電廠鍋爐運行中節(jié)能降耗策略研究

黃松華 大唐三門峽發(fā)電有限責(zé)任公司

電廠是工業(yè)化社會的重要能量來源和推動支撐。隨著人們環(huán)境保護意識以及能源節(jié)約意識的逐漸提高，電廠在發(fā)揮重大作用的同時也要考慮到清潔節(jié)能的問題，如何做到提能增效和節(jié)能環(huán)保，已經(jīng)成為現(xiàn)階段人們電廠升級轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的重要課題。而鍋爐作為火力發(fā)電系統(tǒng)正常運行的動力來源，在電廠的生產(chǎn)經(jīng)營過程中發(fā)揮著核心性作用。因此，在電廠的鍋爐運行中應(yīng)用節(jié)能降耗策略，對促進電廠以及整個社會的持續(xù)健康發(fā)展具有重要的意義。

一、節(jié)能降耗技術(shù)在電廠鍋爐運行中應(yīng)用的作用

（一）緩解能源短缺和環(huán)境污染

工業(yè)是促進國家和社會發(fā)展的基礎(chǔ)性行業(yè)，對于我國來說，在社會的不斷發(fā)展過程中，工業(yè)一直在我國占據(jù)著重要的位置。然而在追求工業(yè)發(fā)展的過程中，由于盲目的追求經(jīng)濟利益而導(dǎo)致的工業(yè)環(huán)境污染給現(xiàn)階段生態(tài)造成難以估量的破壞[1]。例如電廠運行中，過量過高溫度的熱量釋放及冷卻水等在使用之后如果沒有做好處理的工作，就會對環(huán)境造成一定的污染。從企業(yè)長久發(fā)展的角度來看，使用新技術(shù)有效減少不合理的燃料和燃燒方式，提高鍋爐使用標(biāo)準和管理要求，能有效緩解能源短缺和環(huán)境污染問題。

（二）提高電廠鍋爐的運行效率

對于電廠來說，節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是減少和控制在鍋爐運行過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，更重要的是通過各種新型的綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用來代替現(xiàn)階段我國電廠鍋爐存在的運行效率緩慢、故障問題頻發(fā)等問題[2]。在將節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用到電廠鍋爐的運行過程中時，不僅能夠?qū)﹄姀S現(xiàn)有的鍋爐運行結(jié)構(gòu)和程序進行調(diào)整和優(yōu)化，還能夠通過運用各種新型的技術(shù)來盡量規(guī)避電廠鍋爐在以往的運行過程中容易出現(xiàn)的故障問題，進而提高電廠鍋爐的運行效率。

（三）減少電廠鍋爐的運行成本

節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用不僅體現(xiàn)在各種新型設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用上，還主要體現(xiàn)在其能夠應(yīng)用可再生能源來代替不可再生能源作為電廠鍋爐運行的主要燃料。前者一方面作為不可再生資源的替代品，本身的環(huán)保與科技含量相對較高，在研制之處就考慮到如何提高燃燒能量、降低燃燒廢物等有害污染，同時也增強了傳統(tǒng)燃料的可替代性?？稍偕剂喜粌H來源和儲量都比較廣泛，能夠擺脫鍋爐生產(chǎn)對特定燃料的依賴程度，減少鍋爐在運行過程中消耗的燃料成本，讓電廠能夠?qū)⒐?jié)省下來的資金成本應(yīng)用到研發(fā)和調(diào)節(jié)優(yōu)化新的生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中，進而促進電廠企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。

二、現(xiàn)階段我國節(jié)能降耗技術(shù)在實際應(yīng)用中存在的主要問題

（一）高污染和高能耗行業(yè)在工業(yè)行業(yè)中的比重較大

節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用在促進我國工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮著巨大的作用。目前由于我國大多數(shù)行業(yè)種類在進行生產(chǎn)經(jīng)營活動的過程中仍需要消耗大量的能源，也會產(chǎn)生較大的環(huán)境污染問題[3]。而節(jié)能降耗技術(shù)雖然能夠?qū)σ环N具體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)技術(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，卻仍無法在工業(yè)的高污染和高能耗行業(yè)中普遍應(yīng)用，因而現(xiàn)階段高污染和高能航行業(yè)在我國工業(yè)行業(yè)中占的比重仍比較大。

