火力发电厂锅炉节能降耗的对策与措施研究

吴荣建

（国家能源蓬莱发电有限公司，山东烟台 265600）

0.引言

随着电力体制改革的逐步深入，火力发电厂生产过程中采取必要的节能降耗措施，已经成为未来发展的主要趋势，火力发电厂运行过程中影响其经济性的主要因素就包括主机和辅机设备运行过程中的性能指标以及经济性。根据相关调查研究显示，锅炉运行效率每提升1%，标准煤消耗就会降低3g/kWh～4g/kWh，结合电厂生产现状，在实际运行过程中锅炉是节能减排的关键设备，通过进一步调整锅炉的运行方式切实提高其运行效率，才能够真正实现节能减排的目的。

1.节能降耗的意义

以往火力发电厂主要通过燃烧煤炭来产生热量，然后将热量传导至锅炉，通过加热锅炉中的水产生水蒸气，利用水蒸气推动汽轮机叶轮旋转，最终产生电能，是一种典型的能量传递工程，能够将煤炭的能量逐步转化为电能。在这一过程中锅炉的转换效率以及能源传递过程中产生的消耗是整个运行中的关键环节，采取有效的节能降耗措施能够切实提高整个电厂运行的经济效益。结合我国提出的可持续发展战略，火力发电厂运行过程中要求相关工作人员在设计科学合理的节能降耗结构时，重点关注能源的消耗问题，有效控制废气、粉尘等污染物质的排放，真正实现各种资源的优化配置，既降低了供电成本，又保护了生产环境。通过对各种资源进行科学的搭配，在满足社会发展的前提下，切实提高能源的利用率，才能够促进火力发电厂的良性发展，需要注意在使用节能降耗技术的同时，工作人员还需要做好电能的质量控制和营销工作，确保企业利润最大化[1]。

2.锅炉耗能中的问题

2.1 运行效率低

锅炉运行过程中产生的能耗较高，主要表现为其低负荷运行时间长、升降负荷频繁、启停频繁。如果锅炉的高效运行与其负荷很难契合，就会引发非常严重的能源消耗。锅炉实际运行过程中，如果相关的设计参数很难达到高效标准化的运行需求，其能量传递效率也会逐步下降，很难保证火力发电厂的运行需求，同时锅炉的运行寿命也会受到运行负荷的影响。锅炉实际运行过程中，有时为满足电网要求投入AGC-R模式运行，频繁进行升降负荷，有时为满足电网调峰要求，长时间处于低负荷运行，甚至进行频繁的启停炉，就会影响到煤炭燃烧的充分性，从而加大燃料的燃烧，进一步提高各种能源的消耗，对于锅炉运行中各方面性能的优化也是非常不利的。总而言之，出现这些问题都会对锅炉的运行效率产生极大的影响，为了能够真正实现锅炉运行节能减排目的，相关工作人员需要从这些角度进行综合考虑，从多个角度进行科学合理的设计和优化。

2.2 烟气量和所含的污染物排放多

火力发电厂在实际生产过程中，需要消耗的煤炭资源量非常大，锅炉燃烧产生的烟气量和其所含的污染物排放量远远大于其他废气，这是污染治理的重点。电厂运行过程中，锅炉燃烧产生的烟气中的污染物有飞灰、SO2、NOx、CO、CO2、少量的氟化物和氯化物。这些烟气和所含的污染物气体排放，对大气环境产生极大的污染，当各种污染物的排放量达到一定高度时，会对整个大气层产生极大的危险。当SO2、NOx进入空气中就会出现酸雨的现象，会对建筑物和动植物产生腐蚀，由于这一类型的现象相对比较严重，会对生态系统的稳定性产生极大的破坏，在火电厂运行过程中，必须对锅炉运行系统进行全面的优化和设计，采取有效的节能措施。

2.3 燃料杂质较多

火力发电厂运行过程中，最为主要的燃料就是煤炭。由于煤炭资源的特殊性，在整个生产环节需要消耗的量非常大，市面上原煤的种类非常多，其质量和性能也会存在较大的差异，结合火力发电厂的运行要求以及锅炉的特点，选择的燃煤不同也必将会导致其制粉单耗、燃烧效率存在较大的差异。如果煤炭燃烧都不够充分也会导致锅炉长时间处于临近灭火的运行状态，很难保证锅炉系统的安全稳定运行，甚至在燃烧以后也会出现很多的残渣，进一步降低煤炭的利用率，还会产生巨大的环境污染治理成本[2]。

3.电厂锅炉运行中节能减排措施

3.1 锅炉燃烧技术

相关工作人员在选购燃煤材料时，需要严格按照燃烧的类型进行分类，进一步优化煤炭资源的库存管理。由于部分电厂的工作人员对于煤炭分类重视程度不够，通常认为煤炭只是普通的燃料，并不需要进行分类管理。然而，实际状况是由于煤炭自身的组成成分有区别，其热损耗也会存在较大的差异，为了能够有效减少这种现象的出现，相关管理人员可以通过成立掺配煤工作小组，制定完善的掺配煤组织、技术措施，引入掺配煤智能化设备，加强对工作人员进行全面的教育和培训的方法，来优化燃煤的库存管理。邀请相关的专家和学者组织讲座开展针对性的培训，确保每一位工作人员都能够充分了解节能减排技术的应用要点，确保后期的燃烧工作能够得到充分的优化。另外，电厂管理人员还应该对整个锅炉的燃烧系统进行全面优化，采取更深层次的燃烧技术，对锅炉内部管束结构进行全面优化。举例来说，可以在锅炉粉管、风管上加装测速装置，在风机出、入口加装压力、流量测点，定期邀请电科院或其他研究机构对燃烧情况进行试验，采集的数据及时录入系统，进行大数据对比、及时给出燃烧优化方案和报告，便于工作人员对燃烧及时进行监视和调整，提高燃烧效率。在实际应用过程中还可以利用纤维填充炉墙保护层，然后再使用红外线涂料进行涂抹的方式，减少锅炉系统的散热情况。为了能够从根本上提高燃烧系统的运行效率，在实际工作过程中还可以通过选择合适的助燃剂和添加剂来提高煤炭资源的燃烧效率切实提高锅炉系统的运行水平。

