大型火力發電廠鍋爐節能降耗探討

王彥忠,朱善淳

(中電國瑞物流有限公司,安徽 淮南 232089)

大型火力發電廠鍋爐節能降耗探討

王彥忠,朱善淳

(中電國瑞物流有限公司,安徽 淮南 232089)

大型火電廠是能源消耗大戶,鍋爐作為其主要熱力設備,開展對應的節能降耗工作勢在必行.從大型火力發電廠鍋爐節能降耗的重要性切入,提出若干策略建議,以幫助提高火電廠鍋爐節能降耗水平.

火力發電廠;鍋爐;節能降耗;技術改造

節能降耗工作的開展不但能緩解能源供需矛盾,還有助于緩和嚴峻的環境保護形勢,對實施可持續發展戰略意義重大.大型火力發電廠燃煤則是重要的能源產出,其發展趨勢是經濟與能源發展的重點.在現階段的經濟與社會生活中,火力發電廠燃煤占據重要地位,在二次能源消費構成中占據很大比例,如何降低耗煤量,尤其是鍋爐耗煤量,加強對粉煤灰的經濟性運用,這是火力發電領域研究的重要課題.

1 大型火力發電廠鍋爐節能降耗的重要性

大型火力發電廠其本身的規模偏大,并且其燃料是主要是利用石油、煤炭以及天然氣等作為主體燃料的電能生產廠,其原理在于將鍋爐之中的燃燒燃料加熱水,這樣就可以將其轉變成為高壓高溫水蒸氣,將原本的燃料所具有的化學能直接轉換成為熱能,進而推動汽輪機的旋轉,又將熱能轉化為機械能,實現帶動發電機的持續性旋轉,最終轉變成為電能.

大型火力發電廠目前普遍存在耗費大量能源、嚴重污染環境的現象,為降低這些現象的負面影響,需積極踐行節能降耗理念,在火力發電廠鍋爐運行環節堅持開展節能降耗工作.其重要性主要通過以下幾個方面來體現.

一是降低成本,因為大型火力發電廠使用的大多都是不可再生的煤炭、石油、天然氣等資源,不斷使用這些資源,這些資源就會不斷減少,資源成本勢必越來越高,實行節能降耗就能用最少的能源生產出最多的電能,減少成本投入;二是強化生態環保,因為大型火力發電廠在生產電能時會產生大量廢棄物,包括粉煤灰、一氧化碳、二氧化硫等,不僅污染空氣,還危害人體健康,所以必須對鍋爐實施節能降耗,強化生態環保;三是促進發展,即大型火力發電廠在各種發電類型中占據重大比例,但能源在不斷減少,其運行和發展會受到阻礙,如果加強鍋爐節能降耗就能處理好火電廠、能源、自然環境等的關系,有利于火力發電事業發展.

2 大型火力發電廠鍋爐節能降耗的策略建議

2.1 積極應用先進技術

(1)應用分層給煤燃燒技術.通過這一技術,主要是對鍋爐燃煤的顆粒進行篩選與細分,如果從煤倉進入鍋爐給煤機進煤口的燃煤顆粒大小不一,利用滾筒本身的轉動,在表面的螺紋鋼的撥動之下,燃煤顆粒就會直接進入到下部的篩網之中,受到機械以及離心力的作用,就會將最大的燃煤煤塊送入最下層,直徑中等的則處于煤塊之上,而直徑最小的則處于最上層,這樣就可以實現分層的燃燒以及分層給煤,確保整體的充分燃燒.應用分層給煤燃燒技術之后,就能改善鍋爐爐排的通風性能,最終將因為密實以及不透風所引起的材料損失的問題逐一改善,提高燃燒效率.同時,有助于提高大型火力發電廠鍋爐對燃燒變化煤種的適應能力,增大燃燒動力,增強風煤混合能力,杜絕發生斷火現象,不再被只燃用設計煤種才可確保鍋爐效率最大的情況所局限,直接燃用有較低熱值的劣質煤種也能提高燃燒效率,做到真正意義上的節能.

(2)應用循環流化床鍋爐技術.循環流化床鍋爐技術能促使大型火力發電廠鍋爐在流化狀態下進行燃料的燃燒,確保連續燃燒能力以及爐膛溫度.由于重力以及配風作用,就能進行粒子的懸浮燃燒,如果燃煤顆粒較粗,可以直接在下部進行燃燒,如果燃煤顆粒較細,則選擇在上部燃燒.之后,通過旋風分離器來搜集煙氣之中的粗粒子,之后使用返料器,直接將其送入到燃燒室之中進行循環的燃燒,這樣就能達到充分燃燒的目的,提升能源的利用率.在多種煤種中都可以使用循環流化床,并且燃燒效率較高,可以減少固體顆粒物的量,并且環保優勢以及節能降耗非常明顯,是一種可以加強推廣,廣泛應用的燃燒技術.在循環流化床鍋爐技術應用之后,讓原本熱值較低的劣質煤在鍋爐之中的使用成為了可能,并且也可以實現煤炭資源的高效綜合利用.

(3)應用煤粉鍋爐燃燒技術.最近幾年,煤粉鍋爐燃燒技術作為一種新型鍋爐燃煤技術得到較快的發展,它的熱效率較高,有顯著的節能效果,且環境友好,其總體排放同燃氣鍋爐基本相等,并且運行的成本也非常低.通過煤粉鍋爐燃燒技術的使用,就可以找到能夠進行傳統鍋爐更新換代的可行方案.

