电力工程锅炉节能排污技术研究

贵州粤黔电力有限责任公司 韦 荣

当前，我国正处于能源结构调整的关键阶段，电力工程锅炉作为国家能源体系中的核心关键，为了实现低能耗运行，需要对不同的环节进行系统的优化、改造，从而建设出新型能源体系，提高能源转化率。在电力工程锅炉节能运行过程中排污方面的技术优化格外关键，本文以某公司为例，针对当前排污方面存在的问题提出最优的技能控制措施，以实现环境可持续发展和最佳节能控制目标。

1 电力工程锅炉节能排污工作开展要点

1.1 排污工作开展要点

在推进可持续发展的目标下，电力工程领域积极响应，逐步深化生产改革和技术升级。这些举措的核心目的在于提升电力工程锅炉的运行效率和运行质量，从而在降低能源消耗的同时，促进经济效益、社会效益、生态效益得到根本上的提高。然而，锅炉在运行过程中不可避免地会产生一系列污染物，例如锅炉给水蒸发后留下的杂质堆积物，以及锅水中高浓度的盐分、腐蚀物质和沉淀物等，这些都需要经过妥善处理后才能排放。锅炉在运行中，为了保证受热面的内部清洁和汽水品质合格，必须对锅水进行相应的排污处理。

在锅炉运行中，日常排污工作主要是利用重力或压力差，将锅水中的悬浮物、沉淀物以及部分盐分通过排污口排出，这些杂质如果长时间在锅炉内积累，不仅会影响锅水的品质，还可能导致受热面的结垢、腐蚀，从而影响锅炉的传热效率和安全运行。

定期排污主要在锅炉低负荷运行或停炉期间执行，旨在清除在锅炉底部积累的泥渣以及磷酸盐处理过程中生成的软质沉淀物。尽管定期排污的操作时间较短，但其对锅内沉淀物的清除效果却较为显著。而连续排污，也被称为表面排污或上部排污，是一种持续性的排污方式，主要从锅水表面附近排出浓度较高的锅水。这种方式旨在调整锅水中的碱度和溶解固形物，以满足汽水品质标准。连续排污管口一般装在汽包正常水位下200～300mm 处，以连续排出高浓度的锅水[1]。

1.2 排污案例分析内容

某厂作为大型电厂，其中600MW 机组的锅炉在运行过程中，通过连续排污和定期排污相结合的方式，有效地控制了锅水的品质。根据电厂的运行数据，连续排污率通常维持在0.6%～1.2%的范围内，而定期排污则根据锅水的化验结果和泥渣的积聚情况来，确定具体的排污时间和排污量。

本电厂使用的是DG2028/17.35-Ⅱ2型锅炉，该锅炉采用亚临界、中间再热机组设计，与600MW等级的汽轮发电机组相匹配，能够适应汽轮机的定压（滑压）启动和运行。锅炉运用采用二级点火方式，由高能电火花点燃轻油，然后轻油点燃煤粉，采用前后墙对冲燃烧方式。本电力工程中锅炉的主要燃料为周边煤矿产出煤，其煤质较差，低位发热量达到15000kJ/kg。本电力工程中锅炉采用膜式水冷壁作为蒸发受热面，并利用单汽包、自然循环来实现水循环。

此外，炉膛顶部还布置了屏式过热器和屏式再热器。通过调整燃烧参数，如空气过剩系数、燃烧器倾角等，可实现燃料的充分燃烧。在实际应用中，采用燃烧优化技术后，锅炉的热效率提高了2.5%，燃料消耗量减少了约3%。同时，烟气中的氮氧化物含量也降低了约20%。为了降低能耗并实现资源的再次利用，某电厂借助大气式热力除氧器处理锅炉产生的蒸汽。同时，锅炉产生的废水在经过热交换器冷却和加热后，会被安全地排入沟渠。这种处理方式不仅有助于清除锅炉内的泥沙、杂质等污染物，还能有效控制锅炉的利用率，延长其使用寿命。

