火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對策分析

葉小兵

（華電四川廣安發(fā)電有限責仼公司，四川廣安638500）

0 引言

鍋爐是火力發(fā)電廠正常運行過程中最主要的設(shè)備之一，主要是燃燒大量燃料確保鍋爐的正常運行。鍋爐在燃燒的過程中會消耗大量能源，同時其燃燒效率不高，也會造成大量能源浪費，和現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保型社會理念相悖，所以進一步加強火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗工作是非常重要的。雖然近年來隨著技術(shù)水平的快速提升以及管理模式的創(chuàng)新，火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗取得了較大的進展，但是現(xiàn)階段還是存在一些問題（燃料問題、鍋爐運行問題等），需要采取更加積極的措施解決，降低鍋爐的運行能耗，確?；鹆Πl(fā)電更加節(jié)能環(huán)保。

1 火力發(fā)電廠鍋爐的能耗現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計，火力發(fā)電廠中鍋爐燃燒可實現(xiàn)98%以上的燃燒效率。然而近年來，我國煤炭市場處于供應(yīng)緊張的狀態(tài)，部分火力發(fā)電廠受到煤炭資源制約，面臨斷煤停機的風險，因而不得不使用劣質(zhì)煤發(fā)電。此時鍋爐發(fā)電效率降低，煤炭資源損耗量大幅提升，而火力發(fā)電廠操作人員對不同性質(zhì)的煤炭無法把握燃燒數(shù)據(jù)，使鍋爐受到燃料性質(zhì)影響面臨損傷等問題，造成能源額外損耗，增加了火力發(fā)電廠的額外成本。

2 火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的重要意義

對于現(xiàn)代社會來說，能源問題是制約社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵性問題，我國也針對能源問題制定了可持續(xù)性的發(fā)展戰(zhàn)略，旨在建設(shè)節(jié)能環(huán)保型社會。近些年社會快速發(fā)展也加大了電能的需求，給電能供給帶來了非常大的壓力?，F(xiàn)階段，火力發(fā)電還是我國最主要的電能來源，火力發(fā)電主要是通過燃料的燃燒產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)化為電能，此過程會消耗大量煤炭資源，為了能夠降低煤炭等不可再生資源的消耗，開展鍋爐節(jié)能降耗的研究是非常必要的。

火力發(fā)電鍋爐運行時不但會產(chǎn)生有效驅(qū)動能源，同時也會產(chǎn)生有害物質(zhì)，會對周邊空氣造成較大危害。另外，鍋爐運行時若煤炭燃燒不充分就會造成較大的資源浪費，同時也會對鍋爐燃煤效率造成影響。因此，火力發(fā)電廠要提升鍋爐燃煤效率，提升電廠生產(chǎn)效率，實現(xiàn)鍋爐的節(jié)能降耗，才能為火力發(fā)電廠可持續(xù)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

3 火力發(fā)電廠鍋爐運行耗能方面的問題分析

3.1 燃料質(zhì)量較差

火力發(fā)電鍋爐運行時主要通過燃燒煤炭等原料作為動力，因此煤炭等原料的質(zhì)量直接影響著鍋爐的能耗情況?，F(xiàn)階段，絕大部分電廠都采用原煤作為主要燃料，原煤含有大量雜質(zhì)會對燃燒效率造成較大影響。同時不同類型的原煤在品質(zhì)方面具有較大的差異，往往造成燃燒時產(chǎn)生不同的效果?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐燃燒原煤時最容易出現(xiàn)的問題就是燃燒不夠充分，這也是造成鍋爐熱量無法達到設(shè)定指標的根本原因[1]。同時，燃料質(zhì)量較差也會造成鍋爐燃燒過程不夠穩(wěn)定，燃燒時會產(chǎn)生大量煤渣，隨著產(chǎn)生的煤渣量不斷增加，燃燒所造成的燃料浪費也越嚴重，若是不對這些殘渣進行有效處理也會對周圍環(huán)境產(chǎn)生較大影響。

