燃煤電廠鍋爐和汽輪機(jī)以及輔機(jī)部分的節(jié)能技術(shù)

鐘晨

摘 要：隨著國家社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、國民生活水平的逐漸提高，使得社會對于用電要求以及其需求量日益提升，然而我國現(xiàn)階段正面臨著能源短缺、環(huán)境污染嚴(yán)重等較為嚴(yán)峻的生態(tài)問題，因此工業(yè)的發(fā)展開始以生態(tài)環(huán)境保護(hù)為重要前提。針對電力市場需求量與日俱增的問題，諸多企業(yè)紛紛研究并采取節(jié)能技術(shù)，以提升其供電能力。對于燃煤電廠而言，鍋爐和汽輪機(jī)以及輔機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行效率和質(zhì)量，直接決定了電廠供電能力，因此節(jié)能技術(shù)的開發(fā)和使用，不僅極大程度上為電廠節(jié)約煤炭資源、減少了能源浪費(fèi)的現(xiàn)象，還能有效控制溫室氣體的排放量，降低了環(huán)境污染，對環(huán)境保護(hù)做出巨大貢獻(xiàn)。文章通過分析燃煤電廠中鍋爐、汽輪機(jī)以及輔機(jī)部分設(shè)備，并結(jié)合實(shí)際的電廠工作情況，研究探討其節(jié)能技術(shù)，期望提高電廠輸電水平以及降低環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;燃煤鍋爐;汽輪機(jī);輔機(jī)設(shè)備;節(jié)能技術(shù)

1 使用節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義

1.1有利于降低環(huán)境污染

由于我國在建國初期大力發(fā)展重工業(yè)且對環(huán)境的關(guān)注較少，導(dǎo)致境內(nèi)環(huán)境污染嚴(yán)重。就大氣污染而言，二氧化硫的年均排放量就已接近2000萬噸，其中，燃煤所造成的二氧化硫的排放量則高達(dá)其排放總量的70%-80%。我國對于煤炭的需求量較大，其產(chǎn)量約有50%用于電力工業(yè)，再加上我國所產(chǎn)煤炭約有四分之一是中高硫煤（硫含量超過2%），所以在后期使用過程中，發(fā)電廠所排放的二氧化硫占據(jù)較大比重，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料所示：“若一座容量為1000MW、平均負(fù)荷系數(shù)為0.7的燃煤電廠，其年均燃燒煤炭約為263萬噸，而其二氧化硫的排放量達(dá)到二氧化硫650萬噸/年，除此之外，一氧化碳的排放量為600噸/年、二氧化氮為2萬噸/年、逸出顆粒為3萬噸/年、飛灰為12萬噸/年?！泵禾咳紵a(chǎn)生的這一系列產(chǎn)物排放至空氣中，不僅引起大氣污染，還能威脅國民的生命健康，例如，燃煤產(chǎn)生的顆粒物質(zhì)在空氣中的濃度不斷增大，能夠引起呼吸道疾病的病發(fā)。因而節(jié)能技術(shù)的使用，有助于提高煤炭的利用率，從而減少二氧化硫等污染物的排放，進(jìn)而使得生態(tài)破壞的趨勢得到控制[1]。

1.2提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益

煤炭在我國的工業(yè)發(fā)展中占據(jù)重要作用，其生產(chǎn)成本也相對較高，例如，化工行業(yè)中煤炭的成本占總生產(chǎn)成本的30%，而電力行業(yè)中煤炭成本占總成本的70%。在目前資源短缺的情況下，通過節(jié)能技術(shù)來降低能耗，能夠極大程度上降低生產(chǎn)成本，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。近年來，我國較為重視節(jié)能工作，諸多企業(yè)，尤其是電力企業(yè)也致力于節(jié)能技術(shù)的研究與發(fā)展，已取得不小的成果，例如：“2019年，我國煤炭的消費(fèi)比重下降至58.5%左右，燃煤電廠平均供電煤耗每千瓦時(shí)同比減少1克，全國平均棄風(fēng)率低于10%，而棄光率和棄水率則均低于5%”，但這一能耗水平依舊高于世界標(biāo)準(zhǔn)水平。

節(jié)能減排是目前工業(yè)發(fā)展所倡導(dǎo)綠色觀念之一，通過節(jié)能能夠使得工業(yè)由低效率向高效率、高成本向低成本、高污染向低污染轉(zhuǎn)變，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而使得生態(tài)環(huán)境有所改善，提高國民生活質(zhì)量。

2 燃煤電廠鍋爐的節(jié)能技術(shù)

