王彥忠,朱善淳

(中電國(guó)瑞物流有限公司,安徽 淮南 232089)

大型火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗探討

王彥忠,朱善淳

(中電國(guó)瑞物流有限公司,安徽 淮南 232089)

大型火電廠是能源消耗大戶,鍋爐作為其主要熱力設(shè)備,開展對(duì)應(yīng)的節(jié)能降耗工作勢(shì)在必行.從大型火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的重要性切入,提出若干策略建議,以幫助提高火電廠鍋爐節(jié)能降耗水平.

火力發(fā)電廠;鍋爐;節(jié)能降耗;技術(shù)改造

節(jié)能降耗工作的開展不但能緩解能源供需矛盾,還有助于緩和嚴(yán)峻的環(huán)境保護(hù)形勢(shì),對(duì)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略意義重大.大型火力發(fā)電廠燃煤則是重要的能源產(chǎn)出,其發(fā)展趨勢(shì)是經(jīng)濟(jì)與能源發(fā)展的重點(diǎn).在現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)生活中,火力發(fā)電廠燃煤占據(jù)重要地位,在二次能源消費(fèi)構(gòu)成中占據(jù)很大比例,如何降低耗煤量,尤其是鍋爐耗煤量,加強(qiáng)對(duì)粉煤灰的經(jīng)濟(jì)性運(yùn)用,這是火力發(fā)電領(lǐng)域研究的重要課題.

1 大型火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的重要性

大型火力發(fā)電廠其本身的規(guī)模偏大,并且其燃料是主要是利用石油、煤炭以及天然氣等作為主體燃料的電能生產(chǎn)廠,其原理在于將鍋爐之中的燃燒燃料加熱水,這樣就可以將其轉(zhuǎn)變成為高壓高溫水蒸氣,將原本的燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成為熱能,進(jìn)而推動(dòng)汽輪機(jī)的旋轉(zhuǎn),又將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的持續(xù)性旋轉(zhuǎn),最終轉(zhuǎn)變成為電能.

大型火力發(fā)電廠目前普遍存在耗費(fèi)大量能源、嚴(yán)重污染環(huán)境的現(xiàn)象,為降低這些現(xiàn)象的負(fù)面影響,需積極踐行節(jié)能降耗理念,在火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行環(huán)節(jié)堅(jiān)持開展節(jié)能降耗工作.其重要性主要通過以下幾個(gè)方面來(lái)體現(xiàn).

一是降低成本,因?yàn)榇笮突鹆Πl(fā)電廠使用的大多都是不可再生的煤炭、石油、天然氣等資源,不斷使用這些資源,這些資源就會(huì)不斷減少,資源成本勢(shì)必越來(lái)越高,實(shí)行節(jié)能降耗就能用最少的能源生產(chǎn)出最多的電能,減少成本投入;二是強(qiáng)化生態(tài)環(huán)保,因?yàn)榇笮突鹆Πl(fā)電廠在生產(chǎn)電能時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量廢棄物,包括粉煤灰、一氧化碳、二氧化硫等,不僅污染空氣,還危害人體健康,所以必須對(duì)鍋爐實(shí)施節(jié)能降耗,強(qiáng)化生態(tài)環(huán)保;三是促進(jìn)發(fā)展,即大型火力發(fā)電廠在各種發(fā)電類型中占據(jù)重大比例,但能源在不斷減少,其運(yùn)行和發(fā)展會(huì)受到阻礙,如果加強(qiáng)鍋爐節(jié)能降耗就能處理好火電廠、能源、自然環(huán)境等的關(guān)系,有利于火力發(fā)電事業(yè)發(fā)展.

2 大型火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的策略建議

2.1 積極應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)

(1)應(yīng)用分層給煤燃燒技術(shù).通過這一技術(shù),主要是對(duì)鍋爐燃煤的顆粒進(jìn)行篩選與細(xì)分,如果從煤倉(cāng)進(jìn)入鍋爐給煤機(jī)進(jìn)煤口的燃煤顆粒大小不一,利用滾筒本身的轉(zhuǎn)動(dòng),在表面的螺紋鋼的撥動(dòng)之下,燃煤顆粒就會(huì)直接進(jìn)入到下部的篩網(wǎng)之中,受到機(jī)械以及離心力的作用,就會(huì)將最大的燃煤煤塊送入最下層,直徑中等的則處于煤塊之上,而直徑最小的則處于最上層,這樣就可以實(shí)現(xiàn)分層的燃燒以及分層給煤,確保整體的充分燃燒.應(yīng)用分層給煤燃燒技術(shù)之后,就能改善鍋爐爐排的通風(fēng)性能,最終將因?yàn)槊軐?shí)以及不透風(fēng)所引起的材料損失的問題逐一改善,提高燃燒效率.同時(shí),有助于提高大型火力發(fā)電廠鍋爐對(duì)燃燒變化煤種的適應(yīng)能力,增大燃燒動(dòng)力,增強(qiáng)風(fēng)煤混合能力,杜絕發(fā)生斷火現(xiàn)象,不再被只燃用設(shè)計(jì)煤種才可確保鍋爐效率最大的情況所局限,直接燃用有較低熱值的劣質(zhì)煤種也能提高燃燒效率,做到真正意義上的節(jié)能.

