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      淺析火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對(duì)策與措施

      2020-09-10 23:30:46姚照宇
      關(guān)鍵詞:節(jié)能減排火力發(fā)電廠

      姚照宇

      摘要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,對(duì)生產(chǎn)與生活用電的需求量也在逐漸加大。在這一背景下,我國(guó)的火力發(fā)電廠在經(jīng)營(yíng)規(guī)模與發(fā)電量等方面都實(shí)現(xiàn)大幅度地提升與發(fā)展。但是在這一過(guò)程中,火力發(fā)電廠鍋爐的巨大能耗也引起相關(guān)部門(mén)和社會(huì)輿論的重視。在本研究中,針對(duì)我國(guó)火力發(fā)電廠鍋爐能耗高的原因進(jìn)行深入分析,并在這一基礎(chǔ)上針對(duì)問(wèn)題制定更加全面的解決對(duì)策和措施。通過(guò)本研究,希望能夠幫助我國(guó)的火力發(fā)電廠進(jìn)一步降低鍋爐的能耗,為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排做出一定的貢獻(xiàn)。

      關(guān)鍵詞:火力發(fā)電廠;鍋爐能耗;節(jié)能減排

      一、引言

      我國(guó)是傳統(tǒng)的電力資源與能源需求大國(guó)。大量的火力發(fā)電廠是當(dāng)前我國(guó)的主要的能源消費(fèi)企業(yè),對(duì)我國(guó)的能源消耗量能夠產(chǎn)生深刻的影響。針對(duì)當(dāng)前部分火力發(fā)電廠能源消耗過(guò)多的問(wèn)題,政府相關(guān)部門(mén)和發(fā)電廠的管理層都提出了很多解決措施。但是在實(shí)際生產(chǎn)中,發(fā)電廠鍋爐存在的一些問(wèn)題仍然對(duì)鍋爐能耗的降低產(chǎn)生嚴(yán)重的消極影響。針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)前很多火力發(fā)電廠技術(shù)和設(shè)備陳舊是導(dǎo)致鍋爐能耗無(wú)法得到有效降低的重要原因。

      因此,針對(duì)火力發(fā)電廠能耗問(wèn)題和節(jié)能減排方法進(jìn)行研究就具備了重要的研究意義和價(jià)值。在本研究中,將主要分析導(dǎo)致火力發(fā)電廠鍋爐能耗無(wú)法快速降低的原因,并在這一基礎(chǔ)上提出科學(xué)的解決對(duì)策和措施。

      二、我國(guó)火力發(fā)電廠發(fā)展情況簡(jiǎn)介

      火力發(fā)電是我國(guó)電力企業(yè)最主要的發(fā)電形式之一。在我國(guó),作為電力行業(yè)的主力軍,火力發(fā)電廠在數(shù)量、經(jīng)營(yíng)規(guī)模與發(fā)電量等方面都得到了快速的提升。

      在進(jìn)入21世紀(jì)之后,我國(guó)的火力發(fā)電發(fā)展水平提升速度呈現(xiàn)出大幅度加快的趨勢(shì)。早在2001年至2005年,經(jīng)國(guó)家環(huán)??偩峙鷾?zhǔn)建設(shè)的火力發(fā)電項(xiàng)目就達(dá)到472個(gè),總裝機(jī)容量達(dá)到344382兆瓦。僅在2004年,相關(guān)部門(mén)審批通過(guò)的火力發(fā)電建設(shè)項(xiàng)目就超過(guò)100個(gè)。

      在我國(guó),正處于運(yùn)行狀態(tài)的火力發(fā)電廠中,最大的就是內(nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司。該公司的總裝機(jī)容量達(dá)到672萬(wàn)千瓦,是世界上現(xiàn)存最大的火力發(fā)電廠[1]。

      三、火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的必要性

      (一)保護(hù)資源與環(huán)境

      當(dāng)前我國(guó)最主要的發(fā)電方式之一就是火力發(fā)電。而在火力發(fā)電廠的運(yùn)行過(guò)程中,需要消耗大量的煤炭、天然氣等能源。大量的能源消耗不僅增加了我國(guó)的能源生產(chǎn)與進(jìn)口負(fù)擔(dān),而且導(dǎo)致煤炭、天然氣等不可再生能源出現(xiàn)了快速消耗。可以說(shuō),火力發(fā)電廠鍋爐能耗問(wèn)題的出現(xiàn)與惡化,對(duì)我國(guó)的能源安全造成嚴(yán)重威脅。同時(shí),煤炭等能源在火力發(fā)電中的大量使用,也導(dǎo)致更加嚴(yán)重的大氣污染。

