电厂锅炉节能改造措施研究

赵保生

摘 要：锅炉直接影响燃煤电厂正常的电能生产，是燃煤电厂的核心生产装置。当前，很多电厂的锅炉燃煤利用率都不高，其需要结合实际生产情况进行节能改造，深入挖掘节能降耗潜力，进一步提高燃煤利用率和经济效益。本文首先分析了电厂锅炉节能改造的重要性，然后研究了相关影响因素和电厂锅炉节能改造存在的问题，最后提出了具体的节能改造措施，以供相关人员参考。

关键词：电厂;锅炉;节能改造;能源利用率

中图分类号：TK223.2文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）04-0138-03

Abstract： The boiler directly affects the normal power production of coal-fired power plants， and is the core production device of coal-fired power plants. At present， the coal-fired utilization rate of boilers in many power plants is not high， and it is necessary to carry out energy-saving transformations based on actual production conditions， deeply tap the potential of energy saving and consumption reduction， and further improve the coal utilization rate and economic benefits. This paper first analyzed the importance of energy-saving transformation of power plant boilers， and then studied the related influencing factors and problems in energy-saving transformation of power plant boilers， and finally put forward specific energy-saving transformation measures for reference by relevant personnel.

Keywords： coal-fired power plant;boiler;energy-saving renovation;energy utilization rate

中海石油舟山石化有限公司运行五部安装有3台锅炉，1#、2#锅炉是杭州锅炉集团研发制造的循环流化床锅炉，3#锅炉由无锡锅炉厂生产。炉膛采用∏形布置方式，进行固態排渣与气力出灰，同时采用四电场除尘方式，即脱硫+臭氧+湿电除尘组合工艺。为了进一步提高燃煤利用率，提高企业经济效益，人们需要对锅炉改造进行全面系统的分析。

1 电厂锅炉节能改造的重要性

随着电厂精细化管理水平的不断提升，人们对能源利用率、发电稳定性和污染物排放标准提出了更高的要求[1-2]。锅炉作为重要的耗能单元，是电厂升级改造的重要对象。近年来，电厂自动控制系统不断升级，已经基本实现信息化，可以满足电厂内部的信息化管理需要，这也为节能改造提供了技术支持。当前，煤炭仍然是火力发电厂发电的重要能源，处理后的煤炭会在炉膛内燃烧，再加热蒸汽锅炉，形成高压水蒸汽来驱动汽轮机运行，最终带动发电机组稳定运行来实现发电。锅炉是电厂的重要机械设备，通过提高锅炉运行效率及燃煤利用率、优化生产工艺，电厂可以降低发电成本，提高经济效益。传统电厂锅炉具有较大的节能改造潜力，其内部结果示意如图1所示。

2 电厂锅炉节能改造的影响因素

2.1 规格型号与运行参数

锅炉的规格型号与运行参数应该满足电厂发电的实际需要，符合燃料类型及发电规模的要求[3-4]。当前，人们应该重点关注锅炉节能改造。锅炉的规格型号及运行参数会影响燃料消耗，其容量应该与发电需求相匹配，这样才能更好地保证锅炉稳定运行，避免出现过载或大马拉小车的问题。如果匹配不合理，就会存在能耗高的问题，不利于保证电厂锅炉的安全性和稳定性。

2.2 自动化程度

电厂自动化控制水平会对锅炉运行精度与准确性产生很大的影响，也事关燃料利用率与污染排放水平。锅炉改造的重要目标是提高自动化控制程度，进一步提高锅炉运行安全水平。例如，安装超压报警装置和污染排放报警指示装置，采取水位联锁控制方式，可以保证锅炉安全运行，为后续的维护保养提供数据支持。自动化控制水平与生产运行的配合程度也会影响电厂的运行效率，只有锅炉燃烧工况与自动控制实现良好配合，才能真正发挥自动化控制的作用，为电厂安全生产提供良好的保障，否则会引发其他运行故障和安全问题[5]。

2.3 设备保温性能

电厂锅炉的燃料利用率与散热损失、保温性能有直接关系，保温性能差是锅炉能耗高的重要原因。锅炉的保温性能与保温材料选择有关，为了提高技术经济性，不同部位应该选择不同的保温材料，还应该考虑介质温度、部件外形尺寸等因素，环境温度比较低的部位和异形结构部位应该选择合适的保温材料，避免出现过多的散热损失。

2.4 用水质量

锅炉用水质量是节能改造的重要影响因素，锅炉运行期间需要及时补充原水，排出生产污水。原水为进入锅炉的水源水，可以为自来水、河流水和水库水等。给水是直接进入锅炉的水，分为补给水和生产回水。生产回水为锅炉运行期间没有受到污染的低温水、凝结水，通过处理后可以再次循环使用，可以提高水资源的利用率。用水质量应该与锅炉结构、运行参数相匹配，避免锅炉出现严重的结垢与腐蚀，防止锅炉安全事故的发生，同时提高锅炉蒸汽品质，保证生产出高质量的电能。

2.5 工作人员职业素养

电厂工作人员的整体素质会对锅炉改造产生很大的影响，具有较高技术水平和职业道德的工作人员可以保证锅炉改造顺利进行。电厂锅炉的节能改造离不开较高素质的工作人员。当前，电厂专业技术人员数量较少，老龄化问题比较严重，对电厂节能改造顺利开展具有抑制作用，其技术水平和职业道德素质有待提升。如果技术人员没有掌握锅炉改造原理和应用技术，不了解燃料的利用率与锅炉热转化效率，操作不当，就会增加电厂锅炉运行负荷，给电厂安全运行带来隐患，导致节能改造措施不能得到有效落实。

