火力发电厂锅炉节能降耗的对策与措施探究

曹富琛

摘 要：文章以火力发电厂锅炉节能降耗为主题展开论述，首先对文章的背景进行了简要介绍，然后从多个方面对火力发电厂锅炉节能降耗的重要性以及要点进行了简要分析，接着从燃料问题、锅炉运行问题、锅炉设备使用及管理问题等方面对火力发电厂锅炉耗能存在的问题进行了分析，最后从做好锅炉选型和燃料选择工作、控制锅炉的能耗、减少锅炉运行时的热量损失、进一步提高蒸汽的利用率以及加强蒸汽冷凝水的回收再利用等方面对火力发电厂锅炉节能降耗的对策进行了探讨。

关键词：火力发电厂；节能降耗；锅炉；燃煤

1 概述

锅炉是火力发电的主要设备之一，锅炉的主要作用是进行煤料燃烧，但是，由于我国在火力发电过程中，发电厂所使用的锅炉设备不够完善，导致火力发电耗能比较严重。在我国现代化建设过程中，追求的是经济又好又快的发展，这就意味着，火力发电厂必须适应我国的可持续发展战略，对锅炉设备进行适当改进，从而实现火力发电厂锅炉的节能降耗。

2 火力发电厂锅炉节能降耗的重要性以及要点分析

在火力发电过程中，锅炉燃煤之后会产生大量的二氧化碳、二氧化硫以及氮氧化物，这些物质被大量散播到空气中，则会引起空气污染。另一方面，在火力发电过程中，如果煤料在锅炉内无法得到充分燃烧，会导致燃料无法得到高效利用。而且，在锅炉燃煤过程中，如果锅炉内的热量向外传递流失到空气中，也会导致锅炉燃煤的效率降低，从而造成能源的浪费，所以，火力发电厂锅炉节能降耗有着重要的意义。火力发电厂锅炉节能降耗要点包括以下几方面的内容：首先，在锅炉燃煤过程中必须对锅炉内煤料的燃烧利用率进行有效控制，锅炉内的煤燃烧得越充分，则意味着煤料的燃烧利用率越高，而这一问题通常与燃煤的自身质量有关，如果在锅炉内投放质量较低的煤，煤料的燃烧利用率必然会降低，锅炉的能耗必然会增加，而且这些煤料燃烧还会对锅炉设备自身造成较大的负面影响，在运行过程中，如果煤质的灰粉超出规定标准，则很可能会影响到锅炉运行的稳定性。其次，在锅炉内的煤料投入要均匀，这一做法主要是为了维持锅炉运行的稳定性，减少不必要的煤料浪费，而且为了降低锅炉能耗，还应该对锅炉内的煤料进行研磨处理，这样可以增加锅炉内煤料的燃烧面积，从而有效提升煤料的利用率。再者，为了有效控制锅炉能耗，应该对锅炉设备进行定期检查和维护，一些老化的部件要进行及时更换，从而确保锅炉的高效运行。

