火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐運(yùn)行控制的節(jié)能策略探究

王長(zhǎng)征

（華電漯河發(fā)電有限公司，河南 漯河 462300）

火力發(fā)電廠(chǎng)的生產(chǎn)作業(yè)中，鍋爐是生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要構(gòu)成，在當(dāng)下現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢(shì)下，國(guó)家對(duì)火力發(fā)電行業(yè)提出了越來(lái)越高的要求，力求通過(guò)節(jié)能減排控制來(lái)給火力發(fā)電廠(chǎng)創(chuàng)造更大的效益，刺激各個(gè)火力發(fā)電廠(chǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。但因?yàn)榛鹆Πl(fā)電廠(chǎng)鍋爐運(yùn)行的特殊性，在節(jié)能減排控制方面，應(yīng)從鍋爐運(yùn)行中的能源消耗原因出發(fā)，采取有效的節(jié)能策略，保持節(jié)能策略在能耗控制方面的有效性。

1 火電廠(chǎng)鍋爐運(yùn)行基本原理

鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，主要的燃料是煤炭，因?yàn)槊禾抠Y源的特殊性，在燃燒的過(guò)程中，所產(chǎn)生的熱量可以對(duì)鍋爐中的水予以加熱，實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換，可以將熱能以蒸汽的形式來(lái)帶動(dòng)汽輪機(jī)的運(yùn)行，從而保障發(fā)電目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。通常情況下，對(duì)于一般的火力發(fā)電廠(chǎng)而言，其鍋爐底部存在有兩層結(jié)構(gòu)，一層用于煤炭燃料的放置，另一層用于給鍋爐運(yùn)行提供空氣流通服務(wù)，使得煤炭頂部和底部可以在空氣流通的過(guò)程中保持燃燒的同步性，在較短的時(shí)間內(nèi)提高溫度。鍋爐內(nèi)部水在此過(guò)程中同樣會(huì)吸收一定的加熱熱量，進(jìn)而在鍋爐內(nèi)形成高溫高壓環(huán)境，最后通過(guò)與爐外汽輪機(jī)的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力的釋放，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生足夠的電能資源。具體工作內(nèi)容包含以下方面：

1.1 煤炭燃燒環(huán)節(jié)

火力發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，煤炭燃燒是最為基礎(chǔ)性的環(huán)節(jié)，在整體的工作進(jìn)行時(shí)，需在爐內(nèi)填入一定量的燃料，在達(dá)到通風(fēng)和燃燒基本要求的情況下，就可以保持正常的能量轉(zhuǎn)換。在煤炭燃燒環(huán)節(jié)，最需要考慮的問(wèn)題就是燃燒是否充分。

1.2 通風(fēng)管理環(huán)節(jié)

火力發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，通風(fēng)方面同樣是需要關(guān)注的重點(diǎn)，在煤炭燃燒的過(guò)程中勢(shì)必伴隨著一定的高溫氣體，這些氣體中的熱量較大，一旦在通風(fēng)過(guò)程中直接將這些熱量加以釋放，將會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的熱損失。此外，煤炭燃燒時(shí)同樣會(huì)產(chǎn)生一定的煤渣粉塵，這些粉塵與高溫氣體混合，如果不經(jīng)處理直接排放，將會(huì)引起嚴(yán)重的大氣污染。

1.3 能量傳遞過(guò)程

在火力發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電過(guò)程中，煤炭燃燒的過(guò)程中也就實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向熱能的轉(zhuǎn)化，水吸收熱能以后也就產(chǎn)生了高溫高壓水蒸氣，而水蒸氣將驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化。

2 火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐耗能中的問(wèn)題

2.1 燃料雜質(zhì)較多

火力發(fā)電中的燃料主要為煤炭，煤炭資源的特殊性使得在鍋爐運(yùn)行中的能耗較大。市場(chǎng)上包含了多種的原煤，這些原煤的質(zhì)量、性能差異過(guò)大，鍋爐燃燒時(shí)選用的原煤不同，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致燃燒率存在明顯的差異，如果煤炭燃燒的充分性不夠，將會(huì)導(dǎo)致鍋爐長(zhǎng)時(shí)間保持在低效運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，也無(wú)法保障鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，甚至燃燒后伴隨著過(guò)多的殘?jiān)a(chǎn)生，煤炭利用率低下且污染大。

