電廠鍋爐節(jié)能改造措施研究

何帆

中國能源建設(shè)集團(tuán)浙江火電建設(shè)有限公司 浙江 杭州 310002

煤炭屬于不可再生能源，消耗量逐漸增加，在電廠發(fā)展期間，通過對(duì)鍋爐進(jìn)行節(jié)能改造，能夠顯著減少煤炭能源的損耗與浪費(fèi)，確保鍋爐能夠安全運(yùn)行。為了確保電廠鍋爐節(jié)能改造效果得到進(jìn)一步提升，實(shí)現(xiàn)煤炭資源利用最大化，相關(guān)人員還要將鍋爐運(yùn)行期間的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面節(jié)能改造，并積極運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)，避免電廠鍋爐在實(shí)際運(yùn)行期間出現(xiàn)較大故障，因此，本文主要探討電廠鍋爐的節(jié)能改造措施。

1 研究背景

最近幾年以來，我國的工業(yè)化發(fā)展水平逐漸提高，針對(duì)電力能源也提出了更高的需求，通過對(duì)電廠鍋爐進(jìn)行節(jié)能改造，能夠顯著提升能源利用率，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。針對(duì)電廠鍋爐節(jié)能降耗現(xiàn)狀可以得知，當(dāng)前階段仍存在較多問題，重點(diǎn)體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一方面是隨著消費(fèi)群體的不斷擴(kuò)大，電力能源的消耗量不斷增加，使得供需矛盾越來越突出。另一個(gè)方面是電力能源的利用率比較低，引發(fā)比較嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。

為了確保上述問題得到有效的解決，在電廠鍋爐運(yùn)行期間，合理應(yīng)用節(jié)能降耗技術(shù)特別重要，能夠確保電力供應(yīng)更好的滿足市場(chǎng)發(fā)展需求。針對(duì)相關(guān)工作人員而言，需要認(rèn)證認(rèn)識(shí)到電力能源供應(yīng)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的重要影響，并妥善解決電力能源供需矛盾問題。近些年以來，我國政府部門越來越重視綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展，通過對(duì)高污染、高排放企業(yè)進(jìn)行科學(xué)的整頓，能夠確?，F(xiàn)有的煤炭能源得到高效利用。

此外，從節(jié)能角度來分析，電力能源的良好利用，能夠更好的滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展需求，電廠需要結(jié)合鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況，采取科學(xué)的節(jié)能改造措施，在減少環(huán)境污染的同時(shí)，有效延長電廠鍋爐的運(yùn)行壽命。

2 電廠鍋爐節(jié)能改造影響因素分析

2.1 鍋爐型號(hào)和運(yùn)行參數(shù)

如果電廠鍋爐型號(hào)和運(yùn)行參數(shù)不滿足規(guī)定要求，會(huì)影響電廠發(fā)電效果，從而浪費(fèi)較多的煤炭資源?，F(xiàn)階段，電廠鍋爐節(jié)能改造工作已經(jīng)引起相關(guān)人員的重視，通過對(duì)電廠鍋爐進(jìn)行科學(xué)的節(jié)能改造，能夠確保煤炭資源得到高效利用。同時(shí)，若電廠鍋爐的型號(hào)與運(yùn)行參數(shù)不符合實(shí)際發(fā)電需求，會(huì)消耗過多燃料，降低鍋爐的整體運(yùn)行效率。

2.2 電廠的自動(dòng)化控制水平

電廠的自動(dòng)化控制水平，會(huì)給鍋爐的運(yùn)行精度和準(zhǔn)確性產(chǎn)生比較大的影響，若電廠的自動(dòng)化控制水平比較低，會(huì)降低燃料的利用效率，給周圍生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。電廠鍋爐節(jié)能改造的核心目標(biāo)是提升其中自動(dòng)化控制水平，避免鍋爐在后期運(yùn)行期間出現(xiàn)較多的安全問題。比如，通過科學(xué)安裝超壓報(bào)警裝置，以及污染排放報(bào)警裝置，并采用水位聯(lián)鎖控制模式，能夠提高電廠鍋爐的安全性能，為后期的維護(hù)和保養(yǎng)提供重要數(shù)據(jù)支撐。

