試論火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗對(duì)策

(山西國錦煤電有限公司，呂梁 030500)

0 引 言

伴隨我們國家的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電能的需求量也在不斷增加，這無疑向火力發(fā)電廠的供電能力提出了更高的要求?；鹆Πl(fā)電廠主要是通過將煤料投入鍋爐中進(jìn)行燃燒來實(shí)現(xiàn)發(fā)電。在火力發(fā)電廠的實(shí)際發(fā)電過程中，由于染料、鍋爐以及設(shè)備等諸多方面因素的綜合影響，從而使得火力發(fā)電廠普遍存在發(fā)電耗能較為嚴(yán)重的問題，制約了火力發(fā)電廠的進(jìn)一步發(fā)展。而節(jié)能降耗是火力發(fā)電廠提升自身供電能力以及自身實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的重要途徑，因此研究分析火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗對(duì)策具有尤為重要的意義和作用。

1 火力發(fā)電廠鍋爐耗能問題分析

1.1 燃料問題分析

在火力發(fā)電廠進(jìn)行火力發(fā)電的過程中，其所選擇的染料主要是煤，所以煤的質(zhì)量好壞將會(huì)對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐能耗大小產(chǎn)生直接的影響[1]。就當(dāng)前的情況而言，我國大多數(shù)火力發(fā)電廠都是使用原煤來作為煤料，而原煤其實(shí)就是未曾經(jīng)過特定技術(shù)予以相應(yīng)處理的煤料，從而導(dǎo)致火力發(fā)電廠鍋爐染料煤總體而言質(zhì)量往往并不高。這些原煤由于品質(zhì)各不相同，那么自然的也就有著不同的燃燒效果。當(dāng)火力發(fā)電廠將這類燃料投入鍋爐中進(jìn)行燃燒的時(shí)候，燃料無法實(shí)現(xiàn)充分燃燒的情況是很常見的情況，進(jìn)而導(dǎo)致鍋爐所產(chǎn)生的熱能很難達(dá)到預(yù)期效果。此外，如果煤料自身質(zhì)量就比較差，其在鍋爐中進(jìn)行燃燒的時(shí)候很可能難以出于穩(wěn)定狀態(tài)，那么經(jīng)過燃燒之后，往往會(huì)產(chǎn)生比較多的殘?jiān)?，所產(chǎn)生的殘?jiān)蕉嗑痛碇性蕉嗟拿毫媳焕速M(fèi)掉了，而且如果這些殘?jiān)诤罄m(xù)環(huán)節(jié)未能得到妥善的處理，還會(huì)存在污染周邊生態(tài)環(huán)境的可能性。除了煤料，火力發(fā)電廠鍋爐在運(yùn)行過程中還需要消耗一部分燃油，主要是在升爐和停爐過程中需要用到這些燃油。然而在鍋爐運(yùn)行過程中，如果存在操作不當(dāng)，使得鍋爐到了沖轉(zhuǎn)參數(shù)但是汽機(jī)不具備沖轉(zhuǎn)條件的時(shí)候，那么燃油浪費(fèi)問題就很容易發(fā)生。而且如果燃料管理工作開展得不夠好，還會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)增加燃料消耗的情況。部分火力發(fā)電廠在采購、質(zhì)量檢驗(yàn)以及存儲(chǔ)燃料等相關(guān)環(huán)節(jié)未能做好控制管理工作，比如忽視了控制采購成本，從而導(dǎo)致火力發(fā)電廠的生產(chǎn)成本變相增加。由于將燃料的質(zhì)量相對(duì)性忽略了，從而導(dǎo)致燃料合格率不高，在具體使用這些燃料的時(shí)候，燃效效果明顯差強(qiáng)人意，這也會(huì)導(dǎo)致能耗的增加。而燃料在進(jìn)行存儲(chǔ)期間，吐過未能進(jìn)行科學(xué)合理的管理，當(dāng)燃料發(fā)生變質(zhì)無法發(fā)揮原本作用的時(shí)候，這其實(shí)也是一種浪費(fèi)。