2.2 鍋爐運(yùn)行效率低

在火力發(fā)電過(guò)程中，能耗過(guò)高往往表現(xiàn)為鍋爐運(yùn)行的低負(fù)荷，一旦鍋爐負(fù)荷難以與鍋爐高效運(yùn)行的要求高度一致，將會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和能量損耗。如果在火力發(fā)電鍋爐運(yùn)行中，相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)無(wú)法達(dá)到安全、高效運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐的能量傳輸效率將異常低，無(wú)法給火力發(fā)電廠(chǎng)提供切實(shí)的保障。鍋爐使用壽命同樣會(huì)受到運(yùn)行負(fù)荷的極大影響，火力發(fā)電廠(chǎng)的鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，部分鍋爐存在熄火頻繁的問(wèn)題，影響了燃燒的充分性，也增大了燃料燃燒、鍋爐運(yùn)行中的能耗，對(duì)鍋爐各方面性能的優(yōu)化也極為不利?？傊?，這些問(wèn)題都會(huì)對(duì)鍋爐運(yùn)行效率產(chǎn)生直接的影響，如果要實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行中的節(jié)能控制，有關(guān)人員需充分從這些角度出發(fā)，來(lái)進(jìn)行各個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)與改進(jìn)。

3 火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐運(yùn)行的節(jié)能策略

3.1 注重鍋爐選型和燃料選擇工作

火力發(fā)電廠(chǎng)的鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，為全面將各個(gè)方面的能耗控制在合理的范圍內(nèi)，提高鍋爐的總體運(yùn)行效率，就要針對(duì)燃料問(wèn)題所引起的能耗來(lái)開(kāi)展適當(dāng)?shù)目刂?。?duì)于各個(gè)火力發(fā)電廠(chǎng)而言，如果要實(shí)現(xiàn)鍋爐能耗控制的目標(biāo)，專(zhuān)業(yè)人員需從短期投資和長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)分析，在二者關(guān)系全面把控的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格由專(zhuān)人來(lái)負(fù)責(zé)鍋爐的選型和燃料的選擇。在鍋爐選型方面，盡量選擇高可靠性、檢修維護(hù)便捷性的設(shè)備，使得在火電廠(chǎng)鍋爐運(yùn)行時(shí)的工作效率大大提升，盡可能減少后期的維護(hù)頻次。燃料性能關(guān)乎鍋爐的殘?jiān)蛷U氣排放量，與綜合的能耗消耗有著直接的關(guān)系，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，應(yīng)摻配不同的煤種，使得燃料可以與鍋爐運(yùn)行中的燃煤需求相一致，提高燃煤利用率。

3.2 注重鍋爐設(shè)備的控制

鍋爐設(shè)備的控制對(duì)于能耗控制同樣有著極大的影響，每個(gè)火力發(fā)電廠(chǎng)的鍋爐配備都有各自的要求，為滿(mǎn)足發(fā)電要求，對(duì)于鍋爐的各種參數(shù)控制也有著自身的特殊標(biāo)準(zhǔn)，因此，節(jié)能控制的過(guò)程中，同樣要根據(jù)火電廠(chǎng)的鍋爐配備要求來(lái)進(jìn)行鍋爐設(shè)備的科學(xué)使用，在必要的情況下進(jìn)行鍋爐結(jié)構(gòu)的適當(dāng)改造和參數(shù)優(yōu)化。鍋爐設(shè)備的控制方面，各個(gè)火電廠(chǎng)都應(yīng)該充分了解當(dāng)下市場(chǎng)上的鍋爐發(fā)展和更新情況，在原有鍋爐設(shè)備基礎(chǔ)上加以改造，通過(guò)設(shè)備更新來(lái)提升鍋爐的總體運(yùn)行水平。一旦火力發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)行的過(guò)程中鍋爐設(shè)備出現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題，要立即組織專(zhuān)業(yè)人員來(lái)進(jìn)行設(shè)備的更新，盡可能選用高質(zhì)量的鍋爐設(shè)備，從本質(zhì)上提高能源利用率，保持火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐的高效率、經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行。

