火力發(fā)電廠燃煤的節(jié)能措施

袁占偉

國能濮陽熱電有限公司，河南 濮陽 457000

0 引言

在當今提出建設和諧社會、發(fā)展循環(huán)經濟的前提下，在提高火電技術的同時，也要考慮其對不可再生資源與環(huán)境的影響?；鹆Πl(fā)電廠應用的原料主要是煤炭，而煤炭資源是不可再生資源，降低火力發(fā)電廠的煤耗對節(jié)約能源具有重要作用，此外，還能夠在環(huán)保工作中發(fā)揮作用。隨著城市化進程的加快，能源的消耗越來越大，并且能源的利用率較低，浪費現象嚴重?？梢?，在火力發(fā)電廠的運行中對煤炭進行節(jié)能管理非常關鍵，且對火力發(fā)電廠的長期發(fā)展具有重要作用。

1 火力發(fā)電廠的發(fā)展狀況和特點

（1）發(fā)展狀況?；鹆Πl(fā)電是電力發(fā)展中不可缺少的內容，我國雖然已經有部分核電機組，但是火力發(fā)電仍占據重要的位置[1]。當前社會的發(fā)展非常重視循環(huán)經濟，在火電技術發(fā)展方向上也要更加注重對能源和環(huán)境的影響。我國電力的發(fā)展相對滯后，和發(fā)達國家相比在供電消耗方面相對較高。火力發(fā)電廠在全國總裝機容量中占據非常大的一部分，并且基本都是靠煤炭來發(fā)電，對煤炭資源的需求較大[2]。煤炭資源屬于不可再生資源，推行火力發(fā)電廠的節(jié)能管理工作非常必要，且對發(fā)電企業(yè)的未來發(fā)展具有重要作用。

（2）特點。與其他電廠對比，火力發(fā)電廠具有以下特點。①在布局方面比較靈活，不受到限制，裝機容量可以根據具體的需求來制定。②具有較短的建造工期，一次性建造投資較少，是水電廠的一半左右。③耗煤量大，應用在發(fā)電中的煤大約是煤炭總產量的25%，生產成本比水力發(fā)電高出3～4倍。④需要使用的動力設備較多，在一些設備的操作方面具有復雜性，運行費用較高。⑤從環(huán)境方面看，給環(huán)境帶來不良影響。

2 燃煤存在的問題

（1）設備質量問題。大多數火力發(fā)電廠的設備存在問題，相關人員在選擇鍋爐設備時，往往會選擇成本較低的設備，而忽視鍋爐長時間的使用成本，使得設備存在一定的質量問題。這樣就會導致燃料的燃燒效率存在一定的問題，造成能源消耗過多，并且鍋爐設備在后期長時間的使用過程中也會產生較多的問題，如運行不穩(wěn)定、發(fā)生故障情況多，以及經常更換零件等，這就會在很大程度上造成鍋爐能源的浪費[3]。

（2）煤炭質量問題?；鹆Πl(fā)電廠通常是采用層燃燃燒的方式，煤炭質量與鍋爐的燃燒效率有著緊密的聯系。部分供應商供給的煤炭質量較差，有些沒有進行加工就直接銷售[4]，有些煤炭雖然經過了加工，但是供應商為了獲得更多利潤會在其中加入一些原煤，然后再進行售賣，這樣就會降低爐煤的質量，使用這樣的煤炭會導致熱值達不到鍋爐的設計值[5]。使用層燃燃燒的方式進行燃燒時，會出現很多問題，使得鍋爐輸出效率低、煤炭燃燒不夠充分，造成煤炭資源浪費嚴重，并且會帶來環(huán)境污染問題。

（3）鍋爐運行問題。能源的消耗和鍋爐的運行負荷率有著很大的關系，煤炭的質量不達標或者沒有按照規(guī)定來運行鍋爐都會增加能耗。例如，有些煤場是露天式的，在遇到雨季的情況下會使煤質水分增加，嚴重的情況下會導致鍋爐出現熄火情況，甚至損壞鍋爐設備，使得鍋爐設備的能源利用率下降，能源損耗增加[6]。

（4）鍋爐使用時間較長。如果鍋爐使用的時間較長，并且不注重對鍋爐的養(yǎng)護，沒有對鍋爐中的爐渣進行清理，就會影響鍋爐的使用效率，降低受熱位置的熱交換效率，從而出現浪費能源的現象[7]。