1.2 鍋爐問題分析

在火力發(fā)電廠進(jìn)行火力發(fā)電的過程匯總，之所以鍋爐經(jīng)常有著比較高的能耗，其實(shí)很大原因在于鍋爐的負(fù)荷率較低，鍋爐高效運(yùn)行的設(shè)計(jì)值難以達(dá)到。因此在火力發(fā)電中，鍋爐要想達(dá)到理想的運(yùn)行狀態(tài)往往是比較困難的，從而明顯降低了鍋爐的熱能傳輸效率。再加之長期的較低負(fù)荷運(yùn)行，還會(huì)導(dǎo)致鍋爐的使用壽命因此而縮短。在火力發(fā)電過程中，如果鍋爐突然出現(xiàn)比較多次數(shù)的熄火問題，這不僅會(huì)對(duì)煤料的燃燒產(chǎn)生不良影響，還會(huì)導(dǎo)致不必要消耗的增加，以及對(duì)鍋爐自身帶來比較大的不良影響。分析該問題，是多方面因素綜合影響下的結(jié)果。比如鍋爐不規(guī)范操作、使用低質(zhì)燃煤等等。還需要注意的是，伴隨計(jì)劃之外熄火次數(shù)的增加，鍋爐的安全風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之而增大，鍋爐的自身損耗一相應(yīng)的增加，進(jìn)而導(dǎo)致更加嚴(yán)重的能源浪費(fèi)問題產(chǎn)生。相比于國外諸多發(fā)達(dá)國家，我們國家大多數(shù)火力發(fā)電廠在整體運(yùn)行控制水平方面的確還有這很大的提升空間，比如在整個(gè)鍋爐運(yùn)行系統(tǒng)中，一定要配備齊相關(guān)儀表設(shè)備，加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行情況的監(jiān)控力度，以便實(shí)時(shí)掌握鍋爐的整體運(yùn)行情況，避免由工作人員來人為判斷鍋爐運(yùn)行情況。

1.3 設(shè)備問題分析

有的火力發(fā)電廠由于不具備長遠(yuǎn)的目光，為了節(jié)約生產(chǎn)成本，采購的鍋爐設(shè)備往往質(zhì)量不是很高，為后續(xù)的運(yùn)行埋下了一定的隱患。后期的備品備件使用量、低故障率、高可靠運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生低回報(bào)率，還可能同時(shí)導(dǎo)致能源的大量浪費(fèi)，違背了節(jié)能降耗要求。鍋爐設(shè)備老化嚴(yán)重、機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低，這些所產(chǎn)生的能源消耗往往都是不必要的。在長時(shí)間使用鍋爐以后，鍋爐還會(huì)出現(xiàn)一系列的老化、磨損之類的問題，進(jìn)而導(dǎo)致部分能源的浪費(fèi)、工作時(shí)間較長等問題。長期使用鍋爐還會(huì)導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部堆積越來越多的爐渣，后端表面上、再熱器后屏、過熱器后屏、水冷壁上的爐渣含量加大，硫化物的生成量也會(huì)相應(yīng)的增加，受熱面換熱效率隨之相應(yīng)的降低，能源浪費(fèi)問題隨之產(chǎn)生。

