低碳環(huán)境下電廠鍋爐的節(jié)能措施分析

李碩

摘 要： 21世紀以來，在全球迅猛發(fā)展的同時，能源緊缺問題卻日益嚴重。隨著人類發(fā)展速度的加快和生活水平的提高，其對電力的需求日益增加，但由于全球能源緊缺，我國在電力供應方面也面臨困難，如何在發(fā)電過程中節(jié)約能源成為目前亟待解決的問題。鍋爐是電廠發(fā)電的重要部分，因此鍋爐的節(jié)能措施是至關(guān)重要的。本文首先綜述電廠鍋爐使用現(xiàn)狀，然后簡要概括鍋爐使用原理，并且結(jié)合案例簡要介紹電廠鍋爐存在的問題，最后簡要分析在電廠鍋爐方面的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：低碳環(huán)境 電廠鍋爐 現(xiàn)狀 節(jié)能措施

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）04-0286-02

引言

隨著全球經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人類對能源的需求量大大增加，這直接加快全球能源的使用速度，導致能源緊缺?？萍嫉母咚侔l(fā)展促使人類用電量增加，而煤炭資源緊缺，因而電廠面臨在各方面節(jié)能降耗的問題。首當其沖的就是鍋爐問題，鍋爐是電廠非常重要的一部分，其工作原理很簡單，但在實際操作中有很多問題，如果不能控制好這個過程，將直接導致煤炭資源在發(fā)電的起始部分大量浪費，這是完全可以避免的浪費。而更應該得到關(guān)注的問題是如何在不浪費的前提下，更加充分地利用現(xiàn)有的資源，這需要采取一些實際的措施來實現(xiàn)，為今后的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

一、電廠鍋爐使用和發(fā)展現(xiàn)狀

雖然人類積極探索不同的發(fā)電方式，如水力發(fā)電、風力發(fā)電等，但由于技術(shù)的不成熟，目前中國的發(fā)電方式主要還是火力發(fā)電，但火力發(fā)電所需要的能源是不可再生能源，不可再生能源就像是一座金山，雖然它是現(xiàn)實存在的，但在短時間內(nèi)再生是不可能的，因而現(xiàn)在無異于坐吃山空，并且人類對電力的需求日益增加，使得不可再生能源快速消耗。國家也高度重視能源問題，通過各種補貼或優(yōu)惠政策，鼓勵電廠鍋爐技術(shù)的發(fā)展，提高能源利用率，從而保證國家電力供應且節(jié)能降耗，緩解能源緊缺問題。而國內(nèi)各火力發(fā)電廠也積極響應國家號召，通過對鍋爐的改造提高能源利用率，降低能源成本，從而提高經(jīng)濟效益。目前，中國能源方面的消耗和浪費現(xiàn)象非常普遍，這意味著在節(jié)能降耗方面還有很大的進步空間，需要各個發(fā)電廠廣納人才，研究更多措施和技術(shù)解決能源消耗和浪費的問題，同時解決能源利用率較低的問題。

二、鍋爐使用原理及存在的問題

1.鍋爐使用原理

鍋爐使用時的直接能源是煤，即利用燒煤時產(chǎn)生的熱能加熱水，當水溫到達水沸點時，產(chǎn)生水蒸氣，由于水蒸氣溫度較高，又在高壓條件下驅(qū)動汽輪機，汽輪機可帶動發(fā)電機發(fā)電，即將一次能源碳源變?yōu)槎文茉措娔?。這是將碳中的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程，就是鍋爐的使用原理。

2.鍋爐存在的問題

鍋爐存在的問題主要有三個：燃煤質(zhì)量不穩(wěn)定且多變、平均運行負荷率低、鍋爐控制水平低下。某些企業(yè)用煤作主要燃料，但煤相對來說是客觀存在的，人力無法控制的因素。煤的質(zhì)量以及煤顆粒的大小都會嚴重影響煤的利用率。其中存在煤無法充分燃燒的問題，這就直接導致了煤的浪費。企業(yè)設備的購置是根據(jù)企業(yè)的最大需求進行的，而企業(yè)的重心在利潤最大化，這難免導致鍋爐的運營不能達到最經(jīng)濟化，導致能源投放量比需求大的問題。最后是主觀問題，企業(yè)的日常運營主要靠人工控制，由于個人操作原因，可能產(chǎn)生較大誤差，從而導致能源的浪費。

三、電廠鍋爐方面的節(jié)能措施

1.關(guān)于鍋爐熱能損失問題的研究和解決以減少能源消耗

通過對企業(yè)的調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn)在排煙過程中有極大地熱能消耗，因此可以以此為切入點深入分析節(jié)能減耗的措施，通過優(yōu)化排煙系統(tǒng)可減少熱能損失，降低能源消耗。除此之外，還有鍋爐密封不嚴以及過量鼓入氧氣等問題可能導致熱量消耗，從而造成能源不必要浪費的現(xiàn)象。這也可以作為一個切入點分析降低能源消耗的措施。通過優(yōu)化鍋爐結(jié)構(gòu)，增強密封性來減少熱量的損失，并且精確計算鍋爐內(nèi)氧氣的需求量，以此為依據(jù)鼓入適量氧氣。