3.2 鍋爐運行中存在的問題分析

水資源作為鍋爐運行過程中的重要資源，對鍋爐的運行效果具有重要影響，若鍋爐用水的水質(zhì)不滿足標準必然會對鍋爐運行造成影響，所以要嚴格控制水資源。但是某些鍋爐的水處理設(shè)備相對落后，所用水純度無法滿足標準規(guī)定，運行過程中水中雜質(zhì)容易附著在鍋爐內(nèi)壁上，隨著時間的積累會產(chǎn)生大量水垢而增大鍋爐資源消耗量，同時對鍋爐運行穩(wěn)定性也會造成影響。另外，對于火力發(fā)電鍋爐來說，其能耗較高的重要原因之一就是運行負荷較低，負荷不能滿足鍋爐高效運行時必然造成資源浪費，同時也會造成能量傳輸效率低下[2]。鍋爐低效運行會產(chǎn)生頻繁熄火的情況，使燃料無法充分燃燒，從而增加鍋爐的能耗。

3.3 鍋爐設(shè)備存在質(zhì)量隱患

火力發(fā)電廠所采用的鍋爐質(zhì)量不過關(guān)，會直接影響到鍋爐設(shè)備運行的可靠性，不但運行過程中故障率較高，同時會損壞大量鍋爐設(shè)備，這對鍋爐的運行效率以及經(jīng)濟性等都造成較大影響，也會造成資源的浪費，無法達到節(jié)能降耗的目標。同時，某些電廠所用的鍋爐設(shè)備存在老化的情況，直接造成鍋爐運行時產(chǎn)生多余的能源消耗。尤其是鍋爐在運行較長時間后不但產(chǎn)生了大量磨損，同時也會在內(nèi)部產(chǎn)生很多爐渣而影響換熱效率，造成能源浪費。

3.4 運行控制水平較低

火力發(fā)電廠鍋爐運行時缺少對整個過程的有效監(jiān)管，電廠鍋爐運行更依靠經(jīng)驗豐富人員的管控，而缺少現(xiàn)代高水平智能化管控措施，造成鍋爐的運行控制始終處于較低水平，很難確保鍋爐始終處在最佳的狀態(tài)運行，從而造成燃料的燃燒不夠充分，鍋爐的運行效率較低，造成資源的浪費。

以華電四川廣安發(fā)電有限責仼公司（簡稱廣安電廠）為例，其SCR區(qū)鍋爐存在著漏風、氧量參數(shù)不準等安全隱患，從而造成氨過噴。廣安電廠#32（300 MW）爐滿負荷用氨量120～150 kg/h，不正常情況下爐滿負荷用氨量220～260 kg/h，不僅大量耗氨，而且造成空預器的堵塞（空預器壓差達2000 Pa），從而影響引風機電耗。滿負荷情況下引風機正常電流為240 A左右，堵塞時高達310 A，每小時多耗電1100 kW·h。有時因堵塞嚴重導致機組負荷不夠，產(chǎn)生大量不合格電量，甚至造成引風機失速的不安全情況[3]。

4 火電廠鍋爐節(jié)能降耗解決方法

4.1 加強鍋爐選型以及燃料選定管控

為了進一步提升火力發(fā)電廠鍋爐運行水平、實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標，在選擇鍋爐類型以及燃料過程中，要充分考慮短期投資、長期經(jīng)濟效益等各方面的因素，確定兩者之間的關(guān)系。所選鍋爐要確保較高可靠性，同時，也要便于進行檢修維護，能夠有效降低鍋爐后續(xù)的維護成本，更便于提升鍋爐的整體經(jīng)濟效益。在燃料選定過程中，要確保摻配不同煤種的合理性，所配置的燃料一定要匹配鍋爐的燃燒特點，從而提升燃煤的利用率，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。廣安電廠煤源有100多個供煤單位，大量采購陜西、新疆的高熱、高揮發(fā)煤種，能夠提升燃燒利用率，降低能耗[4]。