（二）國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)不利于節(jié)能

盡管現(xiàn)階段越來越多的風(fēng)力發(fā)電和光能發(fā)電方式被逐漸應(yīng)用到電廠的生產(chǎn)，但現(xiàn)階段我國利用煤炭資源作為發(fā)電燃料的電廠仍然占據(jù)較大的比重。再加上我國本身擁有的優(yōu)質(zhì)能源就不足，這種能源結(jié)構(gòu)難以在短時間內(nèi)得到有效的調(diào)整和改變。因而盡管現(xiàn)階段人們越來越意識到節(jié)能降耗技術(shù)在工業(yè)行業(yè)發(fā)展中應(yīng)用的重要性，但仍然難以實現(xiàn)真正的應(yīng)用效果。

（三）節(jié)能降耗技術(shù)水平仍比較落后

我國對節(jié)能降耗技術(shù)的重視伴隨著環(huán)保意識和提質(zhì)增效生產(chǎn)意識的增強，對不同的工業(yè)行業(yè)應(yīng)用的節(jié)能降耗技術(shù)的研究大部分仍處于初期的研究和發(fā)展階段。而現(xiàn)階段我國包括電廠在內(nèi)的各種工業(yè)在能源消耗方面的巨大數(shù)量，遠超能源節(jié)約的進程，同時由于能源的巨大消耗帶來的環(huán)境污染也很難短期改進甚至有愈發(fā)嚴重的趨勢，因此相應(yīng)“綠水青山就是金山銀山”的國家政策，在全國范疇內(nèi)全面推廣節(jié)能降耗技術(shù)刻不容緩。而由于節(jié)能降耗技術(shù)水平的落后，在面對我國現(xiàn)階段一些工業(yè)行業(yè)在生產(chǎn)過程中應(yīng)用的新型生產(chǎn)設(shè)備時大多并不具有適用性，也會在一定程度上影響節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)。

（四）缺乏完善的節(jié)能降耗政策和制度

近幾年，即使國家明確提出工業(yè)生產(chǎn)污染物的排放標(biāo)準，但由于缺少相應(yīng)的管理和處罰措施，因而在控制工業(yè)污染方面取得的效果并不明顯。對于節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用也是同理，由于缺少完善的節(jié)能降耗政策和制度，包括電廠在內(nèi)的一些工業(yè)企業(yè)在實際開展生產(chǎn)經(jīng)營活動的過程中并不注重引進新型的節(jié)能降耗技術(shù)，相關(guān)部門也未能及時對這些企業(yè)進行實時的監(jiān)督和管理，這也會在一定程度上影響節(jié)能降耗技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

三、電廠鍋爐運行中節(jié)能降耗策略的具體分析

鍋爐作為電廠生產(chǎn)發(fā)電的設(shè)備基礎(chǔ)，在實際的運行過程中能夠為電廠的電力生產(chǎn)提供最基本的動力源泉?，F(xiàn)階段我國電廠鍋爐在運行過程中普遍存在著高能耗和高污染的問題，將節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用到電廠鍋爐運行當(dāng)中，方可從根本上提高鍋爐的運行效率、降低因鍋爐不當(dāng)運轉(zhuǎn)帶來的熱量損失和環(huán)境污染。概括起來主要可以從以下幾個方面來著手：

（一）提高鍋爐余熱的回收利用率

在現(xiàn)階段我國電廠鍋爐的運行過程中，用作燃料燃燒的能源以煤炭資源為主，而在對電廠鍋爐的能源消耗量進行判斷時主要依據(jù)的就是煤炭資源的燃燒率。電廠的鍋爐在實際運行的過程中由于煤炭資源的燃燒會產(chǎn)生持續(xù)較長時間的余熱，這些余熱不僅擁有較高的溫度，還能夠借助這些余熱溫度來提高高壓蒸汽以及煙氣的利用率。除此之外，由于受到煤炭質(zhì)量的影響，不同的煤炭資源在電廠鍋爐的燃燒過程中產(chǎn)生的燃燒率也不同。利用好鍋爐的余熱還能夠提高這些未完全燃燒的煤炭資源的利用率。