2 火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的重要性

在火力發(fā)電長的生產(chǎn)過程中，鍋爐由于會(huì)燃燒大量的煤料，大量的二氧化碳、氮氧化物以及二氧化硫等有害介質(zhì)也會(huì)隨之而產(chǎn)生[2]。一旦這些有害介質(zhì)沒有得到妥善的處理而被排放到了周圍的空氣之中，勢必會(huì)引發(fā)空氣污染問題，導(dǎo)致周邊空氣質(zhì)量急劇下降。同時(shí)倘若鍋爐中的煤料燃燒不夠充分，燃料的利用率自然不高，無法高效地將這些燃料利用起來，這就是資源的一種嚴(yán)重浪費(fèi)。此外，在鍋爐進(jìn)行煤料燃燒的時(shí)候，如果鍋爐內(nèi)的熱量沒有得到有效利用反而出現(xiàn)了流失問題，那么勢必會(huì)對(duì)鍋爐燃煤效率帶來不良的影響，能源浪費(fèi)問題由此產(chǎn)生。所以對(duì)于火力發(fā)電廠而言，積極采取相關(guān)對(duì)策措施來實(shí)現(xiàn)鍋爐的節(jié)能降耗是非常重要性的，一是有利于實(shí)現(xiàn)燃煤利用率的有效提高，二是能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐燃煤效率的提高，三是能夠有助于資源浪費(fèi)問題的解決，這些都將對(duì)火力發(fā)電廠生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的提高產(chǎn)生重要的影響，進(jìn)而有助于我國我國火力發(fā)電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗具體對(duì)策

3.1 科學(xué)選擇鍋爐以及燃料

站在火力發(fā)電廠角度來說，為了幫助鍋爐實(shí)現(xiàn)能耗的進(jìn)一步降低，必須切實(shí)把握好短期投資與長期經(jīng)濟(jì)性兩者之間的關(guān)系，對(duì)于鍋爐以及燃料要進(jìn)行科學(xué)的選擇[3]。比如在選擇鍋爐的時(shí)候，應(yīng)優(yōu)先選擇有著較高信譽(yù)度、較高質(zhì)量、較低檢修保養(yǎng)難度的設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行效率提升的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)后期鍋爐維護(hù)次數(shù)的盡可能降低，進(jìn)而有效提升鍋爐的生產(chǎn)效率，降低鍋爐能耗。在選擇燃料的時(shí)候，務(wù)必要注意將不同煤種予以科學(xué)合理的摻配，借此來確保所配置出的煤料能夠非常契合鍋爐的燃煤特點(diǎn)，從而借此實(shí)現(xiàn)燃煤利用率的切實(shí)提高，以便更好地達(dá)到節(jié)能降耗的效果。

3.2 降低鍋爐運(yùn)行熱量損失

為了有效降低鍋爐在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的熱量，主要通過可以通過以下幾個(gè)方面途徑：一是針對(duì)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)問題要加強(qiáng)控制力度，盡可能降低空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率，讓鍋爐擁有足夠滿足燃煤需要的氧氣量，實(shí)現(xiàn)鍋爐內(nèi)部煤料燃燒爐的切實(shí)提升。二是務(wù)必注意加強(qiáng)控制制粉系統(tǒng)的力度，讓制粉系統(tǒng)盡可能降低能耗，使鍋爐在運(yùn)行過程中減少煙塵的產(chǎn)生數(shù)量。三是在鍋爐進(jìn)行燃煤之前，要做好鍋爐內(nèi)部的清理工作，具體做法是定期將吹灰器投入進(jìn)鍋爐內(nèi)部，讓鍋爐受熱面保持一定的清潔度，確保其擁有較好的傳染效果。四是做好鍋爐溫度的控制工作，對(duì)鍋爐溫度要予以嚴(yán)格的把控，避免由于鍋爐溫度過高而導(dǎo)致熱量流失問題的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行效率的有效提升。四是根據(jù)實(shí)際需要和實(shí)際情況將相應(yīng)的保溫材料添設(shè)在冷水管的外部，讓鍋爐與周圍空氣減少彼此之間的熱量交換，進(jìn)而降低鍋爐熱量受到周圍空氣的影響程度。