3.2 采用变频技术

为了能够有效降低电厂运行过程中产生的能源消耗和污染问题，也应该对制粉系统、引、送风机风系统进行全面的优化，在实际运行过程中可以选择变频技术，对生产环节的各项参数进行有效的控制，以此来实现节能降耗的目的。例如，为了能够更好地调节风力，一般电厂运行过程中结合实际生产的需要使用对风机入口挡板的角度进行调节使用，这种方式虽然能够有效满足锅炉运行中对于风力的需求，但是其辅助效率较低，也会产生非常明显的能源消耗。现代化电厂运行过程中，对于锅炉辅机运行系统进行了全面的优化，引入了先进的变频技术。通过应用这一技术，能够结合整个锅炉系统反馈的相关信号，对于所需要的风量进行自动化的调整，就能够有效降低工作人员的作业量，切实提高锅炉的生产效率，还能够更好地节约能源，真正实现锅炉运行中节能减排的要求，更好地控制污染物排放参数。

3.3 降低排烟热损失

电厂锅炉实际运行过程中，通过对燃烧流量和空气流量进行控制，确保能够实现最佳空燃比，保证整个电厂生产环节达到最经济性的燃烧，但是由于锅炉具备变量多、非线性特点，煤炭的完全燃烧程度也会对其燃烧效率产生极大的影响。在不同负荷下，空燃比的最佳比值是处于动态变化的；燃料中各种成分的比例也是出现动态变化的，由于受到各种因素的影响，其流量测量也会存在不准确的因素，这些都会对锅炉的热效率产生直接影响。现场运行中，合理减少锅炉通风量，降低烟气含氧量，降低排烟热损失。降低炉膛本体漏风，减少进入炉膛的一次风中的冷风含量，合理控制磨煤机出口风温度，提高空气预热器换热的效果。合理降低火焰中心的高度，调整减温水的使用量。加强受热面吹灰，保持炉膛内各管壁的清洁。加强蒸汽品质监视，排污时掌握最佳的时机，通常在高气压低负荷的状态下进行排污，即有效减少排污量，又提高排污效果[3]。

3.4 锅炉设备监督与控制

四管泄漏对锅炉运行危害非常大。应组织专业人员成立专门的炉膛防磨防爆治理小组，加强四管泄漏治理，利用调停、小修机会，对各炉膛管束磨损情况进行检查，及时提出改进意见，提高设备的可靠性。不同电厂在运行过程中，对于锅炉的配备都有着自身的要求，为了能够更好地满足发电厂运行的实际需求，锅炉的各项运行参数也有着自身特殊的标准。进行节能控制时，也需要根据不同火力发电厂的实际配备情况，对锅炉设备进行科学使用，针对锅炉设备进行优化时，各个火力发电厂应该充分了解目前市场上锅炉发展情况，尽量选择可靠性更高的设备，一旦运行中设备出现严重质量问题，应立即组织专业的人员对锅炉设备进行检修和更新，有效提升火力发电厂锅炉运行效率。

3.5 优化照明系统

一般来说，电厂生产都是昼夜连续进行，因此也对锅炉系统的照明进行了全面的优化和改进，确保在夜间生产过程中能够为工作人员提供明亮的工作环境，在照明系统中也能够采取有效的节能减排措施。为了能够更好地实现节能减排工作的要求，在满足电厂生产需求的前提下，应该对照明系统进行全面的规划和设计。引入智能化的照明控制系统，选择节能型的灯具，通过照明调压器，结合电厂运行的临时和突发性要求，对照明系统进行相应的调节，能够真正实现节能减排的目标。

3.6 远程节能调节控制系统

电厂上级负责安全生产的部门，会让各个电厂加入一套远程节能调节控制系统，主要是能够保证电厂生产环节各项数据的实时传输，在云平台上真正实现同步，方便上级主管部门对各个电厂的能效参数对比。例如，锅炉运行过程中，管理人员和操作人员就能够利用系统随时随地查看现场锅炉的实际状态，对锅炉运行状况进行实时监测，有效减少工作人员的检测次数。结合实际检查数据，按照经验值设计远程运行条件参数，通过设置科学合理的各项参数限值，再利用调节系统对锅炉的各参数进行精准的调控，能够真正满足节能控制的要求，一旦监测系统数据出现故障时，能够立即发出警报同步反馈。

4.结语

火力发电厂锅炉运行过程中，最为关键的就是提升锅炉系统运行效率，加大管控力度，在实际生产环节通过融入节能环保技术，加大对过路运行过程中的管理力度，有效降低能源消耗。在本文中，通过对锅炉燃烧技术、变频技术、排烟热损失、锅炉设备的监督与控制、远程节能调控系统等多个方面对锅炉系统的运行效率进行优化，从而真正实现节能减排的目的，达到理想的设计效果。