火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對策與措施

湖北能源集團襄陽宜城發(fā)電有限公司 韓 鋒

在經(jīng)濟高速發(fā)展的時代下，環(huán)境污染及能源枯竭問題日益嚴峻，因此保護環(huán)境、節(jié)能降耗儼然已經(jīng)成為各行各業(yè)重要的發(fā)展方向，成為世界各國共同關(guān)注的焦點?；鹆Πl(fā)電廠是我國的高能耗單位，而鍋爐作為電力能源的主要生產(chǎn)者，在保證生產(chǎn)正常運行的同時還肩負著節(jié)能減排的重要任務(wù)[1]。因此，在火力發(fā)電廠發(fā)電過程中，要科學分析目前鍋爐能耗高問題的關(guān)鍵原因，合理提出鍋爐節(jié)能降耗的主要措施，對于建設(shè)資源節(jié)約型社會具有非常重要的意義。

在社會高用電量的需求下，火力發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模不斷擴大，鍋爐作為火力發(fā)電廠的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，在保障發(fā)電廠穩(wěn)定運行方面占有重要位置?，F(xiàn)階段，在環(huán)境污染加劇、能源危機日益突出的大環(huán)境下，我國大力建設(shè)資源節(jié)約型社會，因此對于現(xiàn)代火力發(fā)電廠，在保證發(fā)電質(zhì)量的同時還要注重節(jié)能降耗的問題。

基于此，本文以發(fā)電廠鍋爐為切入點，落實節(jié)能降耗問題，首先分析了火力發(fā)電廠發(fā)展生產(chǎn)運行現(xiàn)狀，并通過結(jié)合實際運行情況，指出目前引起鍋爐能耗高的主要原因，科學提出節(jié)能降耗的策略，旨在為火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗工作提供借鑒。

1 火力發(fā)電廠的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會各界用電需求的不斷加大，我國電能供給壓力也與日俱增。一直以來，火力發(fā)電廠是在電能產(chǎn)出方面占據(jù)重要位置，火力發(fā)電廠是通過燃燒煤炭資源來進行發(fā)電，因此，在發(fā)電的過程當中會消耗大量的能源，并且近幾年發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模也不斷擴大，對能源的消耗以及環(huán)境的污染問題也日益嚴峻。目前，對于火力發(fā)電廠的一些關(guān)鍵設(shè)備在燃料能源使用等方面都存在著需要改進的情況，而煤炭本身是一種不可再生資源，并且儲量有限，因此加強火力發(fā)電廠節(jié)能降耗工作勢在必行[2]。

當下，在煤炭資源能源緊缺的壓力下，有一些部分火力發(fā)電廠由于采購的煤炭質(zhì)量不佳，導(dǎo)致鍋爐發(fā)電效率下降，同時煤炭資源損耗量也大幅度提升。另外，由于部分火力發(fā)電廠運行人員對不同性質(zhì)的煤炭資源，在燃燒數(shù)據(jù)和特性方面未完全了解和掌控，這就導(dǎo)致鍋爐受到燃料性質(zhì)影響引發(fā)不完全燃燒、排煙熱損耗等諸多問題，造成嚴重的能源浪費，增加火力發(fā)電廠的生產(chǎn)運營成本，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟效益嚴重受損。

2 火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的重要意義

當下，能源資源緊張是世界各國面臨的重要問題，因此，在保證經(jīng)濟高速發(fā)展的同時，還要注重實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用并降低環(huán)境污染。這些年來，社會各界都逐漸意識到了節(jié)能減排的重要性，國家也出臺了各項政策來加快實現(xiàn)高耗能企業(yè)的節(jié)能降耗工作。

其中，火力發(fā)電廠是高耗能企業(yè)的重要代表，身上肩負著為社會生產(chǎn)電能的重要任務(wù)，但一直以來，火力發(fā)電廠能耗高、環(huán)境污染嚴重等問題未得到良好的解決，一度成為社會的焦點，特別是煤、石油、天然氣等是自身是不可再生能源，面臨著枯竭的危機，因此，需要加強對火力發(fā)電廠設(shè)備進行技術(shù)改造。