3 锅炉节能的主要方式

就目前的情况来看，在我国的整体能源消耗过程中，火力发电锅炉的能耗大约占总能耗的10%，所以，进一步降低火力发电厂的锅炉能耗，对于我国整体能源的消耗控制有着重要的意义。在火力发电过程中，锅炉燃煤的热力系统包括多个方面，为了进一步降低能耗，则必须从锅炉运行的各个环节入手，进行适当的改进和完善，但是，对于很多火力发电厂而言，为了降低能耗，仅仅关注锅炉设备方面的改进和完善，而且没有对整个火力发电锅炉系统进行全面升级，最常见的做法就是，一味地增加锅炉容量，或者增加一次燃烧的用量，很多情况下，这种做法反而会增加锅炉的能耗，所以，在火力发电的锅炉节能过程中，必须从整个锅炉系统的运作入手，具体而言，锅炉节能主要包括两个方面的内容：第一，软节能。软节能指的是，在火力发电过程中，提高锅炉内的燃煤质量，例如在火力发电中，为了达到节能减排的效果，则可以将多种不同种类的煤进行搭配混合，然后进行燃烧，通过这种方式，使混合后的煤更加接近设计煤，从而使其更加符合燃烧锅炉的实际要求。通过对煤配进行优化，有效提升燃烧煤的利用率，减少煤料燃烧对锅炉造成的设备损耗，最终达到节能减排的目的。针对火力发电这一过程，燃煤的掺烧指的是依据燃煤的特点，并考虑锅炉的性质，将不同灰分、挥发分以及低位发热量的煤种进行搭配混合后，使所配制的煤料符合燃烧锅炉的燃烧要求。为了达到燃煤的高效掺烧，则要求所形成的混合煤质与特定锅炉的燃烧要求相符，煤质与锅炉的相互配合，才能达到高效燃烧的目的。在火力发电中，为了达到高效掺烧的目的，在完成煤种搭配混合后，则需要将煤运至原煤仓，然后再利用磨煤机对上述煤料进行充分研磨，研磨的主要目的在于促使煤在燃烧过程中燃烧面积更大，从而有效提升煤料的利用率。另一方面，要对锅炉设备的运行状态，进行有效控制，使其能够始终保持最佳状态，从而不断提升锅炉的节能效果。第二，硬件节能。硬件节能指的是对锅炉运行设备进行技术改进和完善，从而降低锅炉能耗。例如，在锅炉燃煤过程中配合微油点火技术和溴化锂吸收式热泵技术，进一步提升锅炉系统的运行效率，降低能耗。微油点火技术系统主要由空气压缩系统、微油枪点火系统、煤粉燃烧系统以及控制系统组成，在火力发电过程中，微油点火技术的应用指的是通过压缩空气，然后将其加入到微油枪点火系统中，然后将燃料油喷洒成雾状，这一技术的应用与煤料研磨有着很大的相似性，都是增加燃料的受热燃烧面积，从而不断提升燃料的利用率，但是，相比较而言，这一技术的燃料利用率更高，而且产生的热量更大，在燃烧过程中，其焰心温度可达到2000摄氏度。在这一技术的应用过程中，当高温火焰产生之后，需要使其对锅炉煤粉进行迅速加热，然后帮助煤料进行充分燃烧。在整个点火过程中，系统建立相应的连锁保护，所以，可以确保燃煤锅炉稳定而高效的工作。溴化锂吸收式热泵技术主要是对热泵进行了利用。热泵是利用外界驱动力将低位能进行回收，在回收过程中会将上述过程产生的能量予以吸收，就目前的情况来看，用于火力发电的热泵包括两类，分别为压缩式热泵和吸收式热泵，其中，吸收式热泵的工作效率较高，这与其高水平的自动化有着密切的关系。而在具体的推广及应用过程中，溴化锂吸收式热泵表现出来良好的应用效果，具体而言，溴化锂吸收式热泵可以吸收余热，从而实现对能量的充分利用。所以，火力发电厂有必要将溴化锂吸收式热泵技术应用于节能减排管理中。热泵系统在具体运行过程中，首先需要利用凝器气器将循环水注入到热泵机组中，之后再利用汽轮机抽气来驱动，热泵则可以完成对余热的吸收，在整个系统运作过程中，水为制冷剂，溴化锂则是吸收剂。在这一系统中，热泵的最大特点在于能够吸收余热，值得注意的是在使用过程中应该对热的需求进行适当考虑，当蓄热的温度不是太高时，则可以利用溴化锂吸收式热泵技术进行热量回收，通过这种方式，减少锅炉燃煤过程中的热量损失，从而达到节能减排的效果。