（二）調(diào)節(jié)鍋爐燃料的燃燒方式

在電廠鍋爐的運行過程中，燃料的燃燒方式也會對鍋爐的運行效率和能源利用效率產(chǎn)生一定的影響。因而要想讓節(jié)能降耗技術(shù)在電廠鍋爐的運行過程中發(fā)揮更大的作用，還要適當(dāng)調(diào)節(jié)鍋爐燃料的燃燒方式。而從這一方面來說，首先就要考慮燃料的燃燒條件，空氣中氧氣的含量對燃料的燃燒程度會產(chǎn)生較大的影響，在對調(diào)整電廠鍋爐燃料的燃燒方式時，要注意依據(jù)鍋爐內(nèi)燃料的燃燒情況來調(diào)整鍋爐內(nèi)的空氣系數(shù)，空氣系數(shù)主要可以依靠鍋爐風(fēng)量的配比情況來對其進行調(diào)整。而風(fēng)量的調(diào)整標(biāo)準則主要依靠鍋爐內(nèi)的升降負荷的變化情況為主。而由于空氣中氧氣的含量會對燃料的燃燒程度產(chǎn)生比較直接的影響，因而在鍋爐的運行過程中需要將鍋爐內(nèi)空氣中氧氣的含量控制在合理的范圍之內(nèi)，以便能夠?qū)﹀仩t的運行狀態(tài)進行控制。其次，在將煤炭資源作為電廠鍋爐的主要燃料時，煤炭資源存在的氮含量在燃燒過程中會產(chǎn)生含有氮元素的氣體，而這種氣體會對環(huán)境造成一定的污染，因而在鍋爐的運行過程中還要注意對鍋爐內(nèi)的氮元素含量進行及時的檢測并控制氮元素的排放。

（三）變頻調(diào)速方法

在現(xiàn)代社會的發(fā)展過程中，自動化技術(shù)以及智能化技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用給各個行業(yè)和領(lǐng)域生產(chǎn)技術(shù)的提高都產(chǎn)生了重要的影響。對于電廠來說，由于其本身就需要依靠電力來實現(xiàn)各種設(shè)施設(shè)備的運行，因而在對電廠的生產(chǎn)技術(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化的過程中要更加注重自動化技術(shù)和智能化技術(shù)在電廠鍋爐運行中的應(yīng)用。而從這一方面來說，變頻調(diào)速方法的應(yīng)用是電廠鍋爐在運行過程中最能夠體現(xiàn)智能化技術(shù)的一個方面。以智能化控制技術(shù)為主要原理的變頻調(diào)速方法對降低電廠鍋爐在運行過程中的能源消耗量具有重要的作用。

具體來說，變頻調(diào)速方法在電廠鍋爐運行中應(yīng)用時，主要是通過先進的鍋爐控制平臺來實現(xiàn)對鍋爐運行過程的控制的。這種控制平臺在實際的應(yīng)用過程中不僅能夠通過先進的技術(shù)來實現(xiàn)對鍋爐的整個運行過程的監(jiān)控，還能夠通過對鍋爐在運行過程中的各項具體的運行數(shù)據(jù)參數(shù)的記錄和收集來是實現(xiàn)對安全隱患的排查和控制。而在現(xiàn)階段我國電廠鍋爐的運行過程中，變頻調(diào)速方法的應(yīng)用效果會受到鍋爐容量大小的影響，因而在應(yīng)用變頻調(diào)速方法的過程中可以依據(jù)鍋爐運行的實際情況來制定不同的節(jié)能降耗計劃，以便能夠達到節(jié)能減排的效果。

（四）調(diào)整優(yōu)化照明節(jié)能系統(tǒng)