2.精確計算鍋爐內(nèi)氧氣需求量來降低能源消耗

鍋爐內(nèi)氧氣量對能源燃燒有巨大的影響，精確、科學地計算出鍋爐內(nèi)特定條件下的氧氣與待燃燒能源的比例，然后進行精準的操作，以達到主觀及客觀條件都符合原定計劃的目的，在兩者兼具的前提下，就可以提高能源利用效率，減少能源消耗，在保證發(fā)電量的同時達到節(jié)能減排的最終目的。

3.優(yōu)化鍋爐結(jié)構(gòu)增加密封性來降低能源消耗

由于企業(yè)重心的不同，其購置的設備可能不利于節(jié)約能源。而為達到節(jié)能減耗的目的，可以通過購置鍋爐結(jié)構(gòu)更好，密封性更強的鍋爐降低熱能的消耗，從而減少能源的消耗。在日常檢查過程中，還要注意排查密封性較差的鍋爐，及時維護鍋爐，在節(jié)能降耗的過程中也可以避免鍋爐損壞，降低重新購置鍋爐的成本，增加企業(yè)效益。

3.1通過控制排煙量減少熱能損失來降低能源消耗

根據(jù)周圍環(huán)境的變化控制排煙量，再根據(jù)排煙量來計算出冷卻風輸送量，這樣動態(tài)科學地控制優(yōu)化排煙量可降低熱能消耗，間接節(jié)約發(fā)電廠的能源及成本，提高企業(yè)效益的同時達到了節(jié)能降耗的目的。

3.2定時清理燃料殘渣避免熱量損失來降低能源消耗

鍋爐使用完畢后，要及時清理燃料殘渣以及煙灰，特別是排煙道部分，如果煙灰或殘渣過多，可能會導致排煙過多時熱量的大量損失，從而造成能源消耗，嚴重時甚至導致排煙道堵塞，影響企業(yè)的正常運營，導致不必要的經(jīng)濟損失。

3.3利用變頻調(diào)速技術(shù)對鍋爐進行調(diào)控以減少能源消耗

如果發(fā)電機與蒸汽驅(qū)動的汽輪機運行速度不一致，就會導致蒸汽驅(qū)動的汽輪機產(chǎn)生遠大于發(fā)電機運行所需的能量，從而導致能源的浪費。某些企業(yè)針對蒸汽驅(qū)動的汽輪機產(chǎn)能遠遠大于發(fā)電機運行所需能量導致能源浪費的情況發(fā)明了變頻調(diào)速技術(shù)。具體措施是通過在鍋爐內(nèi)安裝智能變頻設備來調(diào)控發(fā)動機運行速度，使與蒸汽驅(qū)動的汽輪機相關(guān)聯(lián)的發(fā)動機運行速度適應發(fā)動機不同時間里不同的運行負荷，從而減少因為蒸汽驅(qū)動的汽輪機與發(fā)動機不匹配時能源的消耗，也就是避免能源輸出能量過多導致資源浪費。

3.4通過充分燃燒燃料來節(jié)約能源

能源浪費的一大重要原因就是鍋爐內(nèi)燃料燃燒不充分，因而這是節(jié)能降耗的又一大切入點，可通過科學研究達到燃料充分利用的效果，提高能源利用率。首先應該嚴格控制不同質(zhì)量煤的分層燃燒，保證燃燒率高的煤可得到充分燃燒，而質(zhì)量較差的煤應謹慎采購，如果采購不慎，則應充分利用這些煤，與燃燒率高的煤分開使用，保證兩種煤都能得到充分燃燒。其次是強化鍋爐系統(tǒng)，通過加入各種輔助設備，如鼓風調(diào)速器、溫度傳感器等，使鍋爐內(nèi)控制系統(tǒng)更加科學可信，燃料燃燒更加充分，提高燃料利用率，達到節(jié)能降耗的最終目的。

四、低碳環(huán)境下電廠鍋爐節(jié)能降耗措施總結(jié)

傳統(tǒng)以火力發(fā)電為主的發(fā)電過程中鍋爐階段的能源消耗不僅是發(fā)電過程中能源緊缺的重要原因，也是中國能源日益短缺的重要原因。電廠鍋爐中能源的消耗是造成能源浪費和消耗的重要原因，這與中國目前發(fā)展的方向截然不同，因此發(fā)電技術(shù)的變革異常重要。在能源緊缺的環(huán)境下，尋找更加科學長久的節(jié)能措施對鍋爐進行改造是勢在必行的。對于技術(shù)人員來說，提高能源利用率，迅速建設低成本、高產(chǎn)電、低能耗的節(jié)能技術(shù)是極富挑戰(zhàn)的，但這是長久發(fā)展的大方向，是每個技術(shù)人員都應該努力的方向，也是最終會成為現(xiàn)實的挑戰(zhàn)。

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