（5）鍋爐老化問題。鍋爐使用的時間較長，并且在使用方式上存在一定的問題，再加上一些維修工作沒有做好，設備經過長時間的使用難免會出現磨損、零件老化的情況。一些設備的運行效率就會下降，導致鍋爐的運行時間增加，出現浪費現象。

（6）鍋爐運行控制水平較低。鍋爐一般是按照相關的規(guī)定和標準使用和運行，但是有的火電廠缺少必要的檢測儀表，不能夠實時監(jiān)測鍋爐的運行情況[8]。部分操作人員的專業(yè)水平不夠高，缺乏一定的專業(yè)技能，在工作中往往依據自己的經驗進行相關操作，不能準確地判定鍋爐的運行狀況，致使鍋爐的運行不在最佳的能源利用狀態(tài)。

（7）鍋爐燃油環(huán)節(jié)消耗較大。部分發(fā)電廠沒有使用等離子點火技術，造成發(fā)電廠在啟、停爐的期間對燃油的消耗增加。鍋爐遇到汽機定速而電氣沒有做好并網準備，或者鍋爐達到沖轉參數但汽機沒有沖轉條件等狀況時，就會在很大程度上增加燃油的消耗。相關數據顯示，功率為300 MW的功率機組，啟動一次的油耗量大約需要17 t，因此，做好煤炭管理，科學使用燃料對提高火力發(fā)電廠的經濟效益具有重要的作用，能夠起到節(jié)能降耗的作用。

3 燃煤熱值損失的原因

煤場的周轉率和熱值存在很大的聯系，煤場中煤的儲存時間如果過長，周轉率就會下降，熱值損失也會相應增加。通常情況下，煤場是根據周轉率進行管理的，如果周轉率下降，煤的自身溫度也就升高，導致出現高溫煤，增加熱值損失。部分火力發(fā)電廠為了緩解高溫煤的產生，會在上午、下午對燃料進行測量[9]。相關數據統計顯示，如果高溫煤的溫度超過了一定的限度，會增加熱值損失，存在處理不當的情況時，還會出現自燃現象，降低煤場的安全性。

周轉率降低可以從多個角度進行分析，當前我國部分煤場具有庫存高但儲存量少的問題，如果新煤和舊煤替換不及時，會導致煤的儲存時間延長，進而增加熱值損失。此外，受到天氣的影響，如果遇到連續(xù)降雨的天氣，會使煤場的水分增加，導致煤不能按照正常時間進行替換，使得煤的存儲時間延長[10]。此外，受某些因素的影響造成高溫煤的出現，還會導致煤場中出現較大面積的高溫情況，給煤場造成一定的損失。

4 減少燃煤熱值損失的方法

（1）提高煤場周轉率。增加煤場的容量，能夠提高煤場的周轉率?？梢詫γ簣鲞M行擴建，通過這樣的方式能夠改善舊煤被新煤覆蓋的問題，只有煤場的周轉率提高了，才能夠有效緩解煤場大面積的高溫問題，可以從很大程度上減少熱值的損失。

（2）做好清底置換安排。在煤場管理中，要做好煤的置換工作，在用料中，遵循先進的煤先出、后進的煤后出的原則，防止長時間存煤現象的發(fā)生。若出現高溫煤，要在第一時間對高溫煤進行處理，盡可能減少熱值損失。煤場中煤的種類是不同的，對于這些不同種類的煤要進行不同的燃燒試驗，以詳細、全面了解煤的特性，以及其儲存時間的長短，依據試驗結果對煤進行置換，通過這樣的方式來降低熱值損失，減少清理的時間，提高煤場的周轉率[11]。

（3）完善煤場防雨管理辦法。完善煤場的防雨措施非常關鍵，雨季降水量較多，并且有時會出現連續(xù)降雨[12]。針對這些問題，煤場相關人員要及時找出防范和補救措施。例如，可以增加雨布的覆蓋面積，準備足夠量的編織袋，因為在惡劣天氣來臨時往往會有大風等，做好防范措施，避免煤受到惡劣天氣的破壞，這樣可以保證煤能夠正常進行置換和使用，減少熱值損失。

5 火力發(fā)電廠燃煤的節(jié)能措施

（1）制訂節(jié)能計劃。因為火力發(fā)電廠的具體情況有所差異，所以相關人員要根據火力發(fā)電廠的實際情況制訂完善的節(jié)能計劃，要加強對火力發(fā)電廠節(jié)能環(huán)境的全面分析，制訂節(jié)能計劃和方案，降低能源消耗，提高火力發(fā)電廠的經濟效益。