4 火力发电厂锅炉耗能存在的问题

4.1 燃料问题

在火力发电中，煤是发电厂锅炉的主要燃料，所以，用于锅炉燃烧的煤质会直接影响到锅炉的能耗。就目前的情况来看，我国大多数火力发电厂所使用的煤料为原煤，这意味着所用的煤料没有进行过特定的技术处理，所以，锅炉燃烧煤的总体质量不高，而且由于这些原煤的品质不同，所以燃烧效果也会有所不同，当此类原料用于锅炉燃烧时，无法得到充分燃烧，从而导致锅炉所产生热能效果无法达到预期。另外，由于煤料的自身质量较差，则会导致锅炉在燃煤过程中无法处于稳定状态，煤料燃烧之后，所产生的残渣较多，这就意味着很多煤料会被浪费，而且所产生的残渣还会对环境造成一定的污染。其次，在火力发电过程中，锅炉自身的运作需要消耗一定量的燃油，这些燃油主要用于升炉和停炉过程中，但是，由于操作不当，在锅炉工作时，锅炉到了冲转参数而汽机不具备冲转条件，那么很容易导致燃油浪费。再者，由于火力发电厂的燃料管理工作不完善而导致的燃料消耗增加。一些火力发电厂针对燃料的采购、质检以及存放等环节没有进行科学管理和控制，在采购过程中忽略了采购成本的控制，从而增加了火力发电厂的发电成本，由于忽略了燃料的质检，导致燃料合格率较低，在具体使用过程中，燃烧效果明显下降，从而导致能耗增加，购置完成后，忽略了对燃料的科学存放和管理，导致燃料变质，从而造成燃料浪费。最后，在调查过程中，了解到很多火力发电厂的煤料掺配存在问题，这也是导致煤料燃烧利用率较低的主要原因之一。

4.2 锅炉运行问题

在火力发电过程中，锅炉能耗之所以比较高，很大程度上是由于锅炉的负荷率较低，无法达到锅炉高效运行的设计值，所以，在火力发电中，燃煤锅炉无法达到理想运行状态，从而导致锅炉的能量传输效率明显减低，而且较低的运行负荷还会缩短发电锅炉的使用年限。其次，在火力发电过程中，锅炉出现突然熄火的次数比较多，这种情况不仅会影响到煤料燃烧，增加不必要的消耗，而且会对锅炉自身产生较大的负面影响。造成这一问题的原因是多方面的，其中包括低质燃煤的使用以及锅炉的不规范操作等，在锅炉运行过程中，随着非计划熄火停运次数的增加，必然会对锅炉的安全性造成一定的负面影响，而且会增加锅炉的自身损耗，进而造成后期更为严重的能源损耗问题。与很多发达国家相比，我国火力发电厂的锅炉运行条件比较差，整体运行控制水平比较低，在整个锅炉运行系统中，进行检测的仪表设备不完善，而且缺少必要的监控，无法对锅炉的运行情况进行全面反映，很多火力发电厂的工作人员依然通过经验来判断锅炉的运行情况，由此可知，为了进一步降低火力发电厂锅炉能耗，有必要对锅炉运行系统的管理人员素质进行提升。

4.3 锅炉设备使用及管理问题

部分火力发电厂目光短浅，选用锅炉设备时使用质量较次的设备，以降低采购造价，但是后期的高可靠运行、低故障率和备品备件使用量都会产生低回报率，同时还有可能造成大量的能源浪费，无法达到节能降耗的目的。锅炉设备老化，降低机组经济性，造成不必要的能源消耗。锅炉在长时间使用后，会逐渐出现一系列的磨损、老化问题，从而造成工作时间长、部分能源的浪费等问题。锅炉的长期使用，导致炉内所燃烧的燃料中含有越来越多的炉渣，硫化物含量不断变化，水冷壁、过热器后屏、再热器后屏及后端表面上的炉渣含量加大，导致硫化物的生成量增加，导致受热面换热效率降低，从而导致能源浪费。

5 火力发电厂锅炉节能降耗的对策与措施探究

5.1 做好锅炉选型和燃料选择工作

对于火力发电厂而言，为了进一步降低锅炉能耗，则应该明确短期投资和长期经济性的关系，做好锅炉的选型和燃料的选择工作，在锅炉选型中，应该尽可能选择那些可信度高、质量好以及检修维护容易的设备，这样不仅能够提升锅炉的工作效率，而且可以减少后期锅炉的维护次数，从而提高火力发电厂锅炉的整体经济效益。其次，在燃料选择过程中，要注意不同煤种的掺配，通过合理搭配，使得配置的煤料符合锅炉的燃煤特点，进而不断提升燃煤利用率，最终实现节能降耗的目的。

