节能降耗技术在电厂锅炉运行中的应用研究

陕西金泰氯碱化工有限公司热电分厂 鲁晓强 鲁 韵

1 电厂锅炉运行中应用节能降耗技术的必要性分析

随着社会经济的发展，节能降耗技术应用于电厂生产运行中，并从电厂锅炉生产运行的多个方面解决了能源消耗的问题，进而提高了电厂过程运行中的能源利用效率。在工业化快速发展的时代，节能降耗技术的应用提高了电厂锅炉管理和控制的效率。我国电厂多是火电厂发电，依靠煤炭资源燃烧进行发电，因此锅炉设备在煤炭能源的节能降耗方面非常重要。节能降耗技术的应用优化了锅炉设备的内部结构，降低了电厂生产过程中产生的粉尘物质，达到了电厂能源利用节能降耗的目标，因此节能技术在电厂锅炉运行中的应用是非常必要的。

电厂锅炉运行中存在的能源消耗量大以及能源利用率不高的问题，采用节能降耗技术应用于电厂锅炉运行中，是改善和优化能源供需不平衡及能源利用率低等问题的有效方法。电厂生产对于人们的生活生产及社会经济发展都是非常重要的，电厂锅炉运行中节能降耗方案的实施促进绿色经济的健康发展。电厂锅炉运行应用节能降耗技术也是响应国家政策号召，不仅满足减少能源消耗的基本需要，而且可以提高电厂的生产效益。在电厂生产中，锅炉运行技术结合节能降耗技术并对节能降耗技术进行不断的创新和优化，才能够真正实现电厂锅炉安全稳定运行的同时达到节能降耗的目的。节能降耗技术应用于电厂锅炉设备运行中是可实现的，可在较少能源的基础上最大化实现电厂生产的经济效益，并保护了国家的生态环境发展，减少了更多煤炭资源的损耗[1]。

电厂锅炉运行中应用节能降耗技术已成为电厂生产中重要的发展方向。节能降耗技术在电厂锅炉运行中应用降低电厂生产能源消耗，提高电厂锅炉运行效率，保证电厂企业可持续发展。电厂锅炉设备更新很快，生产效率以及节能水平都得到了优化和提高，但在某些关键环节还是存在能源消耗和浪费的情况，因此在电厂锅炉设备运行中采用节能降耗技术是非常必要的。

2 电厂锅炉运行中节能降耗存在的问题分析

水质对节能的影响。锅炉水质对锅炉节能效果具有一定的影响，很多电厂锅炉里的水没有按照标准进行处理，在水循环中没有安装净水设备，这样没有经过净化的水直接用于锅炉加热。由于水里含有较多的杂质会吸附在锅炉内壁上，经长时间积累锅炉内壁水垢越来越厚，锅炉加热需消耗比以往更多的能源。相关数据调查分析，锅炉内壁水垢厚度每增加2mm，锅炉消耗的能源比没有水垢锅炉消耗的能源多出5%。很多电厂都忽视了锅炉内水的净化处理，这样在水里产生很多的化学物质，导致热能的传送速度降低，严重影响电厂锅炉生产效率。锅炉里面没有经过处理的水质不仅会增加能源的消耗，而且会对锅炉的安全生产增加安全隐患。

锅炉燃料燃烧不足。锅炉燃烧的能源主要是煤炭为主，燃料燃烧程度不同产生的热水也不一样。燃料不能充分燃烧的原因很多，包括锅炉结构以及燃料结构的不同。燃料不能充分燃烧对电厂发电效率产生很大的影响，是提高锅炉生产效率的重要内容。锅炉在运行过程中需消耗很多能源，电厂发电负责很大的生活生产区域，电厂锅炉数量多且规模也较大，锅炉正常运作时机组设备消耗能源多，影响电厂生产成本。锅炉燃料中某些煤炭没有经过科学的加工处理，煤炭中的粒径和灰分不同，这样在燃烧过程中不够充分，煤炭能量没有彻底发挥出来，这样锅炉在运行过程中会有不同程度的能量损失[2]。

锅炉运行消耗能源。电厂发电主要是给各个地区的用户提供电力资源，电力发电的工程非常大，电厂锅炉机组数量多，在锅炉机组运行过程中会消耗很多的能源。锅炉机组系统比较复杂，因此锅炉热损失相对较大。电厂不同设备在中参数、高参数、超高参数、超临界参数下的热损失统计如下：锅炉热损失10%、9%、8%、7%；管道热损失1%、1%、0.5%、0.5%；发电机热损失1%、0.5%、0.5%、0.5%；汽轮机热损失、0.5%、0.5%、0.5%、0.5%，据此可分析出锅炉热损失是整个电厂设备中热损失最多的，在电厂运行过程中锅炉热损失消耗了很多的能源。