（2）減少鍋爐的燃料用油情況。在鍋爐停止運行的情況下，要對其進行降溫降壓，如果是300 MW機組，鍋爐的負荷在120 MW時，要打開汽機高、低旁路，并在滑停中科學使用汽機旁路等措施，在不使用燃油的情況下將汽機的缸溫降到最低，減少機組冷卻時間。

（3）改善鍋爐的傳熱效果。鍋爐要能夠達到傳熱的性能。鍋爐在運行期間，主要是使用過熱器、水冷壁、省煤器等進行傳熱，其中水冷壁是最主要的換熱部件。確保其他傳熱部件的正常運行，增加冷水壁的換熱量，可以達到優(yōu)化傳熱的效果，并且能起到節(jié)能的作用。

（4）保證鍋爐的密封性能。鍋爐的運行情況可以反映出火力發(fā)電的效率，一旦鍋爐出現問題，肯定會增加整個鍋爐機組的耗能量，鍋爐漏風就是最常見的問題之一。漏風會增加鍋爐排煙期間的損失，加大引風機的耗能量，并且鍋爐燃燒的能量損失也會有很大程度的提升。提高鍋爐自身的密封性可減少漏風現象，因此要做好鍋爐構件的定期檢查工作，以便在第一時間發(fā)現鍋爐存在的風險，并及時修復，保證設備的正常運行。

（5）合理回收煙氣余熱。鍋爐煙道余熱回收主要是應用空氣預熱器進行，因為受熱面在鍋爐的尾部，所以能夠對鍋爐運行中產生的煙氣余熱進行回收，進而提高鍋爐熱能的使用率，達到節(jié)約能源的目的。

（6）加強管網保溫工作。因為高溫蒸汽管道和其他用熱設備在空氣中暴露時會導致熱能下降，所以要重視其保溫工作，在保證安全性的同時達到節(jié)能的目的。要選擇絕熱性要好、導熱系數低的材料，這樣的材料即使遇到高溫環(huán)境，其機械性能也不會輕易出現變化，同時材料的吸濕指數要低，保證管線不會被腐蝕。管線最好是使用最小管徑的，這樣可以縮短疏松的距離，對維持較小的壓降具有很大作用。

（7）增加煤的利用率。在火力發(fā)電廠中，有三種能量轉換過程：在鍋爐中煤的化學能會轉變?yōu)闊崮?；在汽輪機中熱能會轉變成機械能；在發(fā)電機中機械能會轉變?yōu)殡娔?。能量轉換運用到的設備主要有鍋爐、汽輪機和發(fā)電機，而鍋爐是最基本的設備。鍋爐燃燒會使用到的原料是煤粉，其是利用磨煤機將煤炭磨成細小煤炭顆粒，因為煤粉顆粒是非常小的，但是表面很大，所以能夠吸附大量的空氣，并且其還具有流動性。從制粉系統來看，如果將煤粉磨得粗一些，可以降低磨煤電耗和金屬消耗。在進行煤粉細度的選擇時，要使各項損失降到最低。針對揮發(fā)份高及容易燃燒的煤種，磨制煤粉顆粒均勻的制粉設備或者強化燃燒的鍋爐，其煤粉細度可以稍微大一些，這樣可以在一定程度上節(jié)省磨煤能耗，燃煤的利用率也會有很大提升。

（8）構建完善的數字化煤場管理系統。我國科學技術水平在不斷提高，一些先進的科學管理技術如數字化管理已經被廣泛地應用到各個行業(yè)中，煤場管理也要構建數字化管理系統。當前，很多火力發(fā)電廠的煤場管理依舊采用的是人工管理方法，人工的管理方式不僅會降低工作效率，也會導致很多問題的出現，并且在遇到問題時不能快速、及時進行解決，可見構建完善的數字化煤場管理系統具有重要意義。利用數字化管理系統可以及時了解火力發(fā)電廠的相關情況，對煤炭的儲存量、煤堆的位置、存放時間等都能夠及時掌握，可以為相關工作人員提供準確的數據，為各項工作帶來便利。

6 結束語

火力發(fā)電廠在現代社會電力發(fā)展中占據重要的位置，隨著社會經濟的發(fā)展，人們的生活水平有了很大的提升，對電能的需求也越來越多。煤場管理在火力發(fā)電廠管理中占據重要的位置，提高煤場的管理水平能夠在很大程度上節(jié)省能源。采取有效的措施對煤炭進行管理，可以很大程度上提高煤炭的利用率，減少能源消耗，降低火力發(fā)電廠的發(fā)電成本，對火力發(fā)電廠的長遠發(fā)展具有重要意義。