(2)應(yīng)用循環(huán)流化床鍋爐技術(shù).循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)能促使大型火力發(fā)電廠鍋爐在流化狀態(tài)下進(jìn)行燃料的燃燒,確保連續(xù)燃燒能力以及爐膛溫度.由于重力以及配風(fēng)作用,就能進(jìn)行粒子的懸浮燃燒,如果燃煤顆粒較粗,可以直接在下部進(jìn)行燃燒,如果燃煤顆粒較細(xì),則選擇在上部燃燒.之后,通過旋風(fēng)分離器來(lái)搜集煙氣之中的粗粒子,之后使用返料器,直接將其送入到燃燒室之中進(jìn)行循環(huán)的燃燒,這樣就能達(dá)到充分燃燒的目的,提升能源的利用率.在多種煤種中都可以使用循環(huán)流化床,并且燃燒效率較高,可以減少固體顆粒物的量,并且環(huán)保優(yōu)勢(shì)以及節(jié)能降耗非常明顯,是一種可以加強(qiáng)推廣,廣泛應(yīng)用的燃燒技術(shù).在循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)應(yīng)用之后,讓原本熱值較低的劣質(zhì)煤在鍋爐之中的使用成為了可能,并且也可以實(shí)現(xiàn)煤炭資源的高效綜合利用.

(3)應(yīng)用煤粉鍋爐燃燒技術(shù).最近幾年,煤粉鍋爐燃燒技術(shù)作為一種新型鍋爐燃煤技術(shù)得到較快的發(fā)展,它的熱效率較高,有顯著的節(jié)能效果,且環(huán)境友好,其總體排放同燃?xì)忮仩t基本相等,并且運(yùn)行的成本也非常低.通過煤粉鍋爐燃燒技術(shù)的使用,就可以找到能夠進(jìn)行傳統(tǒng)鍋爐更新?lián)Q代的可行方案.

2.2 加強(qiáng)鍋爐技術(shù)改造

(1)回用蒸汽冷凝水.從實(shí)踐情況看,國(guó)內(nèi)超過60%的工業(yè)蒸汽鍋爐在改造水處理系統(tǒng)與熱力系統(tǒng)之后能回收利用約80%的蒸汽冷凝水,這在大型火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗改造中也不例外.當(dāng)應(yīng)用回用蒸汽冷凝水的先進(jìn)技術(shù)時(shí),蒸汽冷凝水的平均溫度能超過90℃,回水率高達(dá)95%以上,和未用該技術(shù)改造鍋爐相比,能節(jié)約95%以上的水和30%～40%的燃料.所以大型火力發(fā)電廠要全面應(yīng)用該技術(shù)改造鍋爐,提高鍋爐節(jié)水節(jié)能效果.

(2)利用鍋爐煙氣余熱.大多數(shù)大型火力發(fā)電廠的鍋爐的煙氣排放都屬于中溫?zé)煔?煙氣排放溫度居于230℃～480℃之間,如果嘗試增加空氣預(yù)熱器裝置,向鍋爐燃燒所用空氣傳導(dǎo)煙氣溫度,把它直接轉(zhuǎn)換成熱風(fēng)之后再進(jìn)入到鍋爐爐膛之中,這樣可以在一定程度上節(jié)約燃料的使用量,并且還可以降低排煙氣的問題,減少不必要的浪費(fèi)現(xiàn)象.一般來(lái)說,當(dāng)煙氣排放溫度降低10℃,鍋爐效率就能夠提高1%.大型火力發(fā)電廠煙氣排放溫度過高,不僅說明燃煤燃料不完全、不充分,還說明煙氣里含有大量有害有毒的物質(zhì),浪費(fèi)大量余熱資源,同時(shí)嚴(yán)重污染環(huán)境.通過改造鍋爐,加裝余熱回收裝置,形成排煙余熱回用系統(tǒng),將鍋爐排放的高溫、中溫?zé)煔庥酂峄厥?利用它生產(chǎn)蒸汽,不但直接利用廢氣,還增強(qiáng)爐膛的燃燒,減少排煙熱損失以及鍋爐散熱損失,在余熱裝置里清除大量煙塵,大大減少鍋爐煙氣排放中的有害有毒物質(zhì),減少環(huán)境污染,同時(shí)改善操作人員的工作環(huán)境.