      例如,在圖1中,火力發(fā)電廠排出的濃煙成為導(dǎo)致霧霾的罪魁禍?zhǔn)字弧R虼?,想要保護(hù)資源與環(huán)境,就必須對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐的能耗進(jìn)行有效地限制。只有如此,才能在維護(hù)我國(guó)能源安全的同時(shí)更加有效的保護(hù)生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[2]。

      (二)提升我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平

      對(duì)于火力發(fā)電廠本身來(lái)說(shuō),鍋爐的能耗過(guò)高,也會(huì)導(dǎo)致其生產(chǎn)成本無(wú)法得到有效的控制。因此,需要針對(duì)鍋爐能耗問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)的研究和解決。

      1. 火力發(fā)電廠能夠通過(guò)節(jié)能減排有效地降低生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)自身盈利能力的進(jìn)一步提升。

      2. 降低鍋爐能耗也能夠促使火力發(fā)電廠合理的降低電力資源的價(jià)格,從而在實(shí)現(xiàn)自身經(jīng)營(yíng)水平提升的基礎(chǔ)上促進(jìn)電力行業(yè)整體發(fā)展水平的進(jìn)一步提升。

      3. 在解決鍋爐能耗問(wèn)題之后,火力發(fā)電廠的總體技術(shù)水平也能夠得到更加有效地提升。

      從這幾個(gè)角度來(lái)看,對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐能耗問(wèn)題加以解決是相當(dāng)必要的。

      (三)為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供穩(wěn)定的電力保障

      對(duì)于電力企業(yè)來(lái)說(shuō),降低鍋爐的能耗,意味著其在單位能耗和時(shí)間相同的情況下能夠生產(chǎn)出更多的電能。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,生產(chǎn)生活用電的需求不斷加大,這一情況對(duì)電力資源的穩(wěn)定供應(yīng)能夠起到非常重要的促進(jìn)作用。

      從這一角度來(lái)看,采用技術(shù)和管理手段對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐的能耗進(jìn)行削減也是相當(dāng)有必要的。同時(shí),在其他條件大致相當(dāng)?shù)那疤嵯?,鍋爐的能耗越高,其在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障的概率也就越高。降低鍋爐的能耗,有利于保障火力發(fā)電廠鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行,從而為電力資源的穩(wěn)定供應(yīng)提供有力的保障。

      四、導(dǎo)致我國(guó)火力發(fā)電廠鍋爐能耗較高的原因

      (一)鍋爐質(zhì)量差

      在我國(guó),一些中小型火力發(fā)電廠為提升自身的經(jīng)濟(jì)效益,在建設(shè)過(guò)程中選擇了質(zhì)量交叉的鍋爐作為發(fā)電設(shè)備。這些質(zhì)量比較差的鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中不僅無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料的有效利用,而且會(huì)產(chǎn)生大量的空氣污染物。

      質(zhì)量比較差的鍋爐還存在運(yùn)行不穩(wěn)定,安全事故發(fā)生率高等問(wèn)題,對(duì)火力發(fā)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重的不利影響。在現(xiàn)階段,鍋爐質(zhì)量參差不齊已經(jīng)成為導(dǎo)致我國(guó)火力發(fā)電廠能耗大幅度增加的最重要原因之一[3]。例如在圖2中,某火力發(fā)電廠的鍋爐就存在能耗高和廢氣排放量大的問(wèn)題。

      (二)燃料質(zhì)量不穩(wěn)定

      在我國(guó)的火力發(fā)電廠中,煤炭是應(yīng)用率最高的燃料(部分技術(shù)比較先進(jìn)的火力發(fā)電廠使用的是燃?xì)忮仩t)。而在使用煤炭發(fā)電的過(guò)程中,相當(dāng)一部分火力發(fā)電廠不會(huì)對(duì)煤炭的質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè),導(dǎo)致煤炭的質(zhì)量不穩(wěn)定。

      在這樣的情況下,很多火力發(fā)電廠使用煤炭發(fā)電的過(guò)程中存在電力供應(yīng)不穩(wěn)定的問(wèn)題。煤炭質(zhì)量不穩(wěn)定導(dǎo)致的另外一個(gè)重要問(wèn)題就是煤炭的使用量和單位時(shí)間內(nèi)的能耗增大??梢哉f(shuō),燃料質(zhì)量不穩(wěn)定是導(dǎo)致火力發(fā)電廠能耗增加的重要原因之一。