另外，鍋爐的自動(dòng)化控制水平和生產(chǎn)運(yùn)行配合程度，也會(huì)影響鍋爐的總體運(yùn)行效率，通過將鍋爐的燃燒工況和自動(dòng)化控制有效配合，能夠確保自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要功能得到良好發(fā)揮，確保電廠鍋爐的安全生產(chǎn)水平得到進(jìn)一步提高，降低電廠鍋爐在后期運(yùn)行期間出現(xiàn)大規(guī)模故障的概率。

2.3 設(shè)備自身的保溫性能

電廠鍋爐在實(shí)際運(yùn)行過程當(dāng)中，燃料利用效率和散熱損失，對(duì)鍋爐自身的保溫性能影響較大，若電廠鍋爐的保溫性能比較差，會(huì)明顯提高鍋爐的運(yùn)行能耗。通常來講，電廠鍋爐保溫性能和保溫材料選擇存在密切聯(lián)系，為了確保技術(shù)經(jīng)濟(jì)性得到全面提升，針對(duì)不同位置，需要采用不同類型的保溫材料，相關(guān)人員還要綜合考慮鍋爐內(nèi)部介質(zhì)的溫度，以及各項(xiàng)部件的外形尺寸等一系列因素，防止出現(xiàn)大量的散熱損失[1]。

2.4 鍋爐的用水質(zhì)量

在電廠鍋爐節(jié)能改造過程當(dāng)中，如果鍋爐的用水質(zhì)量比較差，鍋爐在后續(xù)運(yùn)行期間環(huán)節(jié)，需補(bǔ)充大量原水，影響其自身的運(yùn)行效率。原水是進(jìn)入到鍋爐內(nèi)部水，主要分成自來水、河流水與水庫水，給水則是鍋爐運(yùn)行過程當(dāng)中沒有受污染的低溫水和凝結(jié)水，經(jīng)過妥善處理之后，能夠?qū)崿F(xiàn)再次循環(huán)利用，確保水資源利用效率得到明顯提升。一般來講，用水質(zhì)量需要和鍋爐結(jié)構(gòu)與運(yùn)行參數(shù)相匹配，能夠防止電廠鍋爐在實(shí)際運(yùn)行期間出現(xiàn)大面積的結(jié)垢現(xiàn)象，降低電廠鍋爐在運(yùn)行期間出現(xiàn)較多的安全事故。

3 鍋爐節(jié)能改造要點(diǎn)分析

3.1 提升煤炭質(zhì)量

由于市場(chǎng)化摻配影響，使得煤炭無法進(jìn)行充分燃燒，因此，電廠和煤炭供應(yīng)商簽訂供應(yīng)合同的過程當(dāng)中，需要提前進(jìn)行約定，以電廠鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)作為重要的采購標(biāo)準(zhǔn)，如果供應(yīng)商所提供的煤炭質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，需要承擔(dān)相應(yīng)的違約金。同時(shí)，電廠如果使用直接入爐給煤裝置，煤質(zhì)的波動(dòng)比較大，鍋爐運(yùn)行效率較低，影響最終的節(jié)能改造效果，通過對(duì)現(xiàn)有的給煤裝置進(jìn)行全面改造，并在輸煤系統(tǒng)內(nèi)部安裝配煤系統(tǒng)，結(jié)合設(shè)計(jì)煤種與鍋爐的具體出力情況，妥善調(diào)整煤炭的熱值與成分。同時(shí)，通過科學(xué)設(shè)置篩分與破碎系統(tǒng)，結(jié)合煤炭大小，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分離與破碎，能夠確保煤炭在燃燒期間能夠均勻的燃燒，不斷提升煤炭的燃燒率，降低電廠用電[2]。

此外，合理設(shè)置電廠鍋爐熱值在線檢測(cè)裝置，并對(duì)鍋爐的出力與煤質(zhì)匹配情況實(shí)施超前控制，可以確保鍋爐入煤量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，不斷提升電廠鍋爐的整體運(yùn)行效率，減少煤炭的使用量，確保電廠的整體效益得到全方面提升。同時(shí)，相關(guān)人員還要根據(jù)電廠鍋爐的具體運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行特征，重點(diǎn)檢驗(yàn)燃煤特性與煤粉細(xì)度是否符合規(guī)定要求，保證煤炭能夠充分的燃燒。從另一個(gè)角度來分析，通過積極運(yùn)用現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝，能夠提升電廠鍋爐配風(fēng)的合理性，延長鍋爐的運(yùn)行壽命。

