火电厂锅炉汽轮机系统节能环保问题与应对措施

山西华阳集团新能股份有限公司发供电分公司 王永军

在火电厂汽轮机系统工作时，往往存在着能源消耗大、污染环境等问题，对我国生态环境影响较大，阻碍了我国火电厂可持续发展。为保护我国的生态环境，将可持续发展理念落实到位，相关部门应当对火电厂锅炉汽轮机系统进行优化，使其朝着节能环保的方向发展，使火电厂锅炉汽轮机系统的运行水平得到有效提升。

1 火电厂发电系统概述

能量循环是火电厂发电系统的主要原理，这一流程主要包含锅炉、汽轮机以及发电机三个主设备，主要运行依据就是实现能量的转换，将燃料燃烧产生的化学能转化为电能，并对电能进行合理使用，这一流程又被称为朗肯循环。为了使发电过程的工作效率得到提升，往往需要借助两个系统，即蒸汽再热系统和给水回热系统，利用二者之间的相互配合进行发电。但是，因火电机组在发电容量上具有较为显著的缺陷，导致在选择热力系统时，也应当进行区分[1]。

2 火电厂锅炉汽轮机系统节能环保的价值

2.1 促进火电厂转型升级

在人们用电需求不断增长的背景下，火电厂也应当在能源革命的背景下实现转型升级，而使锅炉汽轮机系统呈现出节能环保发展的趋势，则为火电厂的转型升级提供了重要的保障。能源转换、汽轮机改造作为提升锅炉汽轮机系统节能性和环保性的重要措施，其也是提升火电厂运行稳定性的主要手段，均对火电厂的转型升级具有一定促进作用。

2.2 降低生态环境污染

由于火电厂自身生产经营理念以及技术理念的不成熟，导致其在电力生产中往往会造成资源的浪费，还会排放大量的有害气体以及有害物质，对生态环境造成严重的污染。而对锅炉汽轮机系统运行过程中出现的节能环保问题进行解决，能够有效提升火电厂对资源的利用效率，以及对有害气体、有害物质无害化处理，降低火电厂对生态环境的污染。

3 火电厂锅炉汽轮机系统节能环保问题

3.1 节能问题

3.1.1 煤炭资源消耗问题

随着我国科学技术水平不断发展，越来越多机械设备的出现为人们的生活提供了便利，而在火电厂运行过程中，锅炉汽轮机作为其中较为重要的机械设备，目前市场上多数汽轮机的容量相对较小，使得其在对燃料进行燃烧的过程中，难以对燃料燃烧充分，而煤炭资源作为火电厂发电的主要燃料，导致火电厂在运行的过程中，常会造成大量煤炭资源的消耗，这是锅炉汽轮机在运行过程中存在着较为明显的节能问题。

3.1.2 水资源消耗问题

为使火电厂汽轮机运行效率得到提升，锅炉汽轮机系统的运行通常会采用给水回热系统以及蒸汽再热系统，而在这两个系统运行时，往往会出现水资源大量消耗的情况，造成水资源的浪费，这也是其中存在的另一重要节能问题。

3.2 环保问题

3.2.1 二氧化硫气体排放问题

锅炉汽轮机的运行对于能源的需求相对较大，而其中需求量最大的能源类型就是煤炭。由于煤炭中含有少量的硫元素，火电厂在燃烧煤炭的过程中，会存在着一系列的化学反应，进而造成二氧化硫气体的排放，这一气体对于我国空气质量，以及生态环境都会造成较为严重的影响和破坏。如果火电厂在运行的过程中未对二氧化硫气体的排放进行控制，那么二氧化硫气体会深入到大气层，在空气湿度不断上升的情况下，会引发酸雨。由于酸雨具有较强的腐蚀性，其不仅会对生态环境造成严重的危害，甚至还会对建筑物表面进行腐蚀，甚至还会对农作物进行腐蚀，不但会使土壤的肥力下降，河流水质下降，农田附近生态系统遭到破坏，还会使农民遭受严重的经济损失[2]。

3.2.2 二氧化碳气体排放问题

锅炉汽轮机在发电过程燃烧煤炭，在产生二氧化硫气体的同时，还会释放大量的二氧化碳气体，其对于生态环境也会造成一定程度上的影响，引发温室效应，导致全球气温不断提升，还会引发更多的环境问题等。从实际情况来看，火电厂锅炉汽轮机在运行的时候会产生大量的二氧化碳，对周围空气以及环境造成严重的污染，往往会对周围居民的生活质量产生严重的影响，甚至还会危害周围居民的身体健康。而在锅炉汽轮机系统发电时，如果不能够使用其他资源代替煤炭资源，或难以降低煤炭资源的消耗量，那么则无法对目前环保问题进行解决，甚至还会导致这一问题变得愈加严重。

3.2.3 废渣、废烟排放问题

锅炉汽轮机在对燃料进行燃烧的过程中，会产生大量的废渣和废烟，如果对产生的废渣未进行妥善处理，那么则会对汽轮机的运行效率产生一定影响，使其运行效率不断降低，在运行过程中会无形增加能源的消耗量。除此之外，火电厂锅炉汽轮机系统释放的废烟当中也含着二氧化硫气体，随着温度的升高，二氧化硫气体会对火电设备进行腐蚀，会使火电设备运行效率降低[3]。

