我國中小型煤粉電站鍋爐節(jié)能技術(shù)應(yīng)用策略

黃殿奎

(河南淮源熱能環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司，河南 南陽 474775）

近年來，我國現(xiàn)代工業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，也給自然環(huán)境帶來了嚴(yán)重污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排已經(jīng)到了迫在眉睫的地步。相比國外其他發(fā)達(dá)國家，我國對能源的利用效率相對較低，為了提高能源利用效率，就需要將電力工業(yè)作為改造重點(diǎn)，而在電力工業(yè)中，有70%的電力都來自火力發(fā)電，而在發(fā)電機(jī)組中，絕大部分為中小型煤電站鍋爐，因此，要想降低煤炭資源消耗，就要將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到中小型煤電站鍋爐之中，以此優(yōu)化電站鍋爐運(yùn)行效率，在提高經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，進(jìn)一步減少污染物排放。為此，以下通過探討我國中小型煤粉電站的發(fā)展現(xiàn)狀及其主要的節(jié)能技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的應(yīng)用策略，以期能夠?yàn)槲覈娏I(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

1 我國中小型煤粉電站的發(fā)展現(xiàn)狀

鍋爐主要包括工業(yè)鍋爐與電站鍋爐兩大類，其中，用于發(fā)電的為電站鍋爐，而用于生產(chǎn)蒸汽與熱水的則采用工業(yè)鍋爐?，F(xiàn)階段，我國正致力于加快改革電力體制，以確保電力市場能夠得以有序發(fā)展，這也促使眾多電力公司在市場中的競爭變得日益激烈。對于電力公司而言，只有降低發(fā)電成本，才能使其獲得更多的盈利，但煤炭價(jià)格的節(jié)節(jié)上漲，卻在很大程度上制約了發(fā)電成本的降低，因此，需要通過提高發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行水來達(dá)到降低成本的目的，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗?；鹆Πl(fā)電機(jī)組作為電站鍋爐的重要組成部分，對于電站鍋爐運(yùn)行效率的提高具有關(guān)鍵作用。不過，就目前來看，我國絕大部分的中小煤電站鍋爐在參數(shù)上都屬于中、高壓參數(shù)，而且，在設(shè)備運(yùn)行控制方面還與世界先進(jìn)水平有所差距。通過分析歷年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，我國能夠節(jié)約發(fā)電的用煤量還有超過萬噸的潛力可以挖掘，而這必將獲得巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值?？紤]到電站鍋爐運(yùn)行因受到電網(wǎng)動態(tài)負(fù)荷的影響而需要進(jìn)行調(diào)峰，進(jìn)而造成鍋爐運(yùn)行長期處于非額定負(fù)荷，但通過額定負(fù)荷對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)是難以符合實(shí)際運(yùn)行工況的，從而影響了鍋爐的最佳運(yùn)行效率。實(shí)際上，之所以鍋爐的運(yùn)行水平達(dá)不到最佳，主要原因在于排煙與固體沒有完全燃燒而產(chǎn)生的熱損失。因此，要想對中小煤粉電站鍋爐進(jìn)行改造，使其達(dá)到理想的節(jié)能降耗效果，就必須對其各項(xiàng)熱損失及其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行計(jì)算，然后，結(jié)合計(jì)算結(jié)果對各項(xiàng)控制參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，以此確保鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到最優(yōu)，使燃燒效率得以顯著提高的同時(shí)，使煤炭損耗得以有效降低。

2 我國中小型煤粉電站鍋爐的主要節(jié)能技術(shù)

（1）余熱利用技術(shù)。對于中小型煤粉電站鍋爐而言，其排煙溫度通常為120 ～140℃，這使其產(chǎn)生的排煙熱損失很高，因此，需要通過煙氣余熱利用技術(shù)來降低排煙熱損失，以此提高電站機(jī)組的節(jié)能效果?，F(xiàn)階段，在火電廠中主要是在空氣預(yù)熱器后加裝低溫省煤器，這也是應(yīng)用最廣泛的煙氣余熱回收利用方法。利用煙氣余熱，能夠使冷凝水得以加熱，并將節(jié)省的熱能用于汽輪機(jī)做功，所以，主蒸汽中的流量并不會發(fā)生變化，這能夠在一定程度上增大電站的總輸出，從而使鍋爐系統(tǒng)獲得更高的運(yùn)行效率。不過，考慮到低溫省煤氣會受到材料耐腐蝕性、煙氣入口溫度等因素的限制，這會使節(jié)能效果大大降低。因此，需要將煙氣余熱利用和空氣預(yù)熱進(jìn)行結(jié)合使用，也就是在熱風(fēng)溫度得以保持的基礎(chǔ)上，采取兩級空氣預(yù)熱方式來實(shí)現(xiàn)對空氣—煙氣的布置。煙氣會通過I 級空氣預(yù)熱器出口進(jìn)入低溫省煤器，以便于對凝結(jié)水進(jìn)行加熱，然后，低溫省煤器的排煙會流入到II 級空氣預(yù)熱器。而空氣則會通過II 級空氣預(yù)熱器進(jìn)行加熱，然后，流入I級空氣預(yù)熱器，這樣便可使鍋爐的熱效率大幅提高。