鍋爐車間的運行離不開監(jiān)管，而監(jiān)管的先決條件是有照明設(shè)施。長期大范圍的照明也能造成大量的能源消耗問題。這主要是由于鍋爐在實際的運行過程中會依據(jù)不同的運行情況而產(chǎn)生不同的照明需求。而使用節(jié)能技術(shù)對現(xiàn)有的照明系統(tǒng)進行調(diào)整和優(yōu)化，也是電廠節(jié)能減排的有效措施之一。在對電廠鍋爐車間的照明系統(tǒng)改造過程中，要從照明動線規(guī)劃和照明工具配置兩方面入手，一方面要針對鍋爐在運行過程中產(chǎn)生的不同照明需求來重新規(guī)劃照明設(shè)備的安裝位置，在確保照明效果的同時盡量避免大規(guī)模、長時間的照明工作。另一方面，電廠還要依據(jù)鍋爐在運行過程中產(chǎn)生的照明需求來選擇能夠符合其需求的照明燈具，并在選擇燈具的過程中盡量保證燈具的節(jié)能性和經(jīng)濟性。

（五）加強燃料管理

影響電廠鍋爐在運行過程中能源消耗的最主要因素就在于燃料的使用和管理，除了提高鍋爐余熱的利用效率、調(diào)整燃料的燃燒方式之外，為了控制燃料在燃燒過程中產(chǎn)生的能源消耗，還要做好燃料的管理工作。而從這一方面來說，加強燃料管理一方面要做好燃料的采購工作，在采購燃料的過程中不僅要更加注重燃料的質(zhì)量，還要在運輸和存放燃料的過程中保證燃料的儲存環(huán)境，避免受潮對燃料燃燒質(zhì)量產(chǎn)生的影響。與此同時，由于燃料本身就屬于可燃物質(zhì)，在對燃料進行存放和管理的過程中還要更加注重工作人員的相關(guān)行為，避免在燃料倉庫以及鍋爐等空間和范圍內(nèi)出現(xiàn)明火，在提高能源消耗的同時也會給電廠的運行安全造成影響。而從影響電廠運行安全的方面考慮，工作人員在對燃料進行管理的過程中還要定期對煤倉以及鍋爐的運行情況進行檢查。

（六）輔助設(shè)備的節(jié)能技術(shù)

電廠鍋爐運行的能量消耗，不僅表現(xiàn)在鍋爐本身，各種輔助設(shè)備的運行也會對能源消耗量的多少產(chǎn)生一定的影響。從這一方面來說，節(jié)能降耗技術(shù)不僅具體表現(xiàn)在對鍋爐燃料、鍋爐設(shè)備、鍋爐操作的管理控制問題上，要提倡對電廠能耗的全方位、全過程管理，還要注意輔助設(shè)備在運行過程中消耗的能源進行控制。輔助設(shè)備對鍋爐能源的輸送、傳導(dǎo)、儲存等，都起到了不可忽視的作用，在對各種輔助設(shè)備進行節(jié)能處理時，不僅要注重對輔助設(shè)備的運行技術(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化，還要對電廠鍋爐運行的整個工作流程進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。而在這個調(diào)整和優(yōu)化的過程中，務(wù)必以電廠鍋爐及相關(guān)配套設(shè)施的類型、技術(shù)要求及運行模式作為管控依據(jù)，再結(jié)合以往的工作經(jīng)驗來對輔助設(shè)備的運行情況進行合理的控制。

四、結(jié)論

綜上所述，節(jié)能降耗是當(dāng)代國家工業(yè)發(fā)展到一定階段的必然要求，不僅有利于既有能源的有效、節(jié)約使用，更有利于節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)、新工藝投入到生產(chǎn)應(yīng)用。電廠鍋爐作為能源消耗的重要設(shè)備，必須采取恰當(dāng)?shù)墓?jié)能降耗技術(shù)。在未來的社會發(fā)展過程中，如何讓節(jié)能降耗技術(shù)在包括電廠在內(nèi)的各個工業(yè)化領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，是科研人員需要重點研究和解決的問題。