR区锅炉存在着漏风、氧量参数不准等安全隐患，从而造成氨过喷。广安电厂#32（300 MW）炉满负荷用氨量120～150 kg/h，不正常情况下炉满负荷用氨量220～260 kg/h，不仅大量耗氨，而且造成空预器的堵塞（空预器压差达2000 Pa），从而影响引风机电耗。满负荷情况下引风机正常电流为240 A左右，堵塞时高达310 A，每小时多耗电1100 kW·h。有时因堵塞严重导致机组负荷不够，产生大量不合格电量，甚至造成引风机失速的不安全情况[3]。

4 火电厂锅炉节能降耗解决方法

4.1 加强锅炉选型以及燃料选定管控

为了进一步提升火力发电厂锅炉运行水平、实现节能降耗的目标，在选择锅炉类型以及燃料过程中，要充分考虑短期投资、长期经济效益等各方面的因素，确定两者之间的关系。所选锅炉要确保较高可靠性，同时，也要便于进行检修维护，能够有效降低锅炉后续的维护成本，更便于提升锅炉的整体经济效益。在燃料选定过程中，要确保掺配不同煤种的合理性，所配置的燃料一定要匹配锅炉的燃烧特点，从而提升燃煤的利用率，实现节能降耗的目标。广安电厂煤源有100多个供煤单位，大量采购陕西、新疆的高热、高挥发煤种，能够提升燃烧利用率，降低能耗[4]。

4.2 优化电力锅炉的运行方式

优化火力发电厂电力锅炉的运行方式，能够进一步提升锅炉的燃烧效率，实现节能降耗的目标。运行方式的优化往往要根据锅炉基本设备的实际情况来进行，火力发电厂运行管理人员要认识到节能降耗的重要性，将节能降耗理念充分融入火力发电厂运行过程中，同时要按照火力发电厂的设备以及具体运行情况制定有针对性的优化改进方案。

从广安电厂的实际情况来看，排烟温度控制在130～135℃左右最为合适，夏季一般停投暖风器，冬季根据负荷情况调整暖风器投运组数。积极组织开展小指标竞赛，每月对小指标进行绩效考核，管理人员每天对前一天的指标进行数据分析，及时找到异常指标的原因并立即整改。运行人员通过实时数据系统读取数据并计算其指标所处水平，便于及时调整。

4.3 控制锅炉运行中产生的热量损失

（1）要对空气预热器存在的漏风问题加大管理以及控制力度，尽量降低空气预热器中漏风情况产生概率，确保锅炉燃烧时能够提供大量氧气，进一步提升锅炉燃料利用率。广安电厂定期查锅炉漏风控制SCR区氧量，加强参数监视、定期标定热工参数，严格控制喷氨量。

（2）要进一步加强对制粉系统的控制，最大限度减小制粉系统的能源消耗，同时也能够确保锅炉运行时尽量降低飞灰和大渣含碳量。为了降低300 MW锅炉燃烧器的烧损风险，需要提高一次风压至4.5 kPa，降低一次风温至220℃以推迟着火。针对粉仓温度易高，造成下粉不畅的情况，要定期降粉，控制磨煤机出口温度。

（3）锅炉燃烧运行前要彻底清理锅炉内部特别是空预器内各种煤渣等杂物。锅炉运行时，提高空预器吹灰压力（提高到2.0 MPa）和吹灰频次。加强空预器压差交接班管理，如果压差高持续时间太长就无法吹灰解决（广安电厂每8 h向管理人员发送7 d空预器压差、负荷曲线）。锅炉停运后用高压冲洗水进行冲洗。另外，要定期对空预器、吹灰器枪管进行检查、维护。枪管一般不容易断裂，但运行中断裂将无法重新安装，断裂后易造成空预器卡跳，对空预器造成损坏且机组运行中处理十分困难[5]。