      (三)鍋爐故障維修水平有待提升

      1. 導(dǎo)致火力發(fā)電廠鍋爐能耗無(wú)法得到有效降低的另外一個(gè)重要原因就是鍋爐的故障維修水平不高。在一些火力發(fā)電廠中,鍋爐維修的技術(shù)與設(shè)備條件都處于比較落后的水平,維修工作效果的提升,主要依靠維修人員的經(jīng)驗(yàn)和能力。在這樣的情況下,鍋爐出現(xiàn)故障后,維修人員就無(wú)法及時(shí)排除全部的鍋爐故障,導(dǎo)致鍋爐的能耗隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷提升[4]。

      2. 火力發(fā)電廠鍋爐維修的信息化水平處于比較落后的狀態(tài),導(dǎo)致維修人員無(wú)法利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對(duì)鍋爐故障,進(jìn)而導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性隨著時(shí)間的推移進(jìn)一步下降。在圖3中,某火力發(fā)電廠進(jìn)行鍋爐維修時(shí)主要依靠維修人員手動(dòng)進(jìn)行,這種情況也加大了維修人員的工作負(fù)擔(dān)。

      (四)鍋爐使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

      火力發(fā)電廠使用的鍋爐與供暖鍋爐在使用中的最大區(qū)別就是火力發(fā)電廠的鍋爐需要保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

      1. 長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行導(dǎo)致鍋爐的使用壽命消耗給較快,因而其能耗會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)出現(xiàn)進(jìn)一步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

      2. 長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行也導(dǎo)致火力發(fā)電廠鍋爐的檢修時(shí)間比較有限,因而無(wú)法保障鍋爐運(yùn)行狀態(tài)和能耗水平的穩(wěn)定。

      3. 在我國(guó)一些建成時(shí)間比較長(zhǎng)的火力發(fā)電廠,部分鍋爐已經(jīng)處于嚴(yán)重老化的狀態(tài),卻仍然在運(yùn)行,這一問(wèn)題也是導(dǎo)致鍋爐能耗無(wú)法得到有效控制的重要原因之一。

      (五)運(yùn)行控制方式落后

      在火力發(fā)電廠鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中,運(yùn)行控制方式不合理也是導(dǎo)致鍋爐能耗增加的重要原因之一。在我國(guó)一些火力發(fā)電廠中,由于鍋爐的生產(chǎn)時(shí)間較早,性能比較落后,因而缺乏對(duì)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的儀器儀表,鍋爐運(yùn)行狀態(tài)的判斷和控制只能依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。這種情況不利于鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定,也導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行過(guò)程中燃料無(wú)法充分燃燒,進(jìn)而加大能耗與污染。對(duì)于火力發(fā)電廠來(lái)說(shuō),想要有效降低鍋爐的能耗與污染水平,就必須解決這一問(wèn)題[5]。

      五、降低火力發(fā)電廠鍋爐能耗的有效措施

      (一)對(duì)鍋爐進(jìn)行科學(xué)的改造升級(jí)

      為保障過(guò)濾能耗的降低,需要火力發(fā)電廠對(duì)鍋爐進(jìn)行更加科學(xué)的改造和升級(jí)。只有如此,才能保障鍋爐的燃料燃燒充分和燃料的利用效率,降低鍋爐的單位能耗。在具體措施方面有以下兩點(diǎn)。

      1. 火力發(fā)電廠需要對(duì)鍋爐的送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)升級(jí),提升其送風(fēng)和引風(fēng)效果,從而促使鍋爐內(nèi)的空氣更加充分的流通,保障燃料的燃燒與利用效率。

      2. 在對(duì)鍋爐進(jìn)行改造的過(guò)程中,還需要對(duì)鍋爐的熱力輸送效能進(jìn)行進(jìn)一步改善,從而在消耗燃料同樣多的前提下為發(fā)電機(jī)組提供更多的熱能,進(jìn)而在提升發(fā)電機(jī)組工作效率的同時(shí)有效降低鍋爐能耗。

      (二)全面控制燃料來(lái)源和質(zhì)量

      對(duì)于火力發(fā)電廠來(lái)說(shuō),在利用鍋爐進(jìn)行發(fā)電的過(guò)程中需要對(duì)燃料的質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)的控制。有效控制燃料質(zhì)量不僅能夠降低鍋爐的單位能耗,而且能夠有效縮減企業(yè)的生產(chǎn)和采購(gòu)成本,因而具有非常重要的意義。

      1. 火力發(fā)電廠需要在采購(gòu)燃料的過(guò)程中對(duì)不同供應(yīng)商提供的燃料進(jìn)行檢測(cè)和質(zhì)量對(duì)比,并在這一基礎(chǔ)上選擇燃燒熱值和燃效效率更高的燃料[6]。

      2. 在完成煤炭采購(gòu)之后,需要針對(duì)煤炭進(jìn)行全面的檢查和篩選,剔除煤炭中混入的石塊、煤矸石等雜質(zhì),從而在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升煤炭的應(yīng)用效率。