3 电厂锅炉节能改造措施

3.1 优化锅炉使用规划

火力发电厂会安装多个锅炉，每个锅炉的规格型号与运行参数都不相同，在发电过程中发挥的作用也不一样，不同锅炉间的发电任务分配会影响锅炉整体能耗，人们需要提前对锅炉使用进行科学规划，确保节能改造项目顺利开展。电厂需要结合不同锅炉的运行效率，对供汽量进行合理分配，燃煤经济性高、发电性能好的锅炉要承担更多的负荷，使锅炉始终运行在性能曲线优化区间，不存在过载及大马拉小车的问题。为了提高锅炉蒸汽利用率，电厂可以将锅炉余热送入城市供热管网，在解决城市供暖问题的同时，创造更多的经济效益。锅炉余热类型和回收利用方式如表1所示。

合理设置排气量，对输水器进行定期维护与保养，可以进一步提高锅炉热能利用率。锅炉重要部位需要安装传感器，对其实际运行状态进行实时监测，以便获取准确的运行参数，为节能改造提供科学的数据支持，同时根据锅炉运行信息调整工况，提升锅炉运行效率。电厂应该从锅炉内部入手进行节能改造规划，提高自动化控制的覆盖范围，实现风室和其他部位的自动化控制，其间采用计算机总控及锅炉串联反馈的控制方式。同时，要充分考虑停机对节能改造的影响，规划好节能改造内容和流程，提高节能改造效率。

3.2 提高锅炉保温质量

锅炉保温性能的提升离不开性能良好的保温材料，电厂需要根据锅炉部件的热力学特点和表观尺寸进行前期规划设计，避免出现热能浪费现象，提高燃煤利用率。对于不同燃烧条件的锅炉来说，不同部位采用不同的保温材料：运行温度在300～600 ℃的设备或动力管道可以采用硅酸钙、硅酸铝复合保温材料;运行温度不超过300 ℃的设备和管道可以应用岩棉或矿棉作为外保温材料。如果锅炉运行环境温度比较大，那么低温状态运行下的设备与管道可以采用带有防潮层的保温材料，避免环境因素对设备或管道造成腐蚀。锅炉设备异形部位（如阀门、弯头等）可以采用质量轻且不易脱落的保温材料。

3.3 加强水质管理

锅炉水质关系到结垢及腐蚀情况，电厂需要加强对锅炉水质的管理，进一步提高锅炉水质。锅炉给水水质管理方面，需要将给水悬浮物、胶体物质直径控制在10.4 mm以下，把水中的油脂、砂石、矿物胶体等杂质完全滤除，杂质的存在会增加锅炉结垢及腐蚀的可能性，使炉壁生成坚硬垢体，不利于热量的传递，其还存在较大的安全隐患。给水溶解物质粒径应该控制在10 mm左右，其主要包括水体溶解的气体及矿盐等，不仅会腐蚀锅炉，还会降低锅炉热传导性能，导致燃料浪费，甚至会产生水、汽共沸问题和爆管事故。污水控制方面，电厂需要将连续排污口设置在低于正常水位90 mm左右的位置，蒸发量维持在1%，每次排污时间保持在25 s左右，人们应该结合锅炉电导率来确定重复排污次数，使锅炉污水排放形成振荡效果。

3.4 推广热管换热器

热管换热器可以提高锅炉热能利用率，具有很高的推广应用价值，其内部由多个热管组合起来，形成表面换热结构，热能传导效果较好。热管换热器可以在不接触介质的条件下对锅炉燃烧排放烟气中的热能进行回收利用，还可以缓解烟道漏风现象。回收后的热能可用于城市供热管网加热，避免出现热能浪费现象，同时，热管换热器可以进行低温除尘，降低烟气污染物含量，达到较好的节能降耗效果。

3.5 加大员工培训力度

当前，很多企业都将人力资源作为衡量自身综合实力的指标，锅炉节能改造的顺利实现离不开高素质的人才队伍。电厂应该定期开展技能培训或组织外出学习活动，不断提高员工的整体素质，让员工意识到节能降耗对企业发展的促进作用，主动学习和掌握锅炉节能降耗的相关知识与技能，严格按照规范要求操作设备，避免出现失误操作而造成设备损坏。同时，电厂要建立科学合理的奖惩机制和竞争上岗机制，充分调动员工的积极性，为锅炉节能降耗创造良好的条件。

4 结语

电厂锅炉节能改造可以提高燃煤利用率，优化锅炉与发电机组的配合，更好地保障电厂安全生产，提升经济效益和环境效益。在推进节能改造的过程中，电厂要将不同锅炉合理串联起来，引入先进的自动化控制系统，对锅炉装置进行全面改造，不断提升自动化控制水平，进一步节约人力成本，最终提高能源利用率，促进自身的持续健康发展。

参考文献：

[1]王永辉.电站锅炉燃烧优化系统研究[J].电站系统工程，2020（4）：43-44.

[2]张晓秋，赵璇，何志强.关于锅炉水处理节能减排的措施研究[J].中国石油和化工标准与质量，2020（11）：50-51.

[3]黄殿奎.我国中小型煤粉电站锅炉节能技术应用策略[J].中国設备工程，2020（8）：166-167.

[4]王卫良，王玉召，吕俊复，等.大型燃煤电站锅炉能效评价与节能分析[J].中国电力，2020（4）：177-185.

[5]王静.电站锅炉风机节能改造中的相关问题分析[J].科技经济导刊，2020（10）：87.