5.2 控制锅炉的能耗

首先要对锅炉的燃烧问题进行优化调整。在火力发电中，对于那些新投产的锅炉机组要根据本发电厂的实际情况进行适当的调试，尤其要注意燃煤调整优化，为了有效控制锅炉的能耗，必须以清洁煤发电为火力发电的主导，火力发电厂必须认识到，清洁煤的应用，在提高利用率的同时，还能够减少二氧化硫、二氧化碳以及氮氧化物的排放量，从宏观角度来说，不仅实现了节能减排，而且对环境保护也有很大的促进作用。就目前的情况来看，清洁煤发电技术包括超临界发电技术、循环硫化床发电技术、加压硫化床联合循环发电技术等，其中超临界发电技术的应用，所能产生的发电功率较大。

5.3 减少锅炉运行时的热量损失

为了进一步减少锅炉运行时的热量损失则应该从以下几方面入手：第一，降低空气预热器的漏风率，从而使其能够为锅炉燃煤提供充足的氧气，提高锅炉内煤料的燃烧率。而且要尽可能减低制粉系统的单耗，从而有效减少燃烧过程中所产生的烟尘，烟尘量越少，则意味着煤料的燃烧率越高。第二，对锅炉温度进行严格控制，避免因锅炉高温而导致热量流失。第三，在燃煤过程中，需要在锅炉内定期投入吹灰器，以确保锅炉受热面的清洁，有效防止锅炉传热效果减弱。第四，在冷水管外部加设保温材料，通过这种方式，减少锅炉与周围空气的热量交换。

5.4 提高蒸汽的利用率

在火力发电过程中，提高蒸汽的利用率主要针对具有多燃煤锅炉的工作间，在锅炉供气量分配过程中，应该以机组总数效率最高原则进行，对于那些运行效率较高的锅炉，使其有限承担负荷，当其满载之后，再根据锅炉的效率由高到低依次承担负荷。其次，为了不断提升蒸汽的利用率，在锅炉运行过程中，绝不可以在未得到功的情况下，将高压蒸汽膨胀为低压蒸汽。这就需要在锅炉刚开始工作运行时，尽可能减少排气量，使这一部分蒸汽用于锅炉运行中，而且要确保疏水器的稳定运行，从而有效协助扩容器将热量输送回去，值得注意的是，为了实现这一目的，则必须保证疏水器中放置高质量的蒸馏水。

5.5 加强蒸汽冷凝水的回收再利用

在火力发电过程中，蒸汽冷凝水的回收主要包括两种方式，即开式回收和闭式回收。对于前者而言，其主要特点在于在对冷凝水的输送利用过程中，管路一段始终处于打开状态，所以在实际操作过程中比较方便，不会涉及到复杂操作，整体投资比较少，但是其存在一定的缺点，最明显的则是冷凝水的能量较小。而对于后者而言，其主要采用喷射技术解决高温冷凝水的泵送气蚀问题，通过这一方式，冷凝水中的大多数热量可以被锅炉再次回收利用。相比较而言，闭式回收的操作比较复杂，但是其能量利用率较高，所以在火力发电中，非常值得推广。

6 结束语

综上所述，随着我国社会经济的快速发展，环境问题以及能源问题已经引起了社会的广泛关注，在火力发电中，锅炉的节能降耗对于火力发电厂的运营发展有着重要的影响，这是有效缓解我国能源问题以及环境问题的重要举措。火力发电厂锅炉节能降耗要点包括对锅炉内煤料的燃烧利用率进行有效控制、锅炉内的煤料的均匀投入以及锅炉设备的定期检查和维护等。就目前的情况来看，火力发电厂锅炉耗能问题包括燃料问题、锅炉运行问题、锅炉设备使用及管理问题等，为了实现火力发电厂锅炉节能降耗的目标，在火力发电中首先应该做好锅炉选型和燃料选择工作，其次控制锅炉的能耗并减少锅炉运行时的热量损失，再者，要进一步提高蒸汽的利用率并加强蒸汽冷凝水的回收再利用。

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