燃煤电厂锅炉和汽轮机以及辅机部分的节能技术

钟晨

摘 要：随着国家社会经济的发展、国民生活水平的逐渐提高，使得社会对于用电要求以及其需求量日益提升，然而我国现阶段正面临着能源短缺、环境污染严重等较为严峻的生态问题，因此工业的发展开始以生态环境保护为重要前提。针对电力市场需求量与日俱增的问题，诸多企业纷纷研究并采取节能技术，以提升其供电能力。对于燃煤电厂而言，锅炉和汽轮机以及辅机等设备的运行效率和质量，直接决定了电厂供电能力，因此节能技术的开发和使用，不仅极大程度上为电厂节约煤炭资源、减少了能源浪费的现象，还能有效控制温室气体的排放量，降低了环境污染，对环境保护做出巨大贡献。文章通过分析燃煤电厂中锅炉、汽轮机以及辅机部分设备，并结合实际的电厂工作情况，研究探讨其节能技术，期望提高电厂输电水平以及降低环境污染。

关键词：燃煤电厂;燃煤锅炉;汽轮机;辅机设备;节能技术

1 使用节能技术的现实意义

1.1有利于降低环境污染

由于我国在建国初期大力发展重工业且对环境的关注较少，导致境内环境污染严重。就大气污染而言，二氧化硫的年均排放量就已接近2000万吨，其中，燃煤所造成的二氧化硫的排放量则高达其排放总量的70%-80%。我国对于煤炭的需求量较大，其产量约有50%用于电力工业，再加上我国所产煤炭约有四分之一是中高硫煤（硫含量超过2%），所以在后期使用过程中，发电厂所排放的二氧化硫占据较大比重，据相关数据资料所示：“若一座容量为1000MW、平均负荷系数为0.7的燃煤电厂，其年均燃烧煤炭约为263万吨，而其二氧化硫的排放量达到二氧化硫650万吨/年，除此之外，一氧化碳的排放量为600吨/年、二氧化氮為2万吨/年、逸出颗粒为3万吨/年、飞灰为12万吨/年。”煤炭燃烧所产生的这一系列产物排放至空气中，不仅引起大气污染，还能威胁国民的生命健康，例如，燃煤产生的颗粒物质在空气中的浓度不断增大，能够引起呼吸道疾病的病发。因而节能技术的使用，有助于提高煤炭的利用率，从而减少二氧化硫等污染物的排放，进而使得生态破坏的趋势得到控制[1]。

1.2提高企业经济效益

煤炭在我国的工业发展中占据重要作用，其生产成本也相对较高，例如，化工行业中煤炭的成本占总生产成本的30%，而电力行业中煤炭成本占总成本的70%。在目前资源短缺的情况下，通过节能技术来降低能耗，能够极大程度上降低生产成本，从而提高企业的经济效益。近年来，我国较为重视节能工作，诸多企业，尤其是电力企业也致力于节能技术的研究与发展，已取得不小的成果，例如：“2019年，我国煤炭的消费比重下降至58.5%左右，燃煤电厂平均供电煤耗每千瓦时同比减少1克，全国平均弃风率低于10%，而弃光率和弃水率则均低于5%”，但这一能耗水平依旧高于世界标准水平。

节能减排是目前工业发展所倡导绿色观念之一，通过节能能够使得工业由低效率向高效率、高成本向低成本、高污染向低污染转变，促进企业的可持续发展，进而使得生态环境有所改善，提高国民生活质量。

2 燃煤电厂锅炉的节能技术

2.1锅炉燃烧系统节能

锅炉燃烧系统的节能首先需要对燃煤技术进行改造，目前燃煤电厂使用分层燃烧或者天然气助燃技术来代替原有的燃烧技术。在煤炭燃烧过程中，往往会出现炉排漏煤、配风不均等问题，可以将现有锅炉的炉拱形状和尺寸、拱区空间、风室进行改造;针对锅炉容易出现结焦现象，可以使用新型燃煤添加剂以增强灰熔点。从而提高煤炭的利用率。

锅炉烟气余热的回收技术是影响锅炉燃烧系统节能另一重要内容。锅炉烟气余热回收技术主要包含三大部分：一是烟气余热预热空气，有促进燃料雾化、增加炉膛温度的作用，此外还能有效减少燃料不完全燃烧带来的损失;二是烟气余热预热燃料，即通过升高燃油温度来提高锅炉绝热燃烧温度和燃油粘度，从而增加炉内辐射换热系数以增强了锅炉的热效率，最终达到减少能耗的目的;三是烟气余热预热给水，即增加锅炉入口介质温度，来减小传热温差，从而有效降低排烟温度，有利于过剩空气的科学处理。

2.2锅炉风机节能

对于锅炉风机层面的节能主要通过变频调速技术和液力耦合器调速技术的使用来进行。变频调速技术是指交流变频调速装置中微机控制技术以及交流电动机控制技术，即在燃煤电厂的生产过程中，针对变化的发电负荷，对锅炉的给煤量、风量和给水量进行有效调节。而液力耦合器调速技术是指通过改变运行过程中的耦合器工作腔内充液量来转变液力耦合器的输出力矩以及输出转速，锅炉使用过程中使用调速型液力耦合器，能够有效控制能耗以及保护燃煤电厂生产过程。

2.3蒸发冷却节能

蒸发冷却技术分为直接蒸发冷却与间接蒸发冷却两种，直接蒸发冷却装置受环境影响较大，例如当装置处于21℃及以上的环境中，冷却效果相对较差，因而这一装置往往在干燥半干燥地区的发电厂中使用或者被运用于加温、降温的环境下。就适用性而言，燃煤电厂蒸发冷却方面的节能主要从间接蒸发冷却技术入手。一般而言，间接蒸发冷却技术是指将水膜覆盖至换热器表面，在保证一次空气、二次空气的流动呈交错状态的前提下，利用循环水喷淋技术，使得一次空气得到冷却。

3 燃煤电厂汽轮机的节能技术

3.1控制锅炉的给水温度

实际生产过程中，汽轮机的正常运行与节能和锅炉给水温度息息相关，主要原因是汽轮机运行时会产生一个热量循环系统，若能控制热量的传递效率，则能较大程度上解决能源消耗问题，而控制热量的根本途径就是控制温度。为了有效提高控温效果，可以添加高压加热器至汽轮机中来达到目的。高压加热器的添加有效保障了整个回热系统的经济性，然而为了保障电厂的生产安全性，则需要的时刻关注高压加热器中的水位并将其控制在最佳水平。因此，在具体的生产过程中，相关工作人员需要对高压加热器进行以下工作：第一，高压加热器的换热管需要进行定期清洗、维修、更换;第二，定期检查水箱隔板的焊接处，确保水箱隔板完全封闭。