探討循環(huán)流化床鍋爐機組節(jié)能降耗路徑

林明義

摘要：隨著國家對可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)保的日益重視，探索更加綠色、更加低碳、更加節(jié)能的生產(chǎn)運行方式是火力發(fā)電企業(yè)提高自身競爭力的必由之路。循環(huán)流化床鍋爐機組是新型的火力發(fā)電技術(shù)，具有適應(yīng)煤種類型多、負荷調(diào)節(jié)能力強、煙氣污染物排放少等優(yōu)勢，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。本文針對循環(huán)流化鍋爐機組，從多方面分析其有效的節(jié)能降耗策略。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐機組;節(jié)能降耗路徑;鍋爐熱效率;循環(huán)熱效率

我國地域廣闊，是一個資源大國，蘊藏著豐富的煤炭資源，這也使得火力發(fā)電至今仍是我國主要的發(fā)電方式。但隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及能源消耗需求的增加，隨著能源危機和環(huán)境問題日益突出，在國家不斷提高低碳環(huán)保要求以及促進電力系統(tǒng)改革發(fā)展的大環(huán)境下，火力發(fā)電企業(yè)應(yīng)當積極探討科學(xué)合理的生產(chǎn)運行方式，研究機組運行中節(jié)能降耗技術(shù)，提高企業(yè)核心競爭力，保障企業(yè)平穩(wěn)、健康、可持續(xù)發(fā)展。

循環(huán)流化床鍋爐燃煤技術(shù)是八十年代發(fā)展起來的新型的燃煤技術(shù)，采用的流化態(tài)的燃燒方式，憑借其煤種適應(yīng)性廣泛、燃燒效率高、環(huán)保性能好等獨特優(yōu)勢，在國內(nèi)外火力發(fā)電等領(lǐng)域快速地發(fā)展。作為不斷得到廣泛應(yīng)用的新式環(huán)保節(jié)能型發(fā)電設(shè)備，從運行調(diào)整以及設(shè)備改造等方面對循環(huán)流化床鍋爐機組進行優(yōu)化、不斷提高經(jīng)濟運行水平一直是其問世以來的重要課題。

針對循環(huán)流化床鍋爐機組節(jié)能降耗的有效路徑較多，下面主要從鍋爐燃燒調(diào)整、汽輪機運行監(jiān)視、廠用電率控制三大方面來談。

一、循環(huán)流化床鍋爐機組鍋爐燃燒調(diào)整方面節(jié)能降耗有效路徑分析

鍋爐燃燒調(diào)整方面最重要的經(jīng)濟性關(guān)注指標就是鍋爐熱效率。鍋爐熱效率代表的是鍋爐運行中工質(zhì)有效吸收利用的熱量占送入鍋爐中燃燒的燃料所含熱量總量的百分比。顯然，減少熱量的損失，增加工質(zhì)有效吸收利用的熱量，就能提高鍋爐熱效率。降低鍋爐運行中熱量損失的方法主要圍繞以下三個方面：

（一）降低煙氣排放損失

煙氣排放損失是指鍋爐煙氣排放所帶走的熱量，是鍋爐熱損失中占比最大的部分，主要影響因素是煙氣排放溫度和煙氣排放量。

降低煙氣排放溫度主要通過優(yōu)化尾部煙道換熱設(shè)備吸收煙氣熱量來實現(xiàn)。但是換熱設(shè)備的優(yōu)化還需要考慮換熱器造價、換熱效率、煙氣側(cè)流動阻力的增加、引風(fēng)機用電量增加以及尾部煙道低溫腐蝕等因素。為保證設(shè)備安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行，循環(huán)流化床鍋爐的排煙溫度通常控制值為110℃到160℃之間。除了換熱設(shè)備優(yōu)化，運行中應(yīng)采用合適的吹灰器進行及時吹灰，保持換熱器受熱面清潔，防止傳熱減弱而影響到換熱效率。

降低煙氣排放量應(yīng)考慮降低過?？諝庀禂?shù)以及降低鍋爐漏風(fēng)率。降低過?？諝庀禂?shù)，可能造成燃料不完全燃燒損失的增加，所以合理的過剩空氣系數(shù)需要試驗確定。降低鍋爐漏風(fēng)率則要重視鍋爐系統(tǒng)各部位的密閉性能，特別是要排查解決鍋爐人孔門、手孔門等部位存在的密封性不良問題。

（二）降低燃料不完全燃燒損失

燃料不完全燃燒損失包含機械不完全燃燒損失和化學(xué)不完全燃燒損失，分別指的是燃料在鍋爐內(nèi)部燃燒不充分、不完全的情況下，殘余可燃固體隨飛灰和底渣流失造成的熱損失和殘余可燃氣體隨煙氣排入大氣造成的熱損失。影響燃料不完全燃燒損失的主要因素有：燃煤煤質(zhì)、入爐煤粒徑、機組負荷、燃燒工況（如床溫、一次風(fēng)量控制）等。循環(huán)流化床鍋爐機組運行過程中要確保入爐煤粒徑合適、鍋爐燃燒工況穩(wěn)定;保持適當?shù)倪^?？諝庀禂?shù)和爐膛燃燒溫度;合理控制鍋爐燃燒中心位置、爐膛負壓等。

（三）降低散熱損失

散熱損失是指鍋爐通過熱輻射、熱傳導(dǎo)作用對外部空氣等介質(zhì)傳遞熱量造成的熱損失。降低散熱損失的方法主要是對鍋爐采取保溫措施，降低對外的無效熱輻射和熱傳導(dǎo)。特別要注意的是檢修結(jié)束后管道保溫的及時恢復(fù)。