3.2 加強(qiáng)熱力系統(tǒng)保溫

一般來講，電廠鍋爐熱力系統(tǒng)保溫主要集中在鍋爐管網(wǎng)內(nèi)部，熱力介質(zhì)通過四周空氣，會(huì)散失一部分熱量，所以，提升電廠鍋爐熱力系統(tǒng)保溫效果特別重要。在選擇保溫材料的過程當(dāng)中，需要加強(qiáng)檢查力度，確保保溫材料的各項(xiàng)性能滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，因?yàn)闊崃橘|(zhì)不同，其保溫性能也存在一定的差異，例如，通過選取保溫性能比較好的材料，可以取得較好的保溫效果。

除此之外，通過合理選擇電廠鍋爐保溫工藝，重點(diǎn)檢查電廠鍋爐保溫錯(cuò)縫和壓縫質(zhì)量是否符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠明顯提高電廠鍋爐保溫效果。與此同時(shí)，在電廠鍋爐運(yùn)行期間，通過嚴(yán)格控制保溫防護(hù)層質(zhì)量，能夠減小外界影響，對(duì)空氣換熱損失起到一定的阻擋作用，減小機(jī)械因素所帶來的不利影響[3]。

3.3 科學(xué)應(yīng)用熱管換熱器

熱管換熱器屬于一種比較常見的傳熱元件，主要由多個(gè)熱管組成的表面換熱器，熱管換熱器能夠和其他熱流體之間保持接觸，同時(shí)受熱部位位于鍋爐尾部的煙道位置，能夠快速回收電廠鍋爐內(nèi)部的煙氣余熱，使得電廠鍋爐的熱能利用效率得到明顯提升。通過積極運(yùn)用熱管換熱器，可以取得較好的節(jié)能改造效果。

和傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)式空預(yù)器相比較來講，熱管換熱器的合理設(shè)置，能夠明顯減少鍋爐煙氣余熱的排放，確保煙氣余熱回收效果得到良好提升，進(jìn)一步提升除塵器的除塵效果，減少煙塵排放量。為了確保熱管換熱器能夠良好的運(yùn)用，相關(guān)人員需要結(jié)合電廠鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況，合理確定熱管換熱器的安裝位置，在提升電廠鍋爐總體運(yùn)行效率的同時(shí)，顯著減少污染物的排放。

3.4 加強(qiáng)熱量控制力度

在控制電廠鍋爐熱量的過程當(dāng)中，相關(guān)人員可從以下幾個(gè)方面入手：

第一，在電廠鍋爐熱量控制環(huán)節(jié)，嚴(yán)格控制鍋爐風(fēng)量，通常而言，鍋爐風(fēng)量會(huì)經(jīng)過布風(fēng)板傳送到鍋爐燃燒室內(nèi)部，其熱量會(huì)占據(jù)總體熱量的40%到70%左右，通過加強(qiáng)鍋爐熱量控制力度，可以確保電廠鍋爐運(yùn)行效率得到有效提升。同時(shí)，將電廠鍋爐密相取內(nèi)部氣化所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行冷卻處理，能夠確保電廠鍋爐保持恒溫。

第二，在控制電廠鍋爐熱量時(shí)，要保證鍋爐能夠順利完成流化。如果電廠鍋爐的運(yùn)行溫度比較高，可采取進(jìn)激冷風(fēng)方式，有效降低鍋爐運(yùn)行溫度，若電廠鍋爐運(yùn)行溫度急劇升高，則需要立即停爐。在電廠鍋爐低熱量控制環(huán)節(jié)，若進(jìn)爐風(fēng)量比較小，相關(guān)人員需要加大熱量控制力度，在低負(fù)荷范圍之內(nèi)，有效降低熱量。若電廠鍋爐長時(shí)間處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，通過適當(dāng)增加熱量，能夠確保鍋爐內(nèi)部溫度得到良好控制。在電廠鍋爐熱量控制期間，相關(guān)人員要結(jié)合鍋爐內(nèi)部的實(shí)際溫度，以及鍋爐的具體運(yùn)行負(fù)荷情況，采取科學(xué)的調(diào)整方式[4]。

