淺析火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對(duì)策與措施

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.

[2]黃蓬陽(yáng).火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對(duì)策與措施探究[J].科技與創(chuàng)新， 2019，11（16）：85-86.

[3]溫文廣.分析火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對(duì)策與措施[J].中國(guó)新通信， 2019，21（10）：231.

[4]史連海.火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗措施探究[J].設(shè)備管理與維修， 2018，15（18）：157-159.

[5]田瑋.火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對(duì)策與措施[J].綠色環(huán)保建材， 2017，14（01）：188.

[6]曹富琛.火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對(duì)策與措施探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2017，13（02）：150-151.

[7]張曉童.火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對(duì)策與措施探究[J].資源節(jié)約與環(huán)保， 2016，11（12）：2.

[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.