节能降耗技术缺乏正确应用。电厂生产运行中所有的设备都会开启，那么能源损耗比较大，而且没有采用相应的节能降耗技术，直接影响电能的生产。锅炉运行过程中缺乏有效的控制管理，而且又缺少一定的监测设备，对锅炉生产的参数无法精确的掌握，这样根本无法保证燃料燃烧的充分，锅炉生产运行效率受到一定的影响。节能降耗技术在电厂锅炉生产中应用程度不够，节能降耗技术具有一定的局限性，很多电厂对节能降耗技术的应用重视度不够。电厂锅炉运行过程中缺乏科学的管理方法，造成燃料燃烧不充分，影响电厂运行效率，不利于企业的可持续发展。电厂锅炉机组运行中对再热器的设计缺乏科学性，再热器作用是再度提高锅炉温度，这样锅炉的利用率不仅受到影响而且降低了锅炉使用寿命，还造成了一定的能源消耗。

3 节能降耗技术在电厂锅炉运行中的应用

3.1 变频调速技术

电厂锅炉设备长期高负荷运作，利用变频调速技术可缓解锅炉设备运行负荷，优化锅炉机组生产系统，减少锅炉系统运行中能源消耗，实现节能降耗目的。变频技术是采用计算机控制系统以及交流电动设备对电厂锅炉能源消耗能量进行控制，变频技术在电厂锅炉运行中的应用，可对电厂锅炉风机进行升级并促进锅炉风机的稳定运行，进而起到节能降耗的作用。

本文采用变频调速技术可在锅炉燃烧充分的状态下，提高锅炉内部风机的覆盖范围，提升锅炉风机的运行模式，通过变频来实现节能的作用。在锅炉给水泵的配置运行中，采用变频调速技术可对锅炉水泵的性能进行强化，提高水泵分配负荷的能力，进而达到锅炉水泵运行效率的最大化，对锅炉燃烧的状态进行科学的调节。电厂锅炉在没有电机降容辅助情况下，采用变频技术不仅可以减少转矩脉动，提升锅炉设备安全稳定的运行性，而且可以减少调节阀发生故障率，提高设备对电流抗干扰的能力，这样设备的运行可达到最佳状态，提升了设备的使用寿命，从科学角度实现了电厂锅炉运行过程中的节能降耗 。

变频调速应用设计。由流体力学原理得知风机和水泵都是平方转矩负载，本文以IS150-125-400型号的离心泵为例，设定额定流量200.16m3/h，扬程50m。然后配备额定功率45kW 电动机，电动机型号Y335M-5，采用变频调速技术对泵转速进行调节，根据电厂锅炉机组运行的实际情况，水泵全天24小时进行运作，在24小时内12小时为负荷90%、电量W1；另12小时为50%负荷、电量W2；然后按照全年300天算，每年的节约总电量公式为W=W1+W2，其中W1=45×12×（100%-69%）×300=50220kWh，W2=45×12×（95%-20%）×300=121500kWh，W=W1+W2=50220+121500=171720kWh，如果每度电按0.5元计算，那么每年可节约电费85860万元，真正节约了电厂生产成本。总结出变频技术可降低风机和水泵等设备的工作负荷，并提高了整个风机和水泵等设备的工作效率，降低锅炉系统的能源消耗，节约了生产成本，可以实现节能降耗的作用。

本文采用的变频调速技术，在锅炉机组中安装定速设备并进行参数配置，采用变频技术对锅炉机组运行速度进行合理控制，可降低锅炉系统运行的能源消耗。电厂锅炉运行有效合理控制是降低能源消耗的重要内容，因此定速设备的安装和配置是锅炉运行系统节能降耗的重要工具。对定速设备进行科学配置并对其工作性能进行优化，结合变频技术对电厂锅炉运行的实际情况以及需求等方面进行实时调控，尤其是对锅炉机组中风机和水泵的变频调控，从技术手段实现节能降耗。

例如：在250MW 以上的锅炉机组运行中，给水泵标准配置为70%电动和3台汽动。其中能耗消耗较高的是电动给水泵，且对每个250MW 的机组都要配置5MW 的电动给水泵，如按照每台15小时运行后退出电动给水泵，那么电能可节约30MW/h 以上，相当于人民币大约1.5万元。根据国家政策在新的电厂锅炉建设中选用高能源利用率和技术水平高的先进设备，可提高能源利用率并实现节能降耗的作用。本方案在辅助系统中安装变频调速装置，应用变频技术实现对辅助机组系统进行科学的调节，保证辅助系统工作负荷满足锅炉机组运行的基本需要。

3.2 锅炉燃料技术

目前火力发电是电厂发电的主要方式，因此电厂锅炉燃料技术的应用是电厂锅炉运行重要的环节，提高锅炉燃料技术应用效率是电厂锅炉节能降耗的重要手段。电厂锅炉运行中应用节能降耗技术的同时，要充分考虑到燃料应用问题，燃料是锅炉运行的主要能源，是锅炉运行节能降耗的关键部分。锅炉燃料燃烧充分，提高燃料燃烧的效率要对锅炉进行改造升级。绿色环保前提下提高节能降耗技术在锅炉燃料燃烧中的应用，采用135MW 汽包煤粉炉对锅炉燃烧进行科学调节，维持锅炉运行气压的稳定，提高燃料在燃烧过程中的充分性和经济性，减少煤炭消耗，并结合对引风量和送风量的科学调节维持锅炉内气压的恒定，提高锅炉燃料燃烧过程中的蒸汽压力稳定性。