(3)改造鍋爐控制系統(tǒng).一方面,對(duì)鍋爐輔助系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能降耗改造.大型火力發(fā)電廠鍋爐燃燒效率由主要輔機(jī)協(xié)同配合來(lái)決定,鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)發(fā)揮著送風(fēng)與排煙的功能,如果用變頻技術(shù)電機(jī)產(chǎn)品,隨著鍋爐的工況適當(dāng)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù),自動(dòng)變頻適應(yīng),就能及時(shí)改善鍋爐的風(fēng)煤配合比,無(wú)需人工調(diào)節(jié),節(jié)約燃料、節(jié)約風(fēng)機(jī)電能,節(jié)能降耗效果顯著.另一方面,對(duì)鍋爐系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能降耗改造.大型火力發(fā)電廠鍋爐自動(dòng)智能控制系統(tǒng)可按照鍋爐負(fù)荷實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整給煤量、給水量、鼓風(fēng)與引風(fēng)量,確保鍋爐燃燒效率最佳.

2.3 科學(xué)調(diào)整鍋爐燃燒

優(yōu)化調(diào)整鍋爐燃燒也是加強(qiáng)節(jié)能降耗的一個(gè)重要策略.一是調(diào)整鍋爐燃用油,優(yōu)化大型火力發(fā)電廠的升爐與停爐工藝,在機(jī)組啟動(dòng)之前,應(yīng)該做好油槍的試驗(yàn),并且在點(diǎn)火的位置投入加熱裝置,以滿足爐水的溫度要求,將啟動(dòng)的時(shí)間縮短;在停爐之前,還需要做好停爐工藝的優(yōu)化,盡量在助燃油未使用之前,就可以將汽機(jī)缸的溫度降至380℃,縮短機(jī)組的冷卻時(shí)間,節(jié)約燃油.二是做好風(fēng)煤配比的科學(xué)調(diào)整,對(duì)于灰分較大的劣質(zhì)煤,可以選擇集中配風(fēng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)粉機(jī)的均勻來(lái)粉;為了滿足制粉的正常出力要求,還需要確保所有的部件都可以靈活的運(yùn)用,避免因?yàn)槎氯麑?dǎo)致帶粉的問題出現(xiàn).三是對(duì)穩(wěn)定燃燒方式的合理使用,達(dá)到節(jié)約能源的目的.在正常情況下,鍋爐的一次風(fēng)總風(fēng)壓為3000Pa,降低一次風(fēng)速,基于粉管不被堵塞,將爐膛的負(fù)壓控制在-20～40Pa之間,讓爐膛出口的含氧量能夠達(dá)到3%～5%左右;在粉機(jī)科學(xué)分配粉量的前提下,為了確保其能夠提前的燃燒,就需要按照配煤摻燒的基本原則,減少助燃油使用量,保證持續(xù)穩(wěn)定燃燒.

當(dāng)然,隨著電力工業(yè)持續(xù)發(fā)展,大型火力發(fā)電廠鍋爐燃煤的粉煤灰排放量正在逐年增加,是現(xiàn)階段影響較大的一種工業(yè)廢渣,如果不合理處理大量粉煤灰,就會(huì)形成揚(yáng)塵,嚴(yán)重污染大氣.如果粉煤灰進(jìn)入水系還會(huì)導(dǎo)致河流淤塞,里面含有的有害有毒化學(xué)物質(zhì)會(huì)污染水資源,危害人體與生物.所以大型火力發(fā)電廠要實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐粉煤灰的資源化利用,銷售給相關(guān)企業(yè)制作水泥、混凝土、粉煤灰磚,或用作土壤改良劑、農(nóng)業(yè)肥料等,在節(jié)能降耗的同時(shí)保護(hù)環(huán)境,優(yōu)化利用資源.

3 結(jié)語(yǔ)

在大型火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗工作中,必須基于火力發(fā)電廠真實(shí)情況,充分認(rèn)識(shí)鍋爐節(jié)能降耗的重要意義,探索完善的節(jié)能降耗技術(shù)措施,同時(shí)加強(qiáng)節(jié)能降耗改造,實(shí)現(xiàn)對(duì)粉煤灰的資源化利用,在提高鍋爐運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低鍋爐能源消耗量,促進(jìn)大型火力發(fā)電廠鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,全面推進(jìn)鍋爐節(jié)能降耗工作的發(fā)展與完善,促使火力發(fā)電廠節(jié)能降耗事業(yè)得以穩(wěn)步前行.

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