低碳環(huán)境下電站鍋爐節(jié)能措施分析

李飛

摘要：近年來(lái)，在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了能源緊缺危機(jī)，各國(guó)石油價(jià)格不斷上漲，在電力供應(yīng)方面我國(guó)也開(kāi)始面臨困境。在全球資源供應(yīng)不足的大背景下，最大化降低電站鍋爐的各項(xiàng)運(yùn)行成本，是改善電站發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的重要舉措。文章概述了我國(guó)電站鍋爐能耗，從多角度提出了電站鍋爐節(jié)能措施，并重點(diǎn)從技術(shù)角度論述了低碳環(huán)境下電站鍋爐節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：低碳環(huán)境；電站鍋爐節(jié)能；節(jié)能技術(shù)；鍋爐運(yùn)行管理

中圖分類號(hào)：S210文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）03-0132-02

一、我國(guó)電站鍋爐能耗概述

近幾年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)和人們生活用電對(duì)我國(guó)電力供應(yīng)的需求越來(lái)越多，為了不斷適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)日益增長(zhǎng)的電力需求，電力工業(yè)發(fā)電設(shè)備每年的總?cè)萘恳?00GW的速度增加。隨著我國(guó)“節(jié)能減耗”工程力度的不斷加大，以供電煤耗為主要標(biāo)志的電能使用不斷增大。到目前為止，我國(guó)達(dá)到百萬(wàn)千瓦級(jí)別的電力設(shè)備已有10多臺(tái)，由此產(chǎn)生的電站鍋爐的能耗成倍數(shù)增長(zhǎng)。從宏觀來(lái)講，我國(guó)供電用煤消耗如此巨大，主要有4個(gè)方面的因素：一是電站機(jī)組的平均容量與參數(shù)，二是電站所使用的煤種變化，三是機(jī)組負(fù)荷率，四是電站對(duì)節(jié)能減耗的重視程度。電廠有三大主機(jī)，電站鍋爐是其中之一，鍋爐設(shè)備及其運(yùn)行情況，對(duì)整個(gè)電廠的能源利用和經(jīng)濟(jì)效益有著重大的影響。

二、降低電站鍋爐能耗損失的措施

（一）加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行管理

對(duì)電站鍋爐運(yùn)行過(guò)程的節(jié)能管理，是減少能耗、提升經(jīng)濟(jì)效益的最有效手段。

1．鍋爐運(yùn)行動(dòng)力管理。由于電站鍋爐煤耗很大，煤種變化較大，難以把控，要加大對(duì)煤場(chǎng)的監(jiān)控管理，保證煤炭數(shù)據(jù)的真實(shí)性。為了確保鍋爐的節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)，需要根據(jù)煤種的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)力配煤，形成綜合效益最高的摻燒方案，保證經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

2．標(biāo)準(zhǔn)化管理和耗能管理。標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)對(duì)鍋爐運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)如生產(chǎn)指標(biāo)、安全指標(biāo)和燃料指標(biāo)等各方面均做出了規(guī)定，這些指標(biāo)可以為電力生產(chǎn)提供參考數(shù)據(jù)，減少各項(xiàng)工作中的隨意性，實(shí)現(xiàn)耗能管理的制度化。

3．運(yùn)行的參數(shù)管理。對(duì)煤粉顆粒、磨煤機(jī)等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化管理，優(yōu)化一次風(fēng)量和二次風(fēng)量，強(qiáng)化鍋爐吹灰系統(tǒng)的管理，降低排煙熱量，對(duì)鍋爐各部件進(jìn)行定期管理，保證鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4．檢修管理。隨著季節(jié)、煤種和循環(huán)水溫的變化，鍋爐運(yùn)行狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，定期對(duì)鍋爐進(jìn)行檢查和修復(fù)，并保證鍋爐檢修之后可以一次成功啟動(dòng)。

（二）運(yùn)行過(guò)程中加強(qiáng)調(diào)整，降低鍋爐損耗

電站鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化管理，若要降低鍋爐的能量損耗，需要重視排煙的熱量損失和燃燒的熱量損失。在鍋爐運(yùn)行中，降低排煙的熱量損失，一方面可以對(duì)燃燒參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，另一方面可以調(diào)整局部結(jié)構(gòu)；降低燃燒的熱量損失，要重視灰飛含碳量，只有最大程度降低飛灰中的含碳量，才能保證煤炭燃燒效益最大。

（三）研究劣質(zhì)煤種的煤燃燒技術(shù)

當(dāng)前很多電站鍋爐無(wú)法使用劣質(zhì)煤種，雖然煤炭種類很多，但優(yōu)質(zhì)煤畢竟是少數(shù)，當(dāng)這些電站不得不燃用劣質(zhì)煤炭時(shí)，就會(huì)經(jīng)常遇到滅火或者水冷壁磨損嚴(yán)重等問(wèn)題，因此，對(duì)劣質(zhì)煤種的研究技術(shù)就愈加重要。

（四）加大技術(shù)改造，積極推進(jìn)新技術(shù)研究與利用

歸根結(jié)底來(lái)說(shuō)，低碳環(huán)境下加強(qiáng)電站鍋爐的節(jié)能，需要技術(shù)的改造與創(chuàng)新，只有通過(guò)技術(shù)手段才能提升煤炭燃燒效益，降低鍋爐的磨損。同時(shí)，加強(qiáng)技術(shù)研究，積極推進(jìn)新技術(shù)的利用，也是降低鍋爐運(yùn)行安全事故、保證生產(chǎn)順利和安全進(jìn)行的重要手段。

