淺談電廠鍋爐節(jié)能的重要性及節(jié)能措施

摘要：面對(duì)日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)與環(huán)境問(wèn)題，我國(guó)提出了節(jié)能降耗的發(fā)展戰(zhàn)略，而鍋爐作為電廠的主要耗能設(shè)備，研究其節(jié)能降耗是貫徹落實(shí)國(guó)家節(jié)能降耗戰(zhàn)略的重要舉措，是時(shí)代發(fā)展的需要。文章以電廠鍋爐的基本工作原理與特點(diǎn)為切入點(diǎn)，分析了當(dāng)前電廠鍋爐的使用現(xiàn)狀，研究了使用過(guò)程中存在的諸多問(wèn)題，提出了有效的電廠鍋爐節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐；重要性；節(jié)能措施；節(jié)能降耗；電廠設(shè)備 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TK227 文章編號(hào)：1009-2374（2016）25-0091-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.044

隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)各行各業(yè)對(duì)電能的需求量也越來(lái)越大，為了更好地滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，電廠應(yīng)以市場(chǎng)變化為導(dǎo)向，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)本企業(yè)的高產(chǎn)、高效。為更好地支持電廠生產(chǎn)工藝的革新，逐步淘汰落后產(chǎn)能，降低能源消耗，國(guó)家也正在積極采用各種財(cái)政傾斜與經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼手段來(lái)支持電廠發(fā)展，而電廠鍋爐作為電廠的主要耗能設(shè)備，對(duì)鍋爐實(shí)施各種優(yōu)化節(jié)能策略，正是對(duì)國(guó)家節(jié)能降耗政策的積極響應(yīng)，通過(guò)對(duì)鍋爐實(shí)施節(jié)能降耗，不僅可以有效緩解日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)，而且有利于電廠生產(chǎn)成本的降低，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益，因此研究電廠鍋爐的節(jié)能降耗具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 電廠鍋爐的基本工作原理與特點(diǎn)

在火力發(fā)電廠中，應(yīng)用最多的就是煤粉鍋爐，其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，這種鍋爐的工作原理主要是：燃燒煤燃料使其釋放熱能，利用這些熱能對(duì)鍋爐給水進(jìn)行加熱，進(jìn)而得到高溫高壓水蒸汽，借助這些高溫高壓水蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連，在汽輪機(jī)的帶動(dòng)下，發(fā)電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)出電能。從能源轉(zhuǎn)換的角度來(lái)看，也就是先把煤炭中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為水的熱能，然后再由水的熱能轉(zhuǎn)換為汽輪機(jī)的動(dòng)能，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)做功，把動(dòng)能最終轉(zhuǎn)換為了電能，實(shí)現(xiàn)了一次能源向二次能源的轉(zhuǎn)化。

1.原煤斗；2.給煤機(jī)；3.磨煤機(jī)；4.汽包；5.高溫過(guò)濾器；6.屏式過(guò)熱器；7.下降管；8.爐膛水冷壁；9.燃燒器；10.下聯(lián)箱；11.低溫過(guò)熱器；12.再熱器；13.再熱蒸汽出口；14.再熱蒸汽進(jìn)口；15.省煤器；16.給水；17.空氣預(yù)熱器；18.排粉風(fēng)機(jī)；19.排渣裝置；20.送風(fēng)機(jī)；21.除塵器；22.引風(fēng)機(jī)；23.煙囪

圖1 煤粉鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

電廠鍋爐與一般鍋爐相比，其具有一些自身特點(diǎn)，其特點(diǎn)主要為：（1）容量大，鍋爐爐膛內(nèi)的可調(diào)參數(shù)較多；（2）鍋爐自我凈化性能好，可實(shí)現(xiàn)有效凈化；（3）電廠鍋爐的排氣與排渣孔都相對(duì)較大，可及時(shí)排除燃料燃燒形成的廢渣、廢氣。

當(dāng)前，就我國(guó)電廠鍋爐的發(fā)電現(xiàn)狀而言，存在嚴(yán)重的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式仍然是電廠鍋爐發(fā)展的主要模式，這種發(fā)展模式已經(jīng)使我國(guó)出現(xiàn)了潛在的能源危機(jī)與嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，非常不利于我國(guó)電力事業(yè)的長(zhǎng)期健康可持續(xù)發(fā)展。為此我們必須想方設(shè)法的，讓這種粗放型發(fā)展逐步過(guò)渡為集約式發(fā)展：一方面要節(jié)約能源；另一方面要減少能源浪費(fèi)。應(yīng)重視現(xiàn)代化高科技技術(shù)的應(yīng)用來(lái)優(yōu)化能源消耗的各環(huán)節(jié)，這樣長(zhǎng)此以往，不但可以使經(jīng)濟(jì)發(fā)展依賴(lài)能源消耗的程度明顯降低，而且對(duì)資源的節(jié)約與環(huán)境的保護(hù)十分有利。下式為能源消耗公式。式中用Ke表示消耗能源量，其單位為kJ；用Rf表示廢棄能源量，其單位為kJ；能源消耗系數(shù)用β表示；實(shí)際能源耗費(fèi)量用Rm表示；預(yù)計(jì)能源耗費(fèi)量用Rt表示，則：

Ke=Rf+β（Rm-Rt）

通過(guò)分析上述公式可知，能源浪費(fèi)量與能源利用量是決定能源消耗量的主要因素，整個(gè)電廠的電力供應(yīng)主要靠的就是能源利用量，其存在不可避免性，而對(duì)于能源浪費(fèi)量來(lái)說(shuō)，它可借助先進(jìn)節(jié)能降耗技術(shù)來(lái)最大限度減小甚至避免，這樣便可促進(jìn)能源利用效率的提升。