2.2 加強鍋爐技術改造

(1)回用蒸汽冷凝水.從實踐情況看,國內超過60%的工業蒸汽鍋爐在改造水處理系統與熱力系統之后能回收利用約80%的蒸汽冷凝水,這在大型火力發電廠鍋爐節能降耗改造中也不例外.當應用回用蒸汽冷凝水的先進技術時,蒸汽冷凝水的平均溫度能超過90℃,回水率高達95%以上,和未用該技術改造鍋爐相比,能節約95%以上的水和30%～40%的燃料.所以大型火力發電廠要全面應用該技術改造鍋爐,提高鍋爐節水節能效果.

(2)利用鍋爐煙氣余熱.大多數大型火力發電廠的鍋爐的煙氣排放都屬于中溫煙氣,煙氣排放溫度居于230℃～480℃之間,如果嘗試增加空氣預熱器裝置,向鍋爐燃燒所用空氣傳導煙氣溫度,把它直接轉換成熱風之后再進入到鍋爐爐膛之中,這樣可以在一定程度上節約燃料的使用量,并且還可以降低排煙氣的問題,減少不必要的浪費現象.一般來說,當煙氣排放溫度降低10℃,鍋爐效率就能夠提高1%.大型火力發電廠煙氣排放溫度過高,不僅說明燃煤燃料不完全、不充分,還說明煙氣里含有大量有害有毒的物質,浪費大量余熱資源,同時嚴重污染環境.通過改造鍋爐,加裝余熱回收裝置,形成排煙余熱回用系統,將鍋爐排放的高溫、中溫煙氣余熱回收,利用它生產蒸汽,不但直接利用廢氣,還增強爐膛的燃燒,減少排煙熱損失以及鍋爐散熱損失,在余熱裝置里清除大量煙塵,大大減少鍋爐煙氣排放中的有害有毒物質,減少環境污染,同時改善操作人員的工作環境.

(3)改造鍋爐控制系統.一方面,對鍋爐輔助系統實施節能降耗改造.大型火力發電廠鍋爐燃燒效率由主要輔機協同配合來決定,鼓風機、引風機發揮著送風與排煙的功能,如果用變頻技術電機產品,隨著鍋爐的工況適當調整鼓風機、引風機運行參數,自動變頻適應,就能及時改善鍋爐的風煤配合比,無需人工調節,節約燃料、節約風機電能,節能降耗效果顯著.另一方面,對鍋爐系統實施節能降耗改造.大型火力發電廠鍋爐自動智能控制系統可按照鍋爐負荷實時自動調整給煤量、給水量、鼓風與引風量,確保鍋爐燃燒效率最佳.

2.3 科學調整鍋爐燃燒

優化調整鍋爐燃燒也是加強節能降耗的一個重要策略.一是調整鍋爐燃用油,優化大型火力發電廠的升爐與停爐工藝,在機組啟動之前,應該做好油槍的試驗,并且在點火的位置投入加熱裝置,以滿足爐水的溫度要求,將啟動的時間縮短;在停爐之前,還需要做好停爐工藝的優化,盡量在助燃油未使用之前,就可以將汽機缸的溫度降至380℃,縮短機組的冷卻時間,節約燃油.二是做好風煤配比的科學調整,對于灰分較大的劣質煤,可以選擇集中配風,進而實現粉機的均勻來粉;為了滿足制粉的正常出力要求,還需要確保所有的部件都可以靈活的運用,避免因為堵塞導致帶粉的問題出現.三是對穩定燃燒方式的合理使用,達到節約能源的目的.在正常情況下,鍋爐的一次風總風壓為3000Pa,降低一次風速,基于粉管不被堵塞,將爐膛的負壓控制在-20～40Pa之間,讓爐膛出口的含氧量能夠達到3%～5%左右;在粉機科學分配粉量的前提下,為了確保其能夠提前的燃燒,就需要按照配煤摻燒的基本原則,減少助燃油使用量,保證持續穩定燃燒.

當然,隨著電力工業持續發展,大型火力發電廠鍋爐燃煤的粉煤灰排放量正在逐年增加,是現階段影響較大的一種工業廢渣,如果不合理處理大量粉煤灰,就會形成揚塵,嚴重污染大氣.如果粉煤灰進入水系還會導致河流淤塞,里面含有的有害有毒化學物質會污染水資源,危害人體與生物.所以大型火力發電廠要實現對鍋爐粉煤灰的資源化利用,銷售給相關企業制作水泥、混凝土、粉煤灰磚,或用作土壤改良劑、農業肥料等,在節能降耗的同時保護環境,優化利用資源.

3 結語

在大型火力發電廠鍋爐節能降耗工作中,必須基于火力發電廠真實情況,充分認識鍋爐節能降耗的重要意義,探索完善的節能降耗技術措施,同時加強節能降耗改造,實現對粉煤灰的資源化利用,在提高鍋爐運行效率的基礎上進一步降低鍋爐能源消耗量,促進大型火力發電廠鍋爐的經濟運行,全面推進鍋爐節能降耗工作的發展與完善,促使火力發電廠節能降耗事業得以穩步前行.

[1]武海云,郭春輝.火力發電企業節能降耗的有效方法[J].科技風,2015(23):26.

[2]傅曉陽,李東.火力發電廠鍋爐的節能降耗策略探討[J].綠色環保建材,2016(10):179.

TM621

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1671-0711(2017)11(下)-0055-02