      3. 為保障燃料的燃燒效率和利用率,還可以通過(guò)設(shè)備改造進(jìn)一步增大鍋爐的通風(fēng)效率。

      (三)升級(jí)鍋爐維修技術(shù)

      為有效降低鍋爐的單位能耗,火力發(fā)電廠需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對(duì)鍋爐的維修技術(shù)進(jìn)行更加全面的升級(jí)和改造。只有做到這一點(diǎn),才能在最大程度上保持鍋爐性能的穩(wěn)定性。

      1. 火力發(fā)電廠需要研發(fā)或引進(jìn)更多的先進(jìn)維修設(shè)備和維修技術(shù),提升鍋爐維修工作的技術(shù)水平和維修人員的工作效率。在這一基礎(chǔ)上,火力發(fā)電廠鍋爐的性能就能夠得到進(jìn)一步提升,同時(shí)降低鍋爐的單位能耗。

      2. 為進(jìn)一步加強(qiáng)鍋爐維修工作的效率和質(zhì)量,火力發(fā)電廠需要在鍋爐維修中應(yīng)用更多的信息技術(shù)手段。例如,使用溫度傳感器對(duì)鍋爐溫度進(jìn)行精確的檢測(cè)。在技術(shù)水平得到升級(jí)的前提下,鍋爐能耗就能夠得到更加有效地降低[7]。

      (四)對(duì)老舊的鍋爐和零部件進(jìn)行及時(shí)更換

      為有效降低鍋爐能耗,需要火力發(fā)電廠對(duì)鍋爐或其中的關(guān)鍵零部件的使用狀況進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控,并在這一基礎(chǔ)上及時(shí)更換老舊的鍋爐或零部件。同時(shí),由于火力發(fā)電廠使用的鍋爐屬于大型鍋爐,因而維修和更換的成本相對(duì)較高。為解決這一問(wèn)題,需要做到以下幾點(diǎn):

      1. 需要火力發(fā)電廠對(duì)鍋爐進(jìn)行全面的維護(hù)與保養(yǎng),提升其使用壽命和使用效率,火力發(fā)電廠的生產(chǎn)成本就能夠得到比較有效地控制,從而為企業(yè)更換鍋爐提提供更加穩(wěn)定的資金保障。

      2. 在更換鍋爐零部件的過(guò)程中,需要根據(jù)不同零部件對(duì)鍋爐能耗的影響決定零部件更換的優(yōu)先順序,鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性與能耗的降低就能夠得到更加有力的保障。

      (五)改變落后的鍋爐運(yùn)行方式

      為改進(jìn)鍋爐的運(yùn)行方式,火力發(fā)電企業(yè)首先就必須對(duì)原有的鍋爐進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。

      1. 增加各種對(duì)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的儀器與儀表,從而便于操作人員在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中對(duì)鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行更加科學(xué)的監(jiān)控和調(diào)整,將鍋爐的能耗維持在合理水平。

      2. 針對(duì)鍋爐的不同運(yùn)行狀態(tài),需要建立完善的管理與控制機(jī)制。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是規(guī)定在何種狀態(tài)下需要對(duì)鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整,以保障燃料的充分燃燒和利用效率[8]。

      六、結(jié)論

      綜上所述,在我國(guó),部分火力發(fā)電廠的鍋爐能耗長(zhǎng)時(shí)間處于較高的水平,對(duì)我國(guó)的能源安全與空氣質(zhì)量造成比較嚴(yán)重的威脅。由于火力發(fā)電是我國(guó)最主要的發(fā)電方式,因而解決這一問(wèn)題刻不容緩。針對(duì)這一問(wèn)題,本文對(duì)部分火力發(fā)電廠的鍋爐運(yùn)行中存在的影響鍋爐能耗的問(wèn)題進(jìn)行深入研究,并在這一基礎(chǔ)上針對(duì)這些問(wèn)題制定解決對(duì)策和措施。

      通過(guò)本研究,希望能夠幫助我國(guó)的火力發(fā)電廠進(jìn)一步降低鍋爐能耗,從而在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)自身的營(yíng)運(yùn)水平。同時(shí),通過(guò)本研究,也能夠?yàn)榫徑馕覈?guó)的能源與環(huán)境壓力做出一定的貢獻(xiàn)。

      參考文獻(xiàn):

      [1]李銳鋒.火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對(duì)策與措施探究[J].科技風(fēng), 2019,12(30):176.

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      [8]朱貴森.火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能對(duì)策與措施[J].山東工業(yè)技術(shù), 2016,10(23):50.

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