3.3 完善鍋爐運(yùn)行方式

對(duì)鍋爐運(yùn)行方式的優(yōu)化同樣可以提升鍋爐的運(yùn)行效率，降低能耗，具體從以下方面來(lái)實(shí)施：（1）定期檢測(cè)鍋爐中的煙氣濃度。日常的工作中，火電廠(chǎng)應(yīng)安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)高溫?zé)煔鉂舛?、成分的測(cè)定，根據(jù)這些檢測(cè)結(jié)果對(duì)鍋爐的各個(gè)運(yùn)行參數(shù)加以適當(dāng)調(diào)整。（2）對(duì)鍋爐爐內(nèi)負(fù)荷加以適當(dāng)優(yōu)化。根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整鍋爐的操作方式，尤其是在操作速度的調(diào)節(jié)方面，應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，操作速度過(guò)快或者過(guò)小都不利于保持鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。在鍋爐運(yùn)行中，為使得爐膛內(nèi)的燃煤燃燒更為充分，一般要適當(dāng)減小爐內(nèi)負(fù)荷。

3.4 提高蒸汽的利用效率

火力發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電過(guò)程中，蒸汽利用的具體流程如圖1所示，為實(shí)現(xiàn)火電廠(chǎng)的節(jié)能目標(biāo)，同樣要注重蒸汽利用率的提升，有關(guān)人員在鍋爐運(yùn)行的過(guò)程中，應(yīng)密切監(jiān)測(cè)鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，尤其是在整個(gè)鍋爐的工作期間，應(yīng)結(jié)合機(jī)組的總效率，來(lái)進(jìn)行鍋爐供汽量的科學(xué)分配。如果在鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，其整體的運(yùn)行效率偏高，系統(tǒng)一般需承受極高的負(fù)荷，一旦存在滿(mǎn)載問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)鍋爐的運(yùn)行效率情況掌握，來(lái)保障負(fù)荷分配的科學(xué)性。為提升蒸汽利用效率，在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)盡量避免在未得到功的情況下開(kāi)展高壓蒸汽的轉(zhuǎn)化。最初的鍋爐運(yùn)行階段，就要對(duì)排汽量加以適當(dāng)控制，給蒸汽的科學(xué)應(yīng)用提供切實(shí)的保障。

圖1 鍋爐給水蒸氣系統(tǒng)

3.5 控制鍋爐運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量損失

鍋爐運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量非常大，這些熱量資源如果得不到有效的利用，熱損失巨大也導(dǎo)致鍋爐系統(tǒng)的總體能耗偏大。因此，針對(duì)熱損失所引起的能耗問(wèn)題，相關(guān)人員在鍋爐運(yùn)行時(shí)，應(yīng)對(duì)空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率加以適當(dāng)控制，盡量減小煙氣中的熱量損失，給鍋爐燃煤提供足夠的氧氣，提升燃燒充分性。當(dāng)然，鍋爐制粉中的煤粉細(xì)度控制也尤為重要，因?yàn)檫@一參數(shù)指標(biāo)的控制可以使得燃燒中的煙塵產(chǎn)生總量得以減少。最后，對(duì)鍋爐溫度的控制也極為重要，因?yàn)橐坏╁仩t溫度超出了正常標(biāo)準(zhǔn)，熱量損失極大，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)火力發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電過(guò)程中的燃煤鍋爐運(yùn)行需求，將鍋爐溫度保持在合理范圍內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐運(yùn)行中的能耗巨大，這是阻礙火電廠(chǎng)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，為提升發(fā)展水平，適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展理念的要求，各個(gè)火力發(fā)電廠(chǎng)在當(dāng)下的發(fā)展條件下，都應(yīng)該加大在節(jié)能控制方面的投入，針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的能源消耗，采取恰當(dāng)?shù)目刂品绞?，促進(jìn)節(jié)能減排目標(biāo)的全面實(shí)現(xiàn)。