大型火力发电厂锅炉节能降耗探讨

王彦忠,朱善淳

(中电国瑞物流有限公司,安徽 淮南 232089)

大型火力发电厂锅炉节能降耗探讨

王彦忠,朱善淳

(中电国瑞物流有限公司,安徽 淮南 232089)

大型火电厂是能源消耗大户,锅炉作为其主要热力设备,开展对应的节能降耗工作势在必行.从大型火力发电厂锅炉节能降耗的重要性切入,提出若干策略建议,以帮助提高火电厂锅炉节能降耗水平.

火力发电厂;锅炉;节能降耗;技术改造

节能降耗工作的开展不但能缓解能源供需矛盾,还有助于缓和严峻的环境保护形势,对实施可持续发展战略意义重大.大型火力发电厂燃煤则是重要的能源产出,其发展趋势是经济与能源发展的重点.在现阶段的经济与社会生活中,火力发电厂燃煤占据重要地位,在二次能源消费构成中占据很大比例,如何降低耗煤量,尤其是锅炉耗煤量,加强对粉煤灰的经济性运用,这是火力发电领域研究的重要课题.

1 大型火力发电厂锅炉节能降耗的重要性

大型火力发电厂其本身的规模偏大,并且其燃料是主要是利用石油、煤炭以及天然气等作为主体燃料的电能生产厂,其原理在于将锅炉之中的燃烧燃料加热水,这样就可以将其转变成为高压高温水蒸气,将原本的燃料所具有的化学能直接转换成为热能,进而推动汽轮机的旋转,又将热能转化为机械能,实现带动发电机的持续性旋转,最终转变成为电能.

大型火力发电厂目前普遍存在耗费大量能源、严重污染环境的现象,为降低这些现象的负面影响,需积极践行节能降耗理念,在火力发电厂锅炉运行环节坚持开展节能降耗工作.其重要性主要通过以下几个方面来体现.

一是降低成本,因为大型火力发电厂使用的大多都是不可再生的煤炭、石油、天然气等资源,不断使用这些资源,这些资源就会不断减少,资源成本势必越来越高,实行节能降耗就能用最少的能源生产出最多的电能,减少成本投入;二是强化生态环保,因为大型火力发电厂在生产电能时会产生大量废弃物,包括粉煤灰、一氧化碳、二氧化硫等,不仅污染空气,还危害人体健康,所以必须对锅炉实施节能降耗,强化生态环保;三是促进发展,即大型火力发电厂在各种发电类型中占据重大比例,但能源在不断减少,其运行和发展会受到阻碍,如果加强锅炉节能降耗就能处理好火电厂、能源、自然环境等的关系,有利于火力发电事业发展.

2 大型火力发电厂锅炉节能降耗的策略建议

2.1 积极应用先进技术

(1)应用分层给煤燃烧技术.通过这一技术,主要是对锅炉燃煤的颗粒进行筛选与细分,如果从煤仓进入锅炉给煤机进煤口的燃煤颗粒大小不一,利用滚筒本身的转动,在表面的螺纹钢的拨动之下,燃煤颗粒就会直接进入到下部的筛网之中,受到机械以及离心力的作用,就会将最大的燃煤煤块送入最下层,直径中等的则处于煤块之上,而直径最小的则处于最上层,这样就可以实现分层的燃烧以及分层给煤,确保整体的充分燃烧.应用分层给煤燃烧技术之后,就能改善锅炉炉排的通风性能,最终将因为密实以及不透风所引起的材料损失的问题逐一改善,提高燃烧效率.同时,有助于提高大型火力发电厂锅炉对燃烧变化煤种的适应能力,增大燃烧动力,增强风煤混合能力,杜绝发生断火现象,不再被只燃用设计煤种才可确保锅炉效率最大的情况所局限,直接燃用有较低热值的劣质煤种也能提高燃烧效率,做到真正意义上的节能.

(2)应用循环流化床锅炉技术.循环流化床锅炉技术能促使大型火力发电厂锅炉在流化状态下进行燃料的燃烧,确保连续燃烧能力以及炉膛温度.由于重力以及配风作用,就能进行粒子的悬浮燃烧,如果燃煤颗粒较粗,可以直接在下部进行燃烧,如果燃煤颗粒较细,则选择在上部燃烧.之后,通过旋风分离器来搜集烟气之中的粗粒子,之后使用返料器,直接将其送入到燃烧室之中进行循环的燃烧,这样就能达到充分燃烧的目的,提升能源的利用率.在多种煤种中都可以使用循环流化床,并且燃烧效率较高,可以减少固体颗粒物的量,并且环保优势以及节能降耗非常明显,是一种可以加强推广,广泛应用的燃烧技术.在循环流化床锅炉技术应用之后,让原本热值较低的劣质煤在锅炉之中的使用成为了可能,并且也可以实现煤炭资源的高效综合利用.

(3)应用煤粉锅炉燃烧技术.最近几年,煤粉锅炉燃烧技术作为一种新型锅炉燃煤技术得到较快的发展,它的热效率较高,有显著的节能效果,且环境友好,其总体排放同燃气锅炉基本相等,并且运行的成本也非常低.通过煤粉锅炉燃烧技术的使用,就可以找到能够进行传统锅炉更新换代的可行方案.

