任 兵
(陕西国华锦界能源有限责任公司 陕西榆林 719319)
火电厂是火力发电厂的简称,它是利用燃煤、石油、天然气等作为主要燃料生产电能的工厂,发电量约占发电总量的80%左右,其生产过程如下:燃料在锅炉当中燃烧加热,使水变为蒸汽,将燃料的化学能转换为热能,然后由蒸汽压力汽轮机组旋转,再将热能转换为机械能,汽轮机组带动发电机运转,使机械能转变为电能。具体而言,火电厂的生产过程就是各种能的转换过程,其中锅炉燃烧产生的化学能是基础,这使得锅炉成为火电厂中不可或缺的重要设备之一。
纵观国内的各大火电厂,它们在不断发展的过程中,均体现了高能耗、高污染的特点,这不但制约了火电厂自身的发展,同时,还影响了我国节约型社会的构建。但由于火电厂生产的产品为电能,这是人类社会保持正常运行的关键能源,正因如此,虽然火电厂能耗高、污染大,其仍有存在的必要。而火电厂想要持续发展,就必须实现节能减排的目标,最大程度地提高能源的利用率。煤炭是火电厂消耗的主要燃料,约有50%的煤炭全部是用于锅炉燃烧,锅炉机组运行的过程中会产生出大量的废弃物,对环境造成了严重污染,鉴于此火电厂的节能减排工作应当从锅炉机组入手,通过采取合理可行的节能减排技术措施,降低锅炉的运行能耗,减少污染,这不但能够提升火电厂的经济效益,而且还能促进其稳定、持续发展。
为了实现火电厂锅炉的节能减排,可合理应用以下清洁燃烧技术:
2.1.1 下饲式炉排。这种炉排的优点是调节比较高,可达10∶1,并且风煤比也比较适当,可有效提高燃烧效率。实践表明,采用下饲式炉排的4T/h锅炉每年能够节约燃煤290t左右,减少二氧化碳排放400t左右,全寿命周期内大约可减少二氧化碳排放6000t左右。
2.1.2 振动式炉排。这是一种全机械化,可以自动拨火,分段送风,此类锅炉燃烧的过程中采用烟煤能够大幅度提升热效率,每年可节约燃烧约500t左右,可减少二氧化碳排放830t左右,全寿命周期内可减少二氧化碳排放1.2×104t左右,节能减排效果显著。
2.1.3 角管式锅炉。此类锅炉可以配置各种不同的燃烧设备,如链条式炉排、水冷振动式炉排等等,其热效率超过85%,容量可达10~130T/h。以20T/h的角管式锅炉为例,每年可以节约燃煤900t左右,减少二氧化碳排放1450t左右,全寿命周期可减少二氧化碳排放2×104t左右,该炉型适用于小型火电厂。
通过对国内一些火电厂的锅炉运行情况进行调查分析后发现,由于锅炉本身的燃烧调整不科学,使得燃烧率未获得最大程度地优化,致使燃料在炉内燃烧的不够充分,不但影响了锅炉的使用效率,而且还增大了能耗及排放量。为此,在火电厂锅炉节能减排的过程中,应当对锅炉的燃烧进行科学调整,合理安排风量配比,使锅炉的运行始终处于最佳状态。为进一步提升锅炉的燃烧率,除了要对燃烧进行调整之外,还应当对风量的配比进行优化改进,采用科学的过剩空气系数,使炉内燃料的燃烧更加充分。实践证明,通过对空气系数进行科学的调整,可以显著降低能源的损耗。具体可采取如下方法进行调整:当锅炉处于正常运行工况时,若是增大负荷,则必须增大风量,借此来使燃料量的比值低于风量的调整比值,然后再逐步加大燃烧两。负荷降低时,可以适当减小风量,使燃烧量的比值超过风量的调整比值,随后在逐步减少燃烧量。
火电厂锅炉能耗的较高的主要原因是锅炉自身存在缺陷,如锅炉漏风,当锅炉运行时,某个方向或是部位漏风,都可能使炉内气体体积迅速膨胀变大,这样一来便会导致排烟的热损耗增大,吸风机的电耗也会相应增大。同时锅炉漏风还会对空预器的温度带来一定影响,极有可能引起风温下降。为此,必须采取有效的措施防止锅炉漏风,由此能够减少锅炉运行中的能耗。一方面要保证锅炉的密封性,减少漏风问题的发生;另一方面要加强对锅炉运行的监视与管理,对容易出现漏风的部位进行定期检查,及时发现问题并解决处理,确保锅炉运行状态良好,进而达到节能减排的目的。
综上所述,在我国火电厂既是电能的主要生产基地,同时也是能耗大户,为了适应国家提倡的节能减排要求,火电厂应当在生产过程中,对锅炉采取有效的节能减排技术措施,以此来降低能耗,减少排放,这不但有助于提升火电厂的经济效益,而且还能提高环境效益,对于火电厂的稳定、持续发展意义重大。
[1]张宝,吴方根.电厂热力系统节能分析方法的现状与展望[J].节能技术,2014(6).
[2]王建国,陆伟静,刘庆玲.浅论工业蒸汽锅炉节能降耗技术改造与应用[J].内蒙古环境保护,2012(5).
[3]魏学好.周浩.中国火力发电行业减排污染物的环境价值标准估算[J].环境科学研究,2013(6).