（4）要进一步加强对锅炉温度的控制，避免锅炉由于燃烧温度过高而造成热量损失，稳步提升锅炉的运行效率。

除了以上措施外，要按照火力发电厂的具体要求在冷水管外部等区域设置保温材料，有效减小锅炉和周围空气间的热量交换，尽量降低周围空气对于锅炉热量产生的影响。

4.4 采用变频等新技术来降低能耗

火力发电厂锅炉运行要辅以风机、水泵等设备，只有这样才可以形成完整的系统，最大限度发挥各部分的作用。实际运行过程中要想确保系统发挥最佳效果，一定要按照具体的生产情况对所用设备进行调控。例如，电厂生产过程中要在风机入口位置设置动叶，通过对其角度的调整来调节风量。但是此种方式会造成风机等辅助设备效率的下降，从而造成能源的浪费，并且此种调节方式更多要依赖工人的技术水平。而现今更为先进的技术则是通过变频的方式控制设备，能够按照锅炉实际运行情况、按照系统所得的反馈信号进行风量、给水量等内容的调节，此种方式不但可以确保锅炉的生产效率，同时也可以进一步降低能源损耗，实现节能降耗的目标。另外，小油枪微油点火也是较为先进的节能技术，广安电厂小油枪微油开机未改造前冷态开机耗油40 t左右，改造后10～15 t。其使用方法为：点火前投运炉底加热系统将锅炉水温加热到110℃以上，小油枪（每支100 kg/h）点火后启制粉系统制粉。在机组并网前只运行小油枪，并网后投运1支大油枪（流量1 t/h）以保证安全。

4.5 进一步完善制粉系统工作性能

锅炉制粉系统对于锅炉内部燃烧情况具有直接影响，所以一定要确保锅炉制粉系统的有效运行，要不断完善制粉系统的工作性能，提升锅炉内部燃烧效率，降低锅炉炉渣以及飞灰含碳量，保证锅炉煤耗满足标准规范要求。在进行制粉系统改造过程中可以优化磨煤机出口分离器等，以此来提高磨煤机出口煤粉的浓度以及细度，从而提升煤粉的燃烧效率。另外，也要定期对钢球磨煤机筒内衬板等进行检查，必要情况下要将其替换，同时要补充磨煤机筒内部钢球等，从而始终确保磨煤机处在最好的工作状态，此种方式可以进一步提升燃煤的效率，有效降低能源消耗。

4.6 提升蒸汽的利用率

对于发电厂锅炉来说，提升蒸汽利用率是非常重要的措施，在运行过程中要特别关注锅炉供气量的分配情况，必须参照机组的总体效率来进行。在锅炉运行效率较高的情况下要承受较高负荷，一旦锅炉处在满载情况下就要参照锅炉运行效率情况合理分配负荷。同时，为了进一步提升蒸汽的利用率，在锅炉运行时也要防止在没做功的情况下进行高压蒸汽的转化。正常情况下可以在锅炉运行初始阶段对排汽量进行控制，从而为蒸汽在锅炉内的合理运行奠定较好的基础。另外，要确保凝汽器内凝结水的质量，进而确保凝汽器运行的稳定性。

4.7 对于蒸汽冷凝水进行回收利用

一般情况下可以通过开式回收以及闭式回收等方式回收利用蒸汽冷凝水。其中开式回收主要就是在输送利用蒸汽冷凝水时确保管路始终处在打开状态，此种蒸汽冷凝水回收利用操作过程相对简单，无须过多资金投入，但是此种回收利用蒸汽冷凝水的能量较小。而闭式回收利用蒸汽冷凝水更多是通过喷射技术来进行处理的，虽然此种操作方式复杂性较高，但是也具有较高的能量利用率，所以在具体锅炉运行中应用概率较大。

5 结语

为了能够降低火力发电厂锅炉运行能耗，要根据电厂的具体情况对锅炉进行有针对性的升级优化，确保锅炉始终处在最佳工作状态。另外，也要进一步提升锅炉运行控制水平，最大限度降低锅炉运行过程中的风险，从而保证锅炉可以高效、稳定地运行。除此之外，为了进一步提升锅炉运行效率，工作人员也要增强自身节能降耗的意识，应用现代先进技术提升对锅炉运行的监管，降低锅炉运行的能源消耗，有效推动火力发电厂健康稳定运行。