鍋爐是電廠發(fā)電過程中的重要能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，所以要特別注重加強對鍋爐設(shè)備的合理運用，積極開展鍋爐節(jié)能降耗方面措施的研究，有利于保護周邊的自然環(huán)境，促進火力發(fā)電廠整體效益的提升，保證火力發(fā)電廠的健康可持續(xù)發(fā)展。

3 火力發(fā)電廠中鍋爐高耗能問題原因

3.1 燃料方面

火力發(fā)電的過程主要是通過以鍋爐燃燒產(chǎn)生熱能來實現(xiàn)供應(yīng)發(fā)電，其中用到的關(guān)鍵燃料就是煤炭，因此，煤炭在火電廠生產(chǎn)運行中的重要性不言而喻，煤炭的質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到火力發(fā)電廠鍋爐所產(chǎn)生的能耗。因此，應(yīng)采取如下應(yīng)對措施。

第一，在煤炭采購環(huán)節(jié)，要加強對煤炭燃料質(zhì)量的管控，煤炭會由于產(chǎn)地不同，在品質(zhì)上也是參差不齊，劣質(zhì)燃煤的灰分、發(fā)熱量等相關(guān)因素達不到燃煤質(zhì)量的要求，存在利用率低、產(chǎn)生熱能少等問題，導(dǎo)致鍋爐所產(chǎn)生的熱量無法達到所需要求。

第二，再加上室燃鍋爐其對煤炭種類變化的適應(yīng)性較差，當煤炭種類更換或煤炭質(zhì)量不佳時，鍋爐無法及時有效的根據(jù)燃煤來進行準確的調(diào)節(jié)和變化，以至于燃煤得不到充分的燃燒就隨著灰渣一起被排出，造成了極大的資源浪費。

第三，由于劣質(zhì)煤炭不容易引燃，因此，一些火力發(fā)電廠還會采用添加燃油來助燃的方式，而燃油本身也是一種重要能源，這無形中又增大了燃油能源的消耗[3]?？梢?，燃料質(zhì)量的優(yōu)劣對鍋爐高能耗影響顯著。

3.2 鍋爐方面

在火力發(fā)電廠的日常發(fā)電中，鍋爐運行是影響火力廠發(fā)電效率的重要因素之一，因此，鍋爐的設(shè)計選型、制造及安裝尤為重要。如果鍋爐性能質(zhì)量不佳，將會明顯降低鍋爐的熱效率和燃燒效率，導(dǎo)致鍋爐運行狀態(tài)難以達到預(yù)期要求，而且還會增加鍋爐燃料的消耗量。

另外，鍋爐如在運行中發(fā)生爆管、引起機組停運，將會降低鍋爐系統(tǒng)年利用率，浪費更多的人力、物力去進行設(shè)備的維護檢修，嚴重影響發(fā)電的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定性。更值得注意的是，在鍋爐低負荷運行時，如果容易出現(xiàn)熄火的狀況，將會對鍋爐內(nèi)部燃料燃燒產(chǎn)生較大的波動，增加鍋爐的故障率，減少鍋爐的使用壽命。

3.3 運行控制水平方面

現(xiàn)階段，與國外的發(fā)達國家相比，我國火力發(fā)電廠在鍋爐系統(tǒng)的運行控制方面還存在一定不足，這主要體現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)性能不完善、電氣自動化水平較低等方面，盡管近幾年我國發(fā)電廠電氣自動化水平得到了顯著提升，但還存在著電氣自動化水平不夠高，缺乏較為精細的儀表、儀器設(shè)備等問題，導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)精度差、效率低，難以實現(xiàn)對鍋爐系統(tǒng)的高效管理。