二、循環(huán)流化床鍋爐機組汽輪機運行監(jiān)視方面的節(jié)能降耗有效路徑分析

在汽輪機運行控制方面的節(jié)能降耗有效路徑最關(guān)鍵的在于提高機組的循環(huán)熱效率。主要措施如下：

（一）維持最佳蒸汽參數(shù)

根據(jù)朗肯循環(huán)理論和汽輪機運行基礎(chǔ)知識可知，蒸汽初參數(shù)越高，機組的循環(huán)熱效率越高。最佳蒸汽初參數(shù)需要考慮蒸汽壓力與汽輪機調(diào)門不同開度節(jié)流損失之間的平衡關(guān)系，通常在設(shè)計階段就已經(jīng)確定。運行過程中，盡量保證過熱器及再熱器出口蒸汽參數(shù)向最佳蒸汽運行參數(shù)靠攏，可以有效降低汽機熱耗率，從而提高循環(huán)熱效率。

（二）提高汽輪機真空

提高汽輪機真空可以降低汽輪機低壓缸排汽溫度，提高蒸汽做功能力，減少凝汽器處的熱量損失。在運行調(diào)整中，我們通常通過增加循環(huán)水量、降低循環(huán)水溫度、保持凝汽器銅管清潔等方式維持汽輪機真空。增加循環(huán)水量，意味著循環(huán)水泵電耗的升高，這就要求運行人員結(jié)合不同環(huán)境溫度及運行工況綜合考慮最佳的真空控制值。對于閉式循環(huán)供水系統(tǒng)可以通過采用更換高效淋水填料和噴濺裝置等方式提高冷卻水塔冷卻效率進而降低循環(huán)水溫。銅管清潔程度可由凝汽器端差進行判斷，并采取定期投入膠球清洗系統(tǒng)運行的方式進行保持。

（三）保證汽輪機抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)的投運率

抽汽回?zé)崾侵笇⑵啓C中做過功的蒸汽分級抽出對凝結(jié)水和給水進行逐級加熱。投運抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)可以提高給水溫度進而提高鍋爐熱效率，同時可以減少凝汽器處被循環(huán)水帶走的熱量，降低冷源損失。所以，保證汽輪機抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)的投運率，可以提高機組運行經(jīng)濟性。此外，在檢修過程中應(yīng)加強抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)檢查維護，注意清潔加熱器銅管，提高換熱效率，降低其端差;優(yōu)化抽汽加熱器排空氣管安裝位置，防止加熱器內(nèi)部積存空氣;重視檢修質(zhì)量，預(yù)防運行中發(fā)生管道泄漏等。

三、循環(huán)流化床鍋爐機組廠用電率控制方面的節(jié)能降耗有效路徑

（一）降低管道阻力

對工質(zhì)輸送管道的的閥門與零部件進行全面精簡優(yōu)化;去掉輸送管道中多余的閥門，盡可能減少運行中閥門處產(chǎn)生的節(jié)流損失;改善管道形狀，去除異形部件與彎頭部件，縮短工質(zhì)流動途徑，減少工質(zhì)輸送沿程阻力。

（二）采用節(jié)能改造技術(shù)

對于循環(huán)流化床鍋爐機組來說，廠用電量的消耗大戶無疑是高電壓大功率的循環(huán)水泵、給水泵、凝結(jié)水泵等水泵組以及一二次風(fēng)機、引風(fēng)機等風(fēng)機。通過進行給水泵汽動改造，凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵變頻改造，高電耗風(fēng)機變頻改造或永磁調(diào)速改造等技術(shù)改造，使此類高電耗的輔機負荷可以隨著機組負荷的變動進行優(yōu)化調(diào)整，大大降低廠用電率。

（三）合理控制循環(huán)流化床鍋爐床料厚度

循環(huán)流化床鍋爐運行過程中，爐膛物料床層厚度對一、二次風(fēng)機的電能消耗存在重要影響。當爐膛中的物料床層厚度過高時，爐內(nèi)床層壓力以及水冷風(fēng)室壓力過高，進而使得一、二次風(fēng)機出口的風(fēng)壓增大，送風(fēng)阻力增加，一、二次風(fēng)機的電耗也就相應(yīng)地提高了;而爐膛中地物料床層厚度過低又會影響鍋爐燃燒工況的穩(wěn)定。所以，根據(jù)實際鍋爐負荷情況，及時調(diào)整爐膛物料床層厚度，對于節(jié)約廠用電率也具有重要意義。

四、結(jié)束語

在循環(huán)流化床鍋爐機組節(jié)能降耗體系中，存在著多方面的影響因素，且這些影響因素又存在著相互關(guān)聯(lián)影響的復(fù)雜關(guān)系。所以，在機組運行的過程中，對諸多節(jié)能指標進行關(guān)注的同時，還要充分理解它們之間變化機理。結(jié)合這些影響因素提出設(shè)備運行管理以及維護改造措施，可以在降低循環(huán)流化床鍋爐機組生產(chǎn)能耗的同時中也減少設(shè)備故障的發(fā)生幾率，有效保證機組安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行，進而增加企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]張桂濱. 降低300MW機組火力發(fā)電廠用電率的方法研究[J]. 科技風(fēng)，2020，420（16）：201-201.

[2]梁雨春. 火電廠集控運行節(jié)能降耗措施分析[J]. 電力系統(tǒng)裝備，2020，000（005）：101-102.

[3]蔡柏青. 發(fā)電廠機組節(jié)能降耗措施[J]. 百科論壇電子雜志，2019，000（020）：261-262.