4.2 優(yōu)化電力鍋爐的運行方式

優(yōu)化火力發(fā)電廠電力鍋爐的運行方式，能夠進一步提升鍋爐的燃燒效率，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。運行方式的優(yōu)化往往要根據(jù)鍋爐基本設(shè)備的實際情況來進行，火力發(fā)電廠運行管理人員要認識到節(jié)能降耗的重要性，將節(jié)能降耗理念充分融入火力發(fā)電廠運行過程中，同時要按照火力發(fā)電廠的設(shè)備以及具體運行情況制定有針對性的優(yōu)化改進方案。

從廣安電廠的實際情況來看，排煙溫度控制在130～135℃左右最為合適，夏季一般停投暖風器，冬季根據(jù)負荷情況調(diào)整暖風器投運組數(shù)。積極組織開展小指標競賽，每月對小指標進行績效考核，管理人員每天對前一天的指標進行數(shù)據(jù)分析，及時找到異常指標的原因并立即整改。運行人員通過實時數(shù)據(jù)系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)并計算其指標所處水平，便于及時調(diào)整。

4.3 控制鍋爐運行中產(chǎn)生的熱量損失

（1）要對空氣預熱器存在的漏風問題加大管理以及控制力度，盡量降低空氣預熱器中漏風情況產(chǎn)生概率，確保鍋爐燃燒時能夠提供大量氧氣，進一步提升鍋爐燃料利用率。廣安電廠定期查鍋爐漏風控制SCR區(qū)氧量，加強參數(shù)監(jiān)視、定期標定熱工參數(shù)，嚴格控制噴氨量。

（2）要進一步加強對制粉系統(tǒng)的控制，最大限度減小制粉系統(tǒng)的能源消耗，同時也能夠確保鍋爐運行時盡量降低飛灰和大渣含碳量。為了降低300 MW鍋爐燃燒器的燒損風險，需要提高一次風壓至4.5 kPa，降低一次風溫至220℃以推遲著火。針對粉倉溫度易高，造成下粉不暢的情況，要定期降粉，控制磨煤機出口溫度。

（3）鍋爐燃燒運行前要徹底清理鍋爐內(nèi)部特別是空預器內(nèi)各種煤渣等雜物。鍋爐運行時，提高空預器吹灰壓力（提高到2.0 MPa）和吹灰頻次。加強空預器壓差交接班管理，如果壓差高持續(xù)時間太長就無法吹灰解決（廣安電廠每8 h向管理人員發(fā)送7 d空預器壓差、負荷曲線）。鍋爐停運后用高壓沖洗水進行沖洗。另外，要定期對空預器、吹灰器槍管進行檢查、維護。槍管一般不容易斷裂，但運行中斷裂將無法重新安裝，斷裂后易造成空預器卡跳，對空預器造成損壞且機組運行中處理十分困難[5]。

（4）要進一步加強對鍋爐溫度的控制，避免鍋爐由于燃燒溫度過高而造成熱量損失，穩(wěn)步提升鍋爐的運行效率。

除了以上措施外，要按照火力發(fā)電廠的具體要求在冷水管外部等區(qū)域設(shè)置保溫材料，有效減小鍋爐和周圍空氣間的熱量交換，盡量降低周圍空氣對于鍋爐熱量產(chǎn)生的影響。

4.4 采用變頻等新技術(shù)來降低能耗

火力發(fā)電廠鍋爐運行要輔以風機、水泵等設(shè)備，只有這樣才可以形成完整的系統(tǒng)，最大限度發(fā)揮各部分的作用。實際運行過程中要想確保系統(tǒng)發(fā)揮最佳效果，一定要按照具體的生產(chǎn)情況對所用設(shè)備進行調(diào)控。例如，電廠生產(chǎn)過程中要在風機入口位置設(shè)置動葉，通過對其角度的調(diào)整來調(diào)節(jié)風量。但是此種方式會造成風機等輔助設(shè)備效率的下降，從而造成能源的浪費，并且此種調(diào)節(jié)方式更多要依賴工人的技術(shù)水平。而現(xiàn)今更為先進的技術(shù)則是通過變頻的方式控制設(shè)備，能夠按照鍋爐實際運行情況、按照系統(tǒng)所得的反饋信號進行風量、給水量等內(nèi)容的調(diào)節(jié)，此種方式不但可以確保鍋爐的生產(chǎn)效率，同時也可以進一步降低能源損耗，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。另外，小油槍微油點火也是較為先進的節(jié)能技術(shù)，廣安電廠小油槍微油開機未改造前冷態(tài)開機耗油40 t左右，改造后10～15 t。其使用方法為：點火前投運爐底加熱系統(tǒng)將鍋爐水溫加熱到110℃以上，小油槍（每支100 kg/h）點火后啟制粉系統(tǒng)制粉。在機組并網(wǎng)前只運行小油槍，并網(wǎng)后投運1支大油槍（流量1 t/h）以保證安全。