（2）燃燒優(yōu)化技術(shù)。燃燒優(yōu)化技術(shù)作為一項(xiàng)重要的節(jié)能技術(shù)，同樣需要被應(yīng)用到中小型煤粉電站鍋爐中。燃燒優(yōu)化技術(shù)需要開展燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，并結(jié)合風(fēng)煤配比來得出最佳的鍋爐運(yùn)行參數(shù)，然后，通過對鍋爐進(jìn)行改造，以此提高鍋爐的燃燒效率。燃燒優(yōu)化技術(shù)需要檢測鍋爐燃燒參數(shù)，如風(fēng)煤在線測量、爐膛火焰檢測等，然后，依據(jù)測量結(jié)果對鍋爐燃燒進(jìn)行優(yōu)化。

（3）遠(yuǎn)紅外噴涂技術(shù)。遠(yuǎn)紅外噴涂技術(shù)是在鍋爐爐膛或受熱面管子表層中涂覆一層材料，該材料的發(fā)射率性能、輻射吸收能力非常強(qiáng)大，這能夠在一定程度上強(qiáng)化鍋爐內(nèi)部的輻射傳熱能力，從而使鍋爐能夠更加均勻地加熱，使鍋爐熱效率得以有效提高。

（4）輔機(jī)節(jié)能與改造技術(shù)。對于中小型煤粉電站鍋爐而言，其耗能水平及熱效率直接受到輔機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)工作參數(shù)的影響。而輔機(jī)節(jié)能與改造技術(shù)則能夠利用變速方法控制鼓引風(fēng)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對鍋爐負(fù)荷的合理調(diào)節(jié)，使中小型煤粉電站鍋爐的運(yùn)行水平始終保持最佳，這樣便可以使風(fēng)機(jī)耗能降低，并可以避免過量燃煤，從而提高鍋爐的節(jié)能效果。

3 我國中小型煤粉電站鍋爐節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用策略

在將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于中小型煤粉電站鍋爐時(shí)，需要掌握鍋爐的用能狀況，然后，采取能效試驗(yàn)確定鍋爐的實(shí)際能效狀況，以便于有針對性的采取節(jié)能技術(shù)，使鍋爐用能效果得到根本性的改善。一般來說，要想提高鍋爐的熱效率，其節(jié)能改造目標(biāo)主要包括以下幾個(gè)：其一，對燃燒設(shè)備進(jìn)行改造，使鍋爐獲得更理想的燃燒效果；其二，降低排煙處的過量空氣系數(shù)，使空預(yù)器漏風(fēng)率得以降低；其三，對水冷壁、空氣預(yù)熱氣吹灰、過熱器、省煤氣等工作進(jìn)行強(qiáng)化；其四，通過變速技術(shù)來控制鼓引風(fēng)量，以此調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷。在改造鍋爐的燃燒器時(shí)，需要對其一次風(fēng)噴嘴進(jìn)行改造，確保一次風(fēng)噴嘴能夠?qū)崿F(xiàn)淡煤粉與濃煤粉的分流，使其分別對應(yīng)背火與向火兩側(cè)，由此便可以使一次風(fēng)的著火效果得以顯著提高，并且也能更為充分地燃燒煤粉，使固體未完全燃燒所產(chǎn)生的熱損失得以有效改善。鍋爐的二次風(fēng)噴口則采用水平擺動式噴口，以確保氣流在燃燒區(qū)域的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度降低，進(jìn)而使水平煙道兩側(cè)溫差得到顯著改善。此外，在一次風(fēng)噴嘴中，需要裝配周界風(fēng)，周界風(fēng)的風(fēng)門采用電動控制，以此實(shí)現(xiàn)對一次風(fēng)占比的適當(dāng)減少，這樣能夠使煤粉具備更長的停留時(shí)間，從而使其更為充分的燃燒。除了需要對燃燒器進(jìn)行改造，還要對鍋爐的送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，通過變速技術(shù)控制鼓引風(fēng)量，然后，通過鼓引風(fēng)量來調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷，以確保鍋爐能夠始終保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)，這樣可以減少鍋爐排放的過量空氣系數(shù)與煙氣量?？紤]到改造鍋爐主要部件需要很高的成本，因此，可以通過改造鍋爐輔機(jī)降低成本花費(fèi)，利用回收余熱技術(shù)，也就是采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，能夠使空氣氣壓在流入送風(fēng)機(jī)時(shí)有所提高，然后，利用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器來提升空氣溫度，這樣空氣會分別通過燃燒器與粉煤機(jī)流入鍋爐或與空氣混合入爐，鍋爐通過燃燒會將產(chǎn)生的煙道氣排出，而這些煙道氣則可以利用過熱器和爐管來汽化和過熱爐水，然后，會進(jìn)入省煙氣中，使鍋爐內(nèi)的水能夠借助煙道氣的預(yù)熱來提高溫度，最后，煙道氣會經(jīng)過空氣預(yù)熱器來加熱鍋爐內(nèi)的冷空氣?？紤]到中小型煤粉電站的漏風(fēng)率較高，因此，需要將扇形密封板安裝在各倉室、轉(zhuǎn)子上下面等關(guān)鍵位置，并對其軸向與徑向漏風(fēng)間隙進(jìn)行嚴(yán)格控制，以此降低漏風(fēng)率。最后，還要對鍋爐的受熱面進(jìn)行定期吹灰，以提高鍋爐介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)。

4 結(jié)語

綜上所述，本文闡述了我國中小型煤粉電站的發(fā)展現(xiàn)狀，并探討了其主要的幾種節(jié)能技術(shù)，并提出了相應(yīng)的應(yīng)用策略，從而為我國中小型煤粉電站鍋爐的改造提供了一定借鑒，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目的的同時(shí)，也能更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。