在电厂优化改革过程中，某电厂成功引入了智能排污工艺。该工艺借助控制器、电导率仪传感器、管道系统等先进设备，有效完成了排污工作。从实际运行效果来看，排污率降低了20%～30%，每年减少了1400t 软化水的使用，同时减少了300t 煤的消耗。经过计算，锅炉的热效率提高了4%。智能排污工艺的应用使本电厂能够将锅水的碱度控制在18～27mmol/l 的范围内，锅水的电导率也被有效限制在800～3200μs/cm。在保持相同的排污量的情况下，每班的累积排污时间缩短至37s。此外，在智能排污模式下，排污总量达到了1683kg，比传统模式提高了1967kg。

在过去的1年中，某电厂通过合理的排污策略，成功地将锅水的含盐量控制在200mg/L 以下，碱度控制在9.0～9.7的范围内，确保了锅炉的安全、经济运行。同时，通过排污回收的热量也进一步提高了电厂的经济效益。此外，某电厂还定期对排污管道和阀门进行检查和维护，确保排污系统的畅通无阻。这些措施的实施，不仅延长了锅炉的使用寿命，还减少了因锅炉结垢、腐蚀等问题而导致的停机事故，为电厂的稳定运行提供了有力保障。

总的来说，通过引入智能排污工艺，某电厂在经济效率、生态效益和社会效益方面都取得了显著的提升。这不仅体现了电厂在推动可持续发展方面的积极努力，也为电厂行业的技术升级和环保改造提供了有益的借鉴。

表1 热力性能参数

2 电力工程锅炉节能排污工作开展技术细节分析

2.1 锅炉节能排污系统设计

排污系统的设计是确保锅炉排污效果的关键环节，从本电力工程锅炉排污工作开展现状来看，合理设计的排污系统能够有效地排除锅水中的杂质和污染物，保持锅炉内部的清洁和正常运行[2]。从某电厂的工作经验来看，在排污系统设计中，首要考虑的是排污管道的布局规划。合理的布局能够确保废水顺畅地排出，避免管道堵塞和泄漏等问题。设计时需要考虑管道的走向、坡度、管径等因素，排污阀门的选型与配置也格外关键，以才能够确保排污的顺畅性和效率。

由上述可知，某电厂在设计锅炉管道的过程中，根据锅炉的实际情况和生产需求，重新规划了管道的走向和坡度，确保了锅水能够顺畅地排出。选用了耐腐蚀、耐磨损的阀门，并配置了自动化控制系统，实现了锅炉排污的精确控制。

尤其是某电厂在燃烧室内，采用了膜式水冷壁作为蒸发受热面，这种设计不仅提高了热效率，还有效地保护了炉墙。同时水循环方面，电厂采用的是单汽包、自然循环、单段蒸发系统，这种系统能够确保水在锅炉内的循环流动更加顺畅，从而提高整体的热效率。燃烧器采用对冲旋流式燃烧器，煤在炉膛内进行充分的燃烧，有效地降低了烟气中的有害物质含量。

在尾部对流烟道中，某电厂配置了低温过热器、低温再热器、省煤器以及空气预热器，这些装置共同协作，对烟气进行深度冷却和高效处理，确保最终排放的烟气达到标准。为了精准调控蒸汽温度，锅炉内还设置了两级喷水减温器，其减温水源自给水泵出口的高加前段。此外，在冷段再热器和热段再热器之间，某电厂加装了再热蒸汽事故喷水减温器，其减温水由给水泵的中间抽头提供。同时，在低温过热器与屏式过热器、屏式过热器与高温过热器之间的管路上，也分别设置了一、二级喷水减温器。这些减温器的布局确保了锅炉在各种运行条件下都能维持稳定的温度，从而提升了整体的安全性和经济性。