三、低碳環(huán)境下電站鍋爐節(jié)能技術(shù)探究

（一）電站鍋爐風(fēng)機(jī)節(jié)能改造

在火力發(fā)電廠中，風(fēng)機(jī)的動(dòng)力用電是電力生產(chǎn)中用電最多的，由于單機(jī)運(yùn)行效率較低，在較低負(fù)荷下電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)下降，因此導(dǎo)致電路損耗增多，使得電動(dòng)機(jī)的整體運(yùn)行效率降低。在技術(shù)角度來(lái)講，可以通過(guò)高效節(jié)能風(fēng)機(jī)的制作或是風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造兩種突進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)電站鍋爐風(fēng)機(jī)的節(jié)能效益。

1．定制高效節(jié)能風(fēng)機(jī)。根據(jù)以往案例和相關(guān)測(cè)試，通過(guò)更換低轉(zhuǎn)速低壓電動(dòng)機(jī)、雙速電動(dòng)機(jī)以及壓力變頻器等部件對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造，均可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)節(jié)能。在實(shí)際的電力生產(chǎn)中，可以進(jìn)行經(jīng)濟(jì)因素和技術(shù)因素的比較，進(jìn)行高效節(jié)能風(fēng)機(jī)的改造，可以最大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

2．對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造。對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速，可以在很大程度上降低風(fēng)門(mén)擋板的能量損耗，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，更值得注意的是，這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)燃燒系統(tǒng)的線性調(diào)節(jié)，提高動(dòng)態(tài)適應(yīng)性，提高控制的精細(xì)程度。另外，這項(xiàng)技術(shù)操作方便，投入費(fèi)用很少，也可以有效降低電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，增長(zhǎng)工作壽命，降低噪音，優(yōu)化工作環(huán)境。

（二）電站鍋爐在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

隨著科技發(fā)展和電子通訊技術(shù)的發(fā)展，很多火力發(fā)電工廠都引入了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行和高效益運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，這樣一方面可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力生產(chǎn)的智能化和自動(dòng)化管理，有效降低人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)施記錄和監(jiān)視，對(duì)于超出安全生產(chǎn)指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警，最終實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行的最優(yōu)效益和最高節(jié)能。通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電站鍋爐運(yùn)行在線優(yōu)化和燃燒監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)組的節(jié)能目的。

（三）電站鍋爐節(jié)能點(diǎn)火技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在每年用于鍋爐點(diǎn)火和穩(wěn)燃用油量有650多萬(wàn)噸，僅這一項(xiàng)就形成了能源的極大消損，增加了發(fā)點(diǎn)的綜合成本，因此，需要采用電站鍋爐節(jié)能點(diǎn)火技術(shù)，降低點(diǎn)火能耗。電站鍋爐的節(jié)能點(diǎn)火技術(shù)主要有兩種：一是少油氣化燃燒直接點(diǎn)火技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)包含了小油槍和少油點(diǎn)火；二是無(wú)油直接點(diǎn)火技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)主要有等離子和高溫空氣無(wú)油點(diǎn)火技術(shù)，這兩項(xiàng)技術(shù)是當(dāng)前（超）大型發(fā)電廠進(jìn)行節(jié)能點(diǎn)火的主要技術(shù)。

（四）降低鍋爐能損的兩項(xiàng)技術(shù)

前面我們提到過(guò)，降低鍋爐的能量損耗，需要重視排煙的熱量損失和燃燒的熱量損失兩個(gè)方面，從技術(shù)角度來(lái)看，一是采用排煙熱量回收節(jié)能技術(shù)，二是實(shí)現(xiàn)空氣分級(jí)燃燒，降低飛灰含碳量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的綜合效益。

1．排煙熱量回收節(jié)能技術(shù)。降低電站鍋爐的排煙溫度，一直是一大難題，這個(gè)問(wèn)題之所以存在是因?yàn)樗岣g與濕度灰問(wèn)題一直都沒(méi)有解決。利用排煙熱量回收技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，需要突破惡劣環(huán)境的限制，利用冷水通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)低溫省煤，吸收鍋爐排煙的熱量。低溫省煤器的利用，需要客服惡劣環(huán)境的干擾，一是防止煤炭釋放出來(lái)的硫酸的腐蝕，二是要解決潮濕積灰的問(wèn)題。因?yàn)檫@兩大問(wèn)題是目前影響低溫省煤器利用的兩大阻礙。

2．實(shí)現(xiàn)空氣分級(jí)燃燒，降低灰飛含碳量?？諝夥旨?jí)燃燒技術(shù)通過(guò)減少鍋爐中NOX排放量來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益，這項(xiàng)技術(shù)的節(jié)能成本投入低，節(jié)能綜合效益好，這項(xiàng)技術(shù)在優(yōu)化鍋爐運(yùn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)，可以有效降低飛灰中的含碳量，是優(yōu)化排放廢氣的重要手段。

四、結(jié)論

在“低碳、低耗能”宗旨的指導(dǎo)下，電站鍋爐節(jié)能生產(chǎn)也在逐步開(kāi)展。降低電站鍋爐能耗損失可以從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行：加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行管理；運(yùn)行過(guò)程中加強(qiáng)調(diào)整，降低鍋爐損耗；研究劣質(zhì)煤種的煤燃燒技術(shù)；加大技術(shù)改造，積極推進(jìn)新技術(shù)研究與利用。筆者在文中重點(diǎn)對(duì)風(fēng)機(jī)節(jié)能改造、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)節(jié)能、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)節(jié)能、空氣分級(jí)燃燒和排煙熱量回收節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)做了介紹，希望本文可以為電站鍋爐節(jié)能生產(chǎn)的開(kāi)展提供理論指導(dǎo)。

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（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）