3.5 合理控制鍋爐節(jié)能負(fù)荷

若電廠鍋爐長期處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，鍋爐內(nèi)的上部顆粒濃度比較低，輻射出的傳熱量會(huì)明顯增加，若電廠鍋爐處于最低的運(yùn)行負(fù)荷狀態(tài)，輻射傳輸熱量也會(huì)明顯增加，故相關(guān)人員需要根據(jù)電廠鍋爐內(nèi)部的運(yùn)行負(fù)荷情況，及時(shí)進(jìn)行溫度控制。在對(duì)電廠鍋爐低負(fù)荷溫度進(jìn)行控制時(shí)，相關(guān)人員可從以下幾方面入手：

第一，如果鍋爐需進(jìn)行減負(fù)荷處理，可適當(dāng)降低爐層的厚度和高度，并適當(dāng)減少爐料的存儲(chǔ)量，在此期間，通過有效降低給煤量，降低進(jìn)爐風(fēng)量，在降低進(jìn)爐風(fēng)量的過程當(dāng)中，要確保爐風(fēng)量高于臨界流化風(fēng)量。在減少電廠鍋爐爐料的過程當(dāng)中，還要科學(xué)控制爐溫，確保爐溫處于比較高的溫度狀態(tài)。

第二，若電廠鍋爐需進(jìn)行升負(fù)荷，和減負(fù)荷操作比較相似，但是，在實(shí)際操作的過程當(dāng)中，相關(guān)人員需要適當(dāng)降低爐層厚度，并合理控制爐料的存儲(chǔ)量，以及冷風(fēng)量。在具體控制過程中，控制幅度不能過大，若控制幅度過大，會(huì)使得鍋爐內(nèi)部壓力過大，容易引發(fā)嚴(yán)重問題[5]。

3.6 加強(qiáng)鍋爐爐溫控制

電廠鍋爐節(jié)能爐溫控制具有動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，在啟動(dòng)環(huán)節(jié)，電廠鍋爐處于常溫狀態(tài)，燃煤會(huì)快速變成氣化狀態(tài)，在此狀態(tài)下，電廠鍋爐運(yùn)行溫度控制難度較大，為了取得較好的控制效果，采取人工控制方法，能夠確保電廠鍋爐爐溫得到良好控制。最近幾年以來，由于電廠鍋爐的使用范圍不斷擴(kuò)大，在控制鍋爐爐溫的過程當(dāng)中，相關(guān)人員需要注意以下幾個(gè)問題：

第一，嚴(yán)格控制原料煤和水添加量。在電廠鍋爐啟動(dòng)環(huán)節(jié)，通過添加適量的原煤與水，能夠減少煤炭的損耗與浪費(fèi)。

第二，電廠鍋爐在正常運(yùn)行環(huán)節(jié)，需要合理控制爐溫，一般來講，電廠鍋爐的煤炭溫度不宜超過100℃。

另外，在啟動(dòng)操作環(huán)節(jié)，由于電廠鍋爐的爐溫比較低，此時(shí)需要工作人員盡量降低一次熱量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速升溫。與此同時(shí)，在電廠鍋爐啟動(dòng)階段，需要保證燃料能夠充分的燃燒，從而有效減少燃料使用量，保證電廠鍋爐啟動(dòng)操作能夠順利完成。在對(duì)循環(huán)流化床鍋爐實(shí)施壓火操作時(shí)，需立即關(guān)閉送風(fēng)裝置，保證送風(fēng)裝置能夠處于暫停運(yùn)行狀態(tài)，然后將引風(fēng)機(jī)與返料風(fēng)機(jī)關(guān)閉，從根本上減少結(jié)渣現(xiàn)象的出現(xiàn)[6]。

3.7 做好水質(zhì)管理工作

為了避免電廠鍋爐內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)垢與腐蝕現(xiàn)象，做好水質(zhì)管理工作特別重要。在給水層面，需要保證給水內(nèi)部的懸浮物質(zhì)直徑不超過10.4mm，盡量減少給水內(nèi)部的懸浮雜質(zhì)，比如油脂和砂石等。給水內(nèi)部的膠體直徑不超過10.4mm，也能夠減少給水內(nèi)部的膠體雜質(zhì)，主要包含礦物質(zhì)膠體與有機(jī)膠體，此部分膠體可能會(huì)讓電廠鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生較多的水垢與泡沫。