此外，在鍋爐系統(tǒng)運行過程中，管理不到位的現(xiàn)象也一直存在，主要體現(xiàn)在鍋爐在運行中由于運行人員控制水平不足，鍋爐運行狀態(tài)出現(xiàn)異常，運行人員沒有及時進行調(diào)整和采取相應(yīng)的措施而導(dǎo)致故障加大，無法對燃燒進行調(diào)整優(yōu)化，造成資源浪費。

4 火力發(fā)電廠實現(xiàn)鍋爐節(jié)能降耗的發(fā)展策略

4.1 優(yōu)化鍋爐設(shè)備，提升鍋爐節(jié)能效果

首先，在購置鍋爐設(shè)備時，要做好對供應(yīng)商的考察，優(yōu)選行業(yè)信譽高、服務(wù)質(zhì)量好、技術(shù)指標性能穩(wěn)定、實力雄厚的鍋爐設(shè)備廠商，以保證鍋爐的運行效率和運行質(zhì)量。

其次，做好鍋爐設(shè)備的檢修維護工作，有利于發(fā)現(xiàn)問題并及時解決，以免故障的進一步惡化，影響鍋爐系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。

第三，對鍋爐設(shè)備進行升級改造。合理改造鍋爐的送風機、引風機，降低風機的耗電量，提高風機的輸送能力；對鍋爐進行低氮燃燒器改造，將效率較低的燃燒器和風粉混合器等進行替換，降低省煤器出口氮氧化物的排放濃度；改進灰斗加熱方式，利用灰斗蒸汽加熱取代電能耗費較大的電加熱方式等，這些都有利于提高鍋爐運行效率，減少能源浪費。

4.2 科學合理選擇燃料，提升燃料燃燒效率

燃料是火力發(fā)電廠在發(fā)電過程中扮演了重要角色，燃料質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響了燃燒效率，因此在購置煤炭時，應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)的煤炭資源，要嚴把質(zhì)量關(guān)；燃料進廠后，還要做好燃料的檢驗工作并篩除雜質(zhì)，保證燃料的充分燃燒，提高鍋爐燃燒效率。另外，還要控制好鍋爐內(nèi)的過剩空氣系數(shù)，保證足夠的空氣量，使燃燒更加充分，減少燃料的浪費。與此同時，在鍋爐設(shè)備的運行過程中，也可將燃料進行科學配比、混搭摻燒，實現(xiàn)節(jié)約成本，提升燃料的利用率。

4.3 對鍋爐的受熱面進行吹灰，提升鍋爐熱量傳遞效率

對于火力發(fā)電廠，鍋爐長期處在運行狀態(tài)下，燃燒的燃料會持續(xù)對鍋爐受熱面進行傳熱，隨著時間的增長，受熱面會沉積大量的灰渣。一方面，這會嚴重阻礙鍋爐熱量的傳遞，影響受熱面的傳熱效率；另一方面，在排煙的過程中，大量的熱量會一同帶走，導(dǎo)致排煙溫度升高，熱量損失加劇。因此，定期投入吹灰器十分關(guān)鍵，對鍋爐受熱面實施科學、合理的吹灰工作，及時清除沉積在鍋爐受熱面的灰渣，提升傳熱效率、減少排煙損失[4]。

4.4 防止鍋爐存在漏風情況，降低鍋爐運行中產(chǎn)生的熱量損失

對于火力發(fā)電廠，企業(yè)的經(jīng)濟效益與鍋爐運行狀況關(guān)系密切，當鍋爐出現(xiàn)故障時，必然增大了運行過程中燃煤的消耗量。目前，對于大多數(shù)火力發(fā)電廠，鍋爐漏風是最容易出現(xiàn)的問題，主要以尾部煙道及空氣預(yù)熱器漏風情況為主，一旦鍋爐設(shè)備漏風嚴重，會直接影響引風機的運行效率，在風機用電量持續(xù)增加下，使得空預(yù)器煙溫下降，引發(fā)一、二次風溫度明顯下降，排煙熱損失增加，降低了鍋爐熱效率。