值得一提的是，某电厂为了实现自动化管理和精确控制，可引入自动化控制系统。借助智能排污装置，通过设置合理的排污周期、排污量和排污时间等参数，能够实现锅炉排污的自动化控制，再加上炉水加药，提高排污效率和效果。根据前文给出数据来看，自动化控制系统的引入，操作人员的劳动强度得到了降低，还减少了管道的堵塞和泄漏等问题，降低了维修成本和维护工作量。

2.2 锅炉节能排污处理技术

锅炉在运行过程中，其污染物排放速率通常与其容量有关，约占其容量的3%～10%。为了确保锅炉的正常运行和减压后水的再利用效果，需要定期排放锅炉内的污染物。这样做不仅有助于水的分离使用，还能维持锅炉的良好工作状态。

2.2.1 废水处理技术

某电厂格外重视排污处理技术，为了保证锅炉排污效果，在完善锅炉节能排污系统设计的基础上，针对锅炉节能排污处理技术展开进一步分析。以求通过采用合适的处理技术，能够有效地去除锅水中的有害物质，保护锅炉的安全运行，并减少对环境的污染[3]。从实际工作经验来看，废水处理是锅炉排污处理中的重要环节，在实际处理过程中，某电厂重点针对锅炉废水中含有的悬浮物、有机物、重金属等污染物进行处理，综合采用物理、化学或生物等方法，以此最大限度提高处理效果。

从某电厂实际运行情况来看，主要采用了沉淀法、氧化法、离子交换法等，去除废水中的悬浮物、降解有机物以及去除重金属离子。某电厂通过反渗透膜的过滤作用，能够有效地去除废水中的盐分、有机物和微生物等污染物。经过处理后的水质达到了回用标准，实现了废水的资源化利用。每年通过废水回用技术节约了大量的水资源，并减少了废水排放对环境的压力。

2.2.2 烟气处理技术

在工业锅炉的操作中，减少热量损失、加强排放控制尤为关键。鉴于此，某电厂采纳了排烟系统的余热回收技术，旨在最大化地回收余热，显著降低排烟温度，并实现余热的梯级利用。从某电厂应用这一技术后的实际效果来看，不仅降低了排烟温度，且因为采用了高效冷却介质，该技术有效减少了热能浪费，从而提升了锅炉热工设备的整体效能和效率。

在处理过程中，某电厂主要运用了电除尘器和湿法脱硫技术。为了进一步解决烟气中的余热损失问题，电厂在排烟系统中增设了烟气冷却器。该设备利用空气、水等导热介质，将余热有效地传递给锅炉的给水或进气系统，进而通过预热助燃空气和冷凝水达到节能减排的效果。

根据某电厂的试验数据，经过这两种技术处理后，烟气中的粉尘、二氧化硫和氮氧化物的排放浓度分别降低到了远低于国家排放标准的水平。为了验证处理效果，某电厂委托了第三方监测机构进行烟气排放监测。监测结果显示，经过电厂的烟气净化技术处理后，烟气排放浓度不仅远低于国家排放标准。

具体来说，在除尘器之后，烟气冷却器对烟气进行进一步冷却，从而充分利用余热。在使用除尘器装置时，某电厂的工作人员会密切监控进气温度和烟气温度，并结合实际情况采取合理的布局方式，以确保达到最优的余热利用效果。与未处理前相比，某电厂周边地区的空气质量指数（AQI）下降了约20%，二氧化硫和氮氧化物的浓度也分别下降了60%和50%以上。

3 结语

排污处理技术与实践对于锅炉排污效果的提升和环境保护具有重要意义。从某电厂工作经验来看，通过采用合适的废水处理技术和烟气净化技术，能够实现锅炉排污的高效、环保和可持续发展。根据电厂实际运行数据来看，优化后的排污系统使得同时，由于排污过程更加安全可靠。此外，优化后的排污系统综上所述，排污系统的设计与优化对于锅炉排污效果的提升具有重要意义。通过合理的布局规划、阀门选型与配置以及自动化控制系统的引入等措施，能够实现锅炉排污的高效、稳定和可靠运行。