本方案中锅炉燃料技术的应用，在蒸汽负荷压力不断变化过程中，在灰渣含碳量比较低的情况下提高煤炭燃烧的充分度，保证了锅炉燃料燃烧的效率。采用锅炉燃料技术作为工艺技术并对其进行改进，并采用清洁能源和生物能源作为锅炉燃料，并对燃料能源进行优化配置，减少燃料在燃烧过程中的热量损耗。电厂锅炉设备体型大且内部设备结构复杂，因此对锅炉设备的材料应用和机组部件的连结上要进行专业设计，选择节能环保的材料对锅炉进行制作，这样可改进能源消耗不科学的问题。采用锅炉燃料技术对煤排漏进行优化合理调整配风参数，提高电厂锅炉两侧通风模式，通过纤维材料对锅炉保温材料进行改造，提高锅炉保温性能并加强锅炉的热辐射和密封性。在锅炉燃料燃烧过程中可适当加入燃料添加剂，提升灰熔点进而提高燃料充分燃烧的性能。采用锅炉燃料技术对燃料进行优化管理，包括采购、运输、存储和应用等多方面的燃料管理控制，采用锅炉燃料技术手段提升锅炉燃料燃烧的利用率，实现节能降耗作用[3]。

3.3 辅机节能技术

辅机节能技术的应用要结合电厂锅炉运行的实际情况，在辅机节能设计方案中，提高辅机节能系统的性能并降低电厂锅炉运行消耗的能源。采用液藕离心式风机，提高电厂锅炉节能降耗效率。液藕离心式风机工作原理，是在减少自身对电能消耗的同时不断提高辅机系统中风机的工作效率。对辅机节能方案进行不断的优化和完善，并在锅炉实际运行中进行应用，定期分析并讨论辅机节能效果的实际情况，在辅机节能技术中，液藕离心式风机在辅机节能系统中的应用起到了节能降耗的效果，对辅机节能系统中的风机叶轮进行不断的技术改进可提升风机工作效率。

辅助系统是锅炉运行系统中消耗能耗较多的机组部分，也是是锅炉机组整体安全稳定运行的重要部分。采用人工调整方式对辅助系统进行调整，不仅工作效率低，而且由于辅助系统采用的风机和水泵等设备采用定速模式运行，这样会增加锅炉机组的工作负荷，不能起到节能降耗的作用。电厂锅炉运行中需要主系统和辅助系统共同配合，实现锅炉机组的稳定运行。在锅炉辅助系统中应用变频调速技术，对锅炉辅助系统进行科学合理配置，降低机组转动扭矩的脉冲，提升机组对电流的抗干扰能力，保证辅助系统的运行负荷可以满足电厂锅炉运行的基本需要，实现了电厂锅炉节能降耗的效果。

本文辅机节能技术的应用主要是采用对风机叶片形状进行改善的方式，以及对风机运行原理进行转变的方法来降低风机运行中的能耗。辅机节能技术在电厂锅炉中的具体应用，要重点对辅机工作效率进行优化，从实际运行中提升辅机工作效能，这样锅炉运行能耗控制方面才可达到理想的效果。在电厂锅炉主系统稳定运行的同时，采用辅机节能技术实现节能降耗的作用，辅机系统运行也会消耗能源，因此对辅机系统优化设计也是辅机节能技术应用的关键。采用辅机节能技术提升辅机系统的使用效率方法，一是改进辅机系统中的风机叶轮，增强风机在实际工作中的运行效率；二是采用变频调速技术来调整风机运行过中产生的负荷，提高辅机工作效率，达到节能降耗的目的[4]。

3.4 照明节能降耗技术

本文在电厂锅炉节能降耗方案的设计中，要充分根据实际情况对锅炉运行主系统和辅机系统进行规划设计。在电厂日常运行中照明系统是保证电厂锅炉设备稳定运行的关键部分，照明系统设备也是节能降耗中要考虑的问题。电厂运行需要24小时的照明，在照明设备稳定运行基础上减少照明设备的能耗，采用照明节能技术对照明设备进行改造，真正实现节能的效果。照明节能技术要根据电厂照明需求的不同，采用对照明设备布置合理并且科学的方案，对照明设备进行优化布置，在保证电厂照明的同时实现节能降耗。

本文应用照明节能技术主要是优化照明系统节能降耗，满足照明系统的充足性和稳定性，在满足日常照明需要基础上降低照明系统的能耗。本文采用照明节能降耗技术的方案：一是选择科学合理的照明设备，由于不同照明设备的效果不同，并且消耗的能源也不同，因此构建节能照明系统要选择节能型的照明设备；二是科学优化布置照明设备，在保证电厂照明的每个角落和位置基础上减少照明设备数量的应用，进而降低电能的消耗。在锅炉设备生产区域采用照明节能技术降低照明设备的能耗，减少电厂生产成本，降低电厂能耗速率。