2 電廠鍋爐節(jié)能措施分析

2.1 嚴(yán)格控制鍋爐熱能損失

對(duì)于電廠鍋爐而言，其在排煙過(guò)程中會(huì)損耗很多熱量，我們可從這一點(diǎn)入手，來(lái)深入分析電廠鍋爐的節(jié)能降耗，可借助對(duì)電廠鍋爐排煙過(guò)程的不斷優(yōu)化，把排煙熱損降低，來(lái)促進(jìn)鍋爐能源利用率的提高。我們以西柏坡電廠為例來(lái)對(duì)其排煙優(yōu)化方案進(jìn)行深入分析，鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)密封不嚴(yán)，以致燃燒過(guò)程中大量空氣的鼓入，致使發(fā)電過(guò)程中損耗熱能過(guò)大，這是鍋爐能源利用率低的主要原因，因此，我們可通過(guò)提高鍋爐密封性的角度出發(fā)，促使鍋爐有效節(jié)能，具體可按下列操作流程來(lái)優(yōu)化鍋爐運(yùn)行：（1）科學(xué)、合理地計(jì)算充分燃燒爐膛內(nèi)煤粉等燃料所需的氧氣量，對(duì)空氣的鼓入量進(jìn)行嚴(yán)格控制，以避免鍋爐爐膛內(nèi)燃料燃燒不充分或過(guò)度燃燒損耗熱能；（2）仔細(xì)、認(rèn)真地排查鍋爐系統(tǒng)的整體密封性；（3）依據(jù)周?chē)h(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)鍋爐排煙系統(tǒng)的排煙量進(jìn)行科學(xué)、合理控制，應(yīng)以排煙量為基礎(chǔ)對(duì)所需的冷卻風(fēng)輸送量進(jìn)行科學(xué)、合理計(jì)算；（4）使用完鍋爐后，應(yīng)定期清理爐膛內(nèi)的煙灰、殘?jiān)貏e是排煙道處，以防過(guò)度排煙，導(dǎo)致熱量損耗過(guò)大，進(jìn)而降低能源利用率。

2.2 利用變頻調(diào)速技術(shù)促進(jìn)鍋爐的節(jié)能降耗

若驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的蒸汽過(guò)熱，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的力與發(fā)電機(jī)應(yīng)有的運(yùn)行速度不匹配，出現(xiàn)“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象，這樣也會(huì)損耗大量能量，不利于能源的充分利用。對(duì)于這種問(wèn)題，我們可在鍋爐系統(tǒng)中加入變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)解決，可把現(xiàn)代化的智能變頻設(shè)備安裝于鍋爐內(nèi)，這樣便可實(shí)現(xiàn)依據(jù)發(fā)電機(jī)最佳負(fù)荷來(lái)對(duì)鍋爐能量輸出與發(fā)電機(jī)運(yùn)行速度進(jìn)行科學(xué)、合理調(diào)節(jié)，以確保整個(gè)系統(tǒng)的所有設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)是最佳的，可有效地防止鍋爐系統(tǒng)輸出的能量過(guò)大，可顯著避免因兩者不匹配導(dǎo)致的能量損耗過(guò)大問(wèn)題的出現(xiàn)。

2.3 提高燃料燃燒率

鍋爐爐膛內(nèi)燃燒得不充分是導(dǎo)致鍋爐大量耗能的另一個(gè)原因，對(duì)于此類(lèi)問(wèn)題，電廠技術(shù)人員可借助科學(xué)、合理地調(diào)節(jié)空氣供應(yīng)量及燃料，來(lái)促進(jìn)燃料利用率的提高，具體措施如下：（1）重視管理燃料，應(yīng)有高素質(zhì)的燃料供應(yīng)監(jiān)督小組，對(duì)燃料的采購(gòu)至使用中存在的弊端與隱患進(jìn)行全面排查，應(yīng)使用高燃燒率的燃料，以確保鍋爐燃料燃燒得更充分，有效降低燃料燃燒不充分導(dǎo)致的能源損耗；（2）應(yīng)以電廠鍋爐實(shí)際結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，科學(xué)、合理地優(yōu)化鍋爐系統(tǒng)，可在鍋爐中配備一些輔助設(shè)備，來(lái)促進(jìn)爐膛內(nèi)燃料實(shí)際燃燒率的提高，如鼓風(fēng)調(diào)速器、鍋爐溫度傳感器等。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，傳統(tǒng)電廠鍋爐在發(fā)電時(shí)會(huì)損耗大量能源，能源利用率低，這不僅使我國(guó)的能源危機(jī)越來(lái)越嚴(yán)峻，而且會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，這種現(xiàn)狀不符合我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的發(fā)展需求。隨著社會(huì)的發(fā)展，各行各業(yè)能源消耗的逐步加劇，面對(duì)日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)，我們必須重視電廠鍋爐的優(yōu)化改造，應(yīng)在確保電力正常供應(yīng)的前提下，促進(jìn)能源利用率的提高，進(jìn)而使我國(guó)的電廠實(shí)現(xiàn)低成本、低消耗、高產(chǎn)出的發(fā)展目標(biāo)，只有這樣堅(jiān)持不懈努力，才能促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的長(zhǎng)期健康可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：韓建林（1974-），男，河北辛集人，河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司工程師，研究方向：熱動(dòng)。

（責(zé)任編輯：王 波）