另外，電廠鍋爐給水內(nèi)部的溶解物質(zhì)直徑不宜超出10mm，常見的溶解物質(zhì)主要包含氣體和礦物質(zhì)鹽類，此部分物質(zhì)會(huì)對(duì)鍋爐產(chǎn)生一定的腐蝕作用，進(jìn)而浪費(fèi)較多的煤炭燃料，若情況嚴(yán)重，還會(huì)產(chǎn)生汽水共沸現(xiàn)象，使得管道出現(xiàn)嚴(yán)重的裂紋，引發(fā)較大的安全事故。在電廠鍋爐污水排放方面，相關(guān)人員需要將連續(xù)的排污管口設(shè)置在正常水位90mm位置，確保其蒸發(fā)量保持在1%，通常而言，排污時(shí)間不宜超過25s，重復(fù)2到3次，具體可結(jié)合電廠鍋爐內(nèi)部電導(dǎo)率來確定，由此形成污水水流震蕩效果，確保電廠鍋爐排污效果得到顯著提升。

3.8 對(duì)鍋爐運(yùn)行設(shè)計(jì)進(jìn)行全面優(yōu)化

通過合理運(yùn)用各項(xiàng)先進(jìn)的現(xiàn)代化設(shè)備，對(duì)鍋爐運(yùn)行設(shè)計(jì)進(jìn)行全面優(yōu)化，可以明顯降低鍋爐的運(yùn)行能耗。結(jié)合鍋爐設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀可以得知，通過對(duì)各類硬件設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，能夠明顯降低鍋爐的運(yùn)行能耗。對(duì)于技術(shù)人員來講，不但需要加強(qiáng)鍋爐技術(shù)優(yōu)化改造，而且要鍋爐的日常運(yùn)行進(jìn)行全方面管理，通過認(rèn)真遵守節(jié)能性設(shè)計(jì)原則，可以取得較好的節(jié)能降耗效果。

此外，為了進(jìn)一步提升電廠鍋爐的節(jié)能降耗效果，技術(shù)人員需要從鍋爐自身運(yùn)行效率入手，通過采取多項(xiàng)措施，有效控制鍋爐內(nèi)部可燃物含量，盡量提升鍋爐內(nèi)部燃煤的利用效率，并根據(jù)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況，針對(duì)燃煤的特性，以及煤粉細(xì)度與均勻性等一系列指標(biāo)進(jìn)行有效控制。與此同時(shí)，針對(duì)現(xiàn)有的各項(xiàng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，可以保證鍋爐內(nèi)部的溫度與風(fēng)粉混合度保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，提升煤粉的燃燒效率。通過對(duì)鍋爐內(nèi)部的燃煤特性進(jìn)行有效性的分析，并根據(jù)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行特性，針對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全面控制，可以提高鍋爐的整體運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)煤粉的有效燃燒，避免其從鍋爐煙道內(nèi)部排出。

從另一個(gè)角度來分析，通過合理運(yùn)用現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)，能夠保證鍋爐配風(fēng)更加科學(xué)，使得鍋爐可以充分的燃燒，不斷提升鍋爐的整體運(yùn)行效率。通過對(duì)鍋爐內(nèi)部的換熱層進(jìn)行技術(shù)改造，可以確保鍋爐的換熱效率得到良好提升，嚴(yán)格控制排煙溫度，不斷降低鍋爐的整體運(yùn)行成本。

4 結(jié)語

綜上所述，本文通過對(duì)電廠鍋爐節(jié)能改造措施進(jìn)行合理性的分析，不僅能夠節(jié)省大量的煤炭資源，而且可以顯著減少生態(tài)環(huán)境污染。在對(duì)電廠鍋爐進(jìn)行改造時(shí)，相關(guān)人員還要全面了解各項(xiàng)節(jié)能工藝，并加強(qiáng)全面控制，保證電廠鍋爐節(jié)能改造質(zhì)量得到全面提高。