因此，需要安排專業(yè)人員定期加強對鍋爐設(shè)備進行維護檢修，有效保證鍋爐的嚴密性，一旦發(fā)現(xiàn)鍋爐存在漏風隱患，要組織專業(yè)人員進行及時處理，保證鍋爐漏風率維持在標準范圍內(nèi)。

4.5 減少鍋爐機組的汽水損失

提高汽水利用率是實現(xiàn)鍋爐節(jié)能降耗的重要途徑之一。在鍋爐日常維護中，因為未能進行高質(zhì)量的檢修工作，導(dǎo)致鍋爐汽水出現(xiàn)跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，同時也極大地增加了鍋爐運行所需的能源。因此針對這一問題，一方面，需要控制好鍋爐給水質(zhì)量，不僅可以減小鍋爐排污率，而且還可以減少鍋爐受熱面內(nèi)壁結(jié)垢；另一方面，需要保持鍋爐負荷、汽壓以及水位等參數(shù)穩(wěn)定，確保鍋爐汽水分離器的分離效果。

此外，蒸汽鍋爐的疏水一般在鍋爐啟停和異常情況下進行，及時合理地開啟和關(guān)閉疏水可以減少熱量損失。疏水門、排污門都有可能出現(xiàn)內(nèi)漏或外漏，在鍋爐運行中還應(yīng)加強巡檢力度，認真檢查其泄漏情況并及時處理，以免造成不必要的熱量損失。

4.6 加強對鍋爐操作人員綜合素質(zhì)的提升

通常幾乎所有的設(shè)備都需要依靠人員操作，但人員又是極大的不穩(wěn)定因素，在工作過程中容易受到主觀情緒影響，因此需注重對操作人員的綜合素質(zhì)的提升：首先，發(fā)電廠要做好對鍋爐操作人員的培訓(xùn)工作，加強理論知識及專業(yè)技能的培訓(xùn)，保證操作時的規(guī)范性和嚴謹性，嚴格按照要求執(zhí)行，并將培訓(xùn)工作納入到公司年度計劃中去。

其次，還要加強對操作人員責任意識的提升，從思想上轉(zhuǎn)變，讓工作人員充分認識到鍋爐節(jié)能降耗的重要性；最后，還要制定相應(yīng)的考核制度，做好獎懲機制，激發(fā)員工的主動性和積極性，進而達到鍋爐節(jié)能降耗的目的。

4.7 利用科學技術(shù)手段優(yōu)化調(diào)整燃燒

第一，加強鍋爐燃燒的可視化技術(shù)。通過可視化技術(shù)不需要直接接觸爐膛內(nèi)部即可掌握爐膛的運行狀態(tài)，鍋爐CT 借助紅外激光即能夠測量爐膛燃燒溫度和濃度場；第二，基于燃燒理論的建模技術(shù)。利用相關(guān)軟件來對鍋爐燃燒的狀態(tài)進行分析，并且模擬參數(shù)改變后的狀態(tài)驗證參數(shù)設(shè)計的合理性。利用科學的技術(shù)手段來優(yōu)化調(diào)整燃燒，可降低污染物的排放，節(jié)省大量人力、物力使鍋爐燃燒效率提高，保證各種技術(shù)優(yōu)化。

5 結(jié)語

火力發(fā)電廠是我國重要的能源供給單位，也是國家節(jié)能減排工作的重要監(jiān)管對象，在基于我國生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念下，抓好火力發(fā)電廠的鍋爐節(jié)能降耗工作，加快提升鍋爐運行效率是當務(wù)之急。加快實施火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗各項舉措，不僅有利于提升我國居民的生活環(huán)境水平，還有利于提升火力發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。

今后，火力發(fā)電廠還應(yīng)繼續(xù)從技術(shù)、設(shè)備、材料等多方面著手，不斷探索實現(xiàn)鍋爐節(jié)能降耗工作的方式方法，相信在未來的道路上，鍋爐節(jié)能降耗的工作還會取得更進一步的發(fā)展，使得火力發(fā)電廠的社會效益和經(jīng)濟效益得到同步提升。