4 火电厂锅炉汽轮机系统的节能环保对策

4.1 增强火电厂工作人员节能环保意识

从可持续发展角度看待锅炉汽轮机系统运行中出现的节能环保问题，想要对该问题进行应对，首先就应当增强火电厂工作人员的节能环保意识，使其认识到节能环保的重要性。所以，火电厂管理者应当制定节能环保相关标准规章制度，并将其作为一项常态化的管理工作，将节能环保落实到火电厂实际的运行当中，使全体工作人员都能够对其高度重视。除此之外，在火电厂日常的管理工作当中，还应当加强节能环保的主题活动或是讲座，宣传节能环保的重要性以及节能环保的措施等，还可以引进节能环保的技术型人才，使其开展培训活动，对火电厂的工作人员进行培训，使全体工作人员的节能环保意识得到提升。

4.2 改进火电厂锅炉汽轮机的整体结构

为了落实节能环保的理念，降低火电厂锅炉汽轮机系统运行中对煤炭资源的大量使用，以及对危险废物的大量排放，火电厂还应当加强对汽轮机结构和功能的改造。

对锅炉设备的改造。锅炉设备上现有蒸汽吹灰系统，工作人员需要对蒸汽吹灰系统进行优化与改造，并将蒸汽吹灰系统改造为声波阵列式激波吹灰器，对高温过热器低温过热器积灰进行彻底吹灰，有效降低锅炉受热面积灰程度，提高锅炉效率，降低能源消耗。除此之外，火电厂工作人员利用保温材料，提升锅炉的保温效果，保证其热量储存效果，还能够采取改造高压缸和低压缸结构的方式，使高压缸的阻力得到降低，低压缸的生产效率得到提升，进而实现节约能源的效果[4]。

4.3 降低火电厂二氧化碳排放

锅炉汽轮机在运行时会产生二氧化碳气体，大量二氧化碳气体的排放，通常会对空气质量产生负面影响，破坏生态环境。而在我国碳中和发展目标之下，火电厂的首要目标就是降低二氧化碳气体的排放量，在火电厂发电效率和生产效率不受影响的情况下，降低对煤炭资源的依赖性，采用其他能源代替煤炭资源，如企业可利用燃料电池代替煤炭，完成一系列的生产工作。除此之外，想要实现碳中和的目标，还可通过改善锅炉设备基本功能的方式，提高资源的利用率，或是对电源进行优化，升级电力系统。

4.4 加大对脱硫技术的研究和应用力度

二氧化硫作为火电厂锅炉汽轮机系统运行中产生的另一危害性气体，火电厂应当对二氧化硫气体的排放进行有效控制，这样才能够达到节能环保的效果。而想要对这一问题进行处理，需要火电厂加强对脱硫技术的研究和应用，但是在实际中依旧存在着应用成本高、稳定性差等方面的问题有待解决。火电厂可以借助碳基材料的吸附性特点，对产生的硫化物进行提取，并通过脱硫处理的方式，对废烟中的二氧化硫气体进行处理。除此之外，工作人员还可在锅炉附近设置脱硫装置，对二氧化硫其他的排放量进行控制。对脱硫技术进行应用，还能够有效降低煤炭资源使用量，降低二氧化硫其他的排放，形成良性的循环，进而应对锅炉汽轮机系统在运行过程中出现的节能环保问题[5]。

4.5 提高火电厂工作人员职业综合素养

为确保锅炉汽轮机系统运行的节能环保效果，火电厂需要进行专业管理团队以及专业技术团队的构建，加强对锅炉汽轮机系统运行整体流程的监督和管理。首先，对于新人员的聘用来说，火电厂应当引进大量高质量管理人才和技术人才，对现阶段先进科学技术进行合理地使用，特别是自动化技术，能够有效增强锅炉汽轮机系统的节能性和环保性。其次，对于老员工的培训来说，火电厂应当聘请相关行业高端人才，通过专业化、系统化培训的方式，对火电厂的全体员工进行培训，使全体员工的知识与能力得到提升，并将知识与能力应用到实际工作当中，提升火电厂锅炉汽轮机系统运行和管理的专业化水平。

除此之外，火电厂还应当对自身的监管体系和奖惩体系进行完善，对表现优异，有突出贡献的员工进行奖励，对其中工作表现较差、经常出现工作失误的员工进行惩罚，进而提高火电厂的专业化水平，对锅炉汽轮机系统运行的各个流程进行严格的管理，增强其管理效果，提升整体流程的节能环保性。

4.6 火电厂排放废渣的综合性应用

火电厂锅炉汽轮机系统运行过程中产生的废渣的主要成分为硅、铝、铁、钙等元素，这些元素具有较强的应用价值，可以将其作为建筑工程建设当中的建筑材料，如果能够实现对废渣的回收和利用，不但可以提升火电厂锅炉汽轮机系统的环保性，还能够降低建筑材料的采购成本。

火电厂锅炉、火电厂锅炉汽轮机系统分别如图1、图2所示。

图1 火电厂锅炉

图2 火电厂锅炉汽轮机系统

5 结语

综上所述，在现代社会中，电力已成为人们生活和工作中不可或缺的能源，而火电厂是电力供应的主要来源之一，火电厂往往采用锅炉汽轮机进行发电，且存在节能环保问题，为了贯彻我国可持续发展的理念和原则，火电厂应当采取有效的措施，对节能环保问题进行应对和解决，这样才能够使火电厂朝着节能环保的方向进行转型和升级。