4.5 進一步完善制粉系統(tǒng)工作性能

鍋爐制粉系統(tǒng)對于鍋爐內(nèi)部燃燒情況具有直接影響，所以一定要確保鍋爐制粉系統(tǒng)的有效運行，要不斷完善制粉系統(tǒng)的工作性能，提升鍋爐內(nèi)部燃燒效率，降低鍋爐爐渣以及飛灰含碳量，保證鍋爐煤耗滿足標準規(guī)范要求。在進行制粉系統(tǒng)改造過程中可以優(yōu)化磨煤機出口分離器等，以此來提高磨煤機出口煤粉的濃度以及細度，從而提升煤粉的燃燒效率。另外，也要定期對鋼球磨煤機筒內(nèi)襯板等進行檢查，必要情況下要將其替換，同時要補充磨煤機筒內(nèi)部鋼球等，從而始終確保磨煤機處在最好的工作狀態(tài)，此種方式可以進一步提升燃煤的效率，有效降低能源消耗。

4.6 提升蒸汽的利用率

對于發(fā)電廠鍋爐來說，提升蒸汽利用率是非常重要的措施，在運行過程中要特別關(guān)注鍋爐供氣量的分配情況，必須參照機組的總體效率來進行。在鍋爐運行效率較高的情況下要承受較高負荷，一旦鍋爐處在滿載情況下就要參照鍋爐運行效率情況合理分配負荷。同時，為了進一步提升蒸汽的利用率，在鍋爐運行時也要防止在沒做功的情況下進行高壓蒸汽的轉(zhuǎn)化。正常情況下可以在鍋爐運行初始階段對排汽量進行控制，從而為蒸汽在鍋爐內(nèi)的合理運行奠定較好的基礎(chǔ)。另外，要確保凝汽器內(nèi)凝結(jié)水的質(zhì)量，進而確保凝汽器運行的穩(wěn)定性。

4.7 對于蒸汽冷凝水進行回收利用

一般情況下可以通過開式回收以及閉式回收等方式回收利用蒸汽冷凝水。其中開式回收主要就是在輸送利用蒸汽冷凝水時確保管路始終處在打開狀態(tài)，此種蒸汽冷凝水回收利用操作過程相對簡單，無須過多資金投入，但是此種回收利用蒸汽冷凝水的能量較小。而閉式回收利用蒸汽冷凝水更多是通過噴射技術(shù)來進行處理的，雖然此種操作方式復雜性較高，但是也具有較高的能量利用率，所以在具體鍋爐運行中應(yīng)用概率較大。

5 結(jié)語

為了能夠降低火力發(fā)電廠鍋爐運行能耗，要根據(jù)電廠的具體情況對鍋爐進行有針對性的升級優(yōu)化，確保鍋爐始終處在最佳工作狀態(tài)。另外，也要進一步提升鍋爐運行控制水平，最大限度降低鍋爐運行過程中的風險，從而保證鍋爐可以高效、穩(wěn)定地運行。除此之外，為了進一步提升鍋爐運行效率，工作人員也要增強自身節(jié)能降耗的意識，應(yīng)用現(xiàn)代先進技術(shù)提升對鍋爐運行的監(jiān)管，降低鍋爐運行的能源消耗，有效推動火力發(fā)電廠健康穩(wěn)定運行。