2.1鍋爐燃燒系統(tǒng)節(jié)能

鍋爐燃燒系統(tǒng)的節(jié)能首先需要對燃煤技術(shù)進(jìn)行改造，目前燃煤電廠使用分層燃燒或者天然氣助燃技術(shù)來代替原有的燃燒技術(shù)。在煤炭燃燒過程中，往往會出現(xiàn)爐排漏煤、配風(fēng)不均等問題，可以將現(xiàn)有鍋爐的爐拱形狀和尺寸、拱區(qū)空間、風(fēng)室進(jìn)行改造;針對鍋爐容易出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，可以使用新型燃煤添加劑以增強(qiáng)灰熔點(diǎn)。從而提高煤炭的利用率。

鍋爐煙氣余熱的回收技術(shù)是影響鍋爐燃燒系統(tǒng)節(jié)能另一重要內(nèi)容。鍋爐煙氣余熱回收技術(shù)主要包含三大部分：一是煙氣余熱預(yù)熱空氣，有促進(jìn)燃料霧化、增加爐膛溫度的作用，此外還能有效減少燃料不完全燃燒帶來的損失;二是煙氣余熱預(yù)熱燃料，即通過升高燃油溫度來提高鍋爐絕熱燃燒溫度和燃油粘度，從而增加爐內(nèi)輻射換熱系數(shù)以增強(qiáng)了鍋爐的熱效率，最終達(dá)到減少能耗的目的;三是煙氣余熱預(yù)熱給水，即增加鍋爐入口介質(zhì)溫度，來減小傳熱溫差，從而有效降低排煙溫度，有利于過?？諝獾目茖W(xué)處理。

2.2鍋爐風(fēng)機(jī)節(jié)能

對于鍋爐風(fēng)機(jī)層面的節(jié)能主要通過變頻調(diào)速技術(shù)和液力耦合器調(diào)速技術(shù)的使用來進(jìn)行。變頻調(diào)速技術(shù)是指交流變頻調(diào)速裝置中微機(jī)控制技術(shù)以及交流電動機(jī)控制技術(shù)，即在燃煤電廠的生產(chǎn)過程中，針對變化的發(fā)電負(fù)荷，對鍋爐的給煤量、風(fēng)量和給水量進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。而液力耦合器調(diào)速技術(shù)是指通過改變運(yùn)行過程中的耦合器工作腔內(nèi)充液量來轉(zhuǎn)變液力耦合器的輸出力矩以及輸出轉(zhuǎn)速，鍋爐使用過程中使用調(diào)速型液力耦合器，能夠有效控制能耗以及保護(hù)燃煤電廠生產(chǎn)過程。

2.3蒸發(fā)冷卻節(jié)能

蒸發(fā)冷卻技術(shù)分為直接蒸發(fā)冷卻與間接蒸發(fā)冷卻兩種，直接蒸發(fā)冷卻裝置受環(huán)境影響較大，例如當(dāng)裝置處于21℃及以上的環(huán)境中，冷卻效果相對較差，因而這一裝置往往在干燥半干燥地區(qū)的發(fā)電廠中使用或者被運(yùn)用于加溫、降溫的環(huán)境下。就適用性而言，燃煤電廠蒸發(fā)冷卻方面的節(jié)能主要從間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)入手。一般而言，間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)是指將水膜覆蓋至換熱器表面，在保證一次空氣、二次空氣的流動呈交錯(cuò)狀態(tài)的前提下，利用循環(huán)水噴淋技術(shù)，使得一次空氣得到冷卻。

3 燃煤電廠汽輪機(jī)的節(jié)能技術(shù)

3.1控制鍋爐的給水溫度

實(shí)際生產(chǎn)過程中，汽輪機(jī)的正常運(yùn)行與節(jié)能和鍋爐給水溫度息息相關(guān)，主要原因是汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生一個(gè)熱量循環(huán)系統(tǒng)，若能控制熱量的傳遞效率，則能較大程度上解決能源消耗問題，而控制熱量的根本途徑就是控制溫度。為了有效提高控溫效果，可以添加高壓加熱器至汽輪機(jī)中來達(dá)到目的。高壓加熱器的添加有效保障了整個(gè)回?zé)嵯到y(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，然而為了保障電廠的生產(chǎn)安全性，則需要的時(shí)刻關(guān)注高壓加熱器中的水位并將其控制在最佳水平。因此，在具體的生產(chǎn)過程中，相關(guān)工作人員需要對高壓加熱器進(jìn)行以下工作：第一，高壓加熱器的換熱管需要進(jìn)行定期清洗、維修、更換;第二，定期檢查水箱隔板的焊接處，確保水箱隔板完全封閉。