3.3 做好鍋爐能耗控制工作

要想做好鍋爐能耗控制工作，首要之重是要優(yōu)化調(diào)整鍋爐在運(yùn)行過程中存在著的燃燒問題。火力發(fā)電廠應(yīng)結(jié)合自身實(shí)際情況對(duì)于即將投產(chǎn)的鍋爐先進(jìn)行調(diào)試，特別要注意調(diào)整優(yōu)化燃煤，加大對(duì)清潔煤的應(yīng)用力度，以清潔煤作為主要的煤料，有效控制鍋爐能耗，如此既實(shí)現(xiàn)了煤料利用率，還能夠同時(shí)減少氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫等有害介質(zhì)的排放量。從宏觀角度而言，不但幫助火力發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，在環(huán)境保護(hù)方面也能夠起到很大的推動(dòng)作用。就當(dāng)前的情況而言，清潔煤發(fā)電技術(shù)主要包括加壓硫化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)、循環(huán)硫化床發(fā)電技術(shù)、超臨界發(fā)電技術(shù)等等，其中如果是應(yīng)用超臨界發(fā)電技術(shù)，可以產(chǎn)生更大的發(fā)電功率[4]。

3.4 切實(shí)提高蒸汽利用效率

提高蒸汽利用效率是火力發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)鍋爐節(jié)能降耗的重要途徑，具體而言主要是針對(duì)擁有多燃煤鍋爐的工作間，在分配鍋爐供氣量的過程中，并秉持機(jī)組總數(shù)效率最高這樣原則，對(duì)于那些有著較高運(yùn)行效率的鍋爐，讓其承擔(dān)有限的負(fù)荷，待其滿載以后，再按照鍋爐的效率從高至低順序承擔(dān)負(fù)荷。在鍋爐的整個(gè)運(yùn)行過程之中，切不可在沒有得到功的情況下，就把高壓蒸汽膨脹為低壓蒸汽。那么在鍋爐剛開始工作的時(shí)候，就需要將排氣量盡可能減少，讓鍋爐在運(yùn)行過程中能夠利用到這部分蒸汽。還需要確保疏水器在整個(gè)過程中也能夠始終穩(wěn)定運(yùn)行，從而幫助擴(kuò)容器把熱量有效輸送回去。有一點(diǎn)需要注意，這一目的要想實(shí)現(xiàn)，那么疏水器中所放置的必須確保為高質(zhì)量的蒸餾水。

3.5 回收再利用蒸汽冷凝水

火力發(fā)電廠蒸汽冷凝水的回收再利用主要是通過兩種方式來實(shí)現(xiàn)，一是開式回收，二是閉式回收[5]。對(duì)于開式回收來說，主要是在輸送利用蒸汽冷凝水的過程中，始終讓管路一段處于被打開狀態(tài)，由于整個(gè)過程沒有涉及到較為復(fù)雜的操作，所以實(shí)際操作過程是較為簡單方便的，并不需要投入多少資金，但是其缺點(diǎn)也是比較明顯的，那就是蒸汽冷凝水的能量會(huì)比較小。對(duì)于閉式回收來說，針對(duì)高溫冷凝水的泵送氣蝕問題主要是借助噴射技術(shù)來予以解決。閉式回收雖然操作較為復(fù)雜，但是卻有著較高的能量利用率，所以值得大力推廣應(yīng)用。

4 結(jié)束語

總而言之，伴隨社會(huì)對(duì)電力資源需求的不斷增加，火力發(fā)電廠通過對(duì)鍋爐進(jìn)行節(jié)能降耗來實(shí)現(xiàn)提高燃煤利用率勢在必行。在火力發(fā)電廠鍋爐的生產(chǎn)運(yùn)行過程中，通過采取科學(xué)選擇鍋爐以及燃料、降低鍋爐運(yùn)行熱量損失、切實(shí)提高蒸汽利用效率、回收再利用蒸汽冷凝水等措施來實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，不但能夠幫助火力發(fā)電廠有效提高燃煤利用率，還能夠增強(qiáng)其環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性，使其產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益以及社會(huì)效益，為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康有序發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的電能支持。