2.2 加强锅炉技术改造

(1)回用蒸汽冷凝水.从实践情况看,国内超过60%的工业蒸汽锅炉在改造水处理系统与热力系统之后能回收利用约80%的蒸汽冷凝水,这在大型火力发电厂锅炉节能降耗改造中也不例外.当应用回用蒸汽冷凝水的先进技术时,蒸汽冷凝水的平均温度能超过90℃,回水率高达95%以上,和未用该技术改造锅炉相比,能节约95%以上的水和30%～40%的燃料.所以大型火力发电厂要全面应用该技术改造锅炉,提高锅炉节水节能效果.

(2)利用锅炉烟气余热.大多数大型火力发电厂的锅炉的烟气排放都属于中温烟气,烟气排放温度居于230℃～480℃之间,如果尝试增加空气预热器装置,向锅炉燃烧所用空气传导烟气温度,把它直接转换成热风之后再进入到锅炉炉膛之中,这样可以在一定程度上节约燃料的使用量,并且还可以降低排烟气的问题,减少不必要的浪费现象.一般来说,当烟气排放温度降低10℃,锅炉效率就能够提高1%.大型火力发电厂烟气排放温度过高,不仅说明燃煤燃料不完全、不充分,还说明烟气里含有大量有害有毒的物质,浪费大量余热资源,同时严重污染环境.通过改造锅炉,加装余热回收装置,形成排烟余热回用系统,将锅炉排放的高温、中温烟气余热回收,利用它生产蒸汽,不但直接利用废气,还增强炉膛的燃烧,减少排烟热损失以及锅炉散热损失,在余热装置里清除大量烟尘,大大减少锅炉烟气排放中的有害有毒物质,减少环境污染,同时改善操作人员的工作环境.

(3)改造锅炉控制系统.一方面,对锅炉辅助系统实施节能降耗改造.大型火力发电厂锅炉燃烧效率由主要辅机协同配合来决定,鼓风机、引风机发挥着送风与排烟的功能,如果用变频技术电机产品,随着锅炉的工况适当调整鼓风机、引风机运行参数,自动变频适应,就能及时改善锅炉的风煤配合比,无需人工调节,节约燃料、节约风机电能,节能降耗效果显著.另一方面,对锅炉系统实施节能降耗改造.大型火力发电厂锅炉自动智能控制系统可按照锅炉负荷实时自动调整给煤量、给水量、鼓风与引风量,确保锅炉燃烧效率最佳.

2.3 科学调整锅炉燃烧

优化调整锅炉燃烧也是加强节能降耗的一个重要策略.一是调整锅炉燃用油,优化大型火力发电厂的升炉与停炉工艺,在机组启动之前,应该做好油枪的试验,并且在点火的位置投入加热装置,以满足炉水的温度要求,将启动的时间缩短;在停炉之前,还需要做好停炉工艺的优化,尽量在助燃油未使用之前,就可以将汽机缸的温度降至380℃,缩短机组的冷却时间,节约燃油.二是做好风煤配比的科学调整,对于灰分较大的劣质煤,可以选择集中配风,进而实现粉机的均匀来粉;为了满足制粉的正常出力要求,还需要确保所有的部件都可以灵活的运用,避免因为堵塞导致带粉的问题出现.三是对稳定燃烧方式的合理使用,达到节约能源的目的.在正常情况下,锅炉的一次风总风压为3000Pa,降低一次风速,基于粉管不被堵塞,将炉膛的负压控制在-20～40Pa之间,让炉膛出口的含氧量能够达到3%～5%左右;在粉机科学分配粉量的前提下,为了确保其能够提前的燃烧,就需要按照配煤掺烧的基本原则,减少助燃油使用量,保证持续稳定燃烧.

当然,随着电力工业持续发展,大型火力发电厂锅炉燃煤的粉煤灰排放量正在逐年增加,是现阶段影响较大的一种工业废渣,如果不合理处理大量粉煤灰,就会形成扬尘,严重污染大气.如果粉煤灰进入水系还会导致河流淤塞,里面含有的有害有毒化学物质会污染水资源,危害人体与生物.所以大型火力发电厂要实现对锅炉粉煤灰的资源化利用,销售给相关企业制作水泥、混凝土、粉煤灰砖,或用作土壤改良剂、农业肥料等,在节能降耗的同时保护环境,优化利用资源.

3 结语

在大型火力发电厂锅炉节能降耗工作中,必须基于火力发电厂真实情况,充分认识锅炉节能降耗的重要意义,探索完善的节能降耗技术措施,同时加强节能降耗改造,实现对粉煤灰的资源化利用,在提高锅炉运行效率的基础上进一步降低锅炉能源消耗量,促进大型火力发电厂锅炉的经济运行,全面推进锅炉节能降耗工作的发展与完善,促使火力发电厂节能降耗事业得以稳步前行.

[1]武海云,郭春辉.火力发电企业节能降耗的有效方法[J].科技风,2015(23):26.

[2]傅晓阳,李东.火力发电厂锅炉的节能降耗策略探讨[J].绿色环保建材,2016(10):179.

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1671-0711(2017)11(下)-0055-02