燃煤電廠鍋爐和汽輪機以及輔機部分的節能技術

鐘晨

摘 要：隨著國家社會經濟的發展、國民生活水平的逐漸提高，使得社會對于用電要求以及其需求量日益提升，然而我國現階段正面臨著能源短缺、環境污染嚴重等較為嚴峻的生態問題，因此工業的發展開始以生態環境保護為重要前提。針對電力市場需求量與日俱增的問題，諸多企業紛紛研究并采取節能技術，以提升其供電能力。對于燃煤電廠而言，鍋爐和汽輪機以及輔機等設備的運行效率和質量，直接決定了電廠供電能力，因此節能技術的開發和使用，不僅極大程度上為電廠節約煤炭資源、減少了能源浪費的現象，還能有效控制溫室氣體的排放量，降低了環境污染，對環境保護做出巨大貢獻。文章通過分析燃煤電廠中鍋爐、汽輪機以及輔機部分設備，并結合實際的電廠工作情況，研究探討其節能技術，期望提高電廠輸電水平以及降低環境污染。

關鍵詞：燃煤電廠;燃煤鍋爐;汽輪機;輔機設備;節能技術

1 使用節能技術的現實意義

1.1有利于降低環境污染

由于我國在建國初期大力發展重工業且對環境的關注較少，導致境內環境污染嚴重。就大氣污染而言，二氧化硫的年均排放量就已接近2000萬噸，其中，燃煤所造成的二氧化硫的排放量則高達其排放總量的70%-80%。我國對于煤炭的需求量較大，其產量約有50%用于電力工業，再加上我國所產煤炭約有四分之一是中高硫煤（硫含量超過2%），所以在后期使用過程中，發電廠所排放的二氧化硫占據較大比重，據相關數據資料所示：“若一座容量為1000MW、平均負荷系數為0.7的燃煤電廠，其年均燃燒煤炭約為263萬噸，而其二氧化硫的排放量達到二氧化硫650萬噸/年，除此之外，一氧化碳的排放量為600噸/年、二氧化氮為2萬噸/年、逸出顆粒為3萬噸/年、飛灰為12萬噸/年。”煤炭燃燒所產生的這一系列產物排放至空氣中，不僅引起大氣污染，還能威脅國民的生命健康，例如，燃煤產生的顆粒物質在空氣中的濃度不斷增大，能夠引起呼吸道疾病的病發。因而節能技術的使用，有助于提高煤炭的利用率，從而減少二氧化硫等污染物的排放，進而使得生態破壞的趨勢得到控制[1]。

1.2提高企業經濟效益

煤炭在我國的工業發展中占據重要作用，其生產成本也相對較高，例如，化工行業中煤炭的成本占總生產成本的30%，而電力行業中煤炭成本占總成本的70%。在目前資源短缺的情況下，通過節能技術來降低能耗，能夠極大程度上降低生產成本，從而提高企業的經濟效益。近年來，我國較為重視節能工作，諸多企業，尤其是電力企業也致力于節能技術的研究與發展，已取得不小的成果，例如：“2019年，我國煤炭的消費比重下降至58.5%左右，燃煤電廠平均供電煤耗每千瓦時同比減少1克，全國平均棄風率低于10%，而棄光率和棄水率則均低于5%”，但這一能耗水平依舊高于世界標準水平。

節能減排是目前工業發展所倡導綠色觀念之一，通過節能能夠使得工業由低效率向高效率、高成本向低成本、高污染向低污染轉變，促進企業的可持續發展，進而使得生態環境有所改善，提高國民生活質量。

2 燃煤電廠鍋爐的節能技術

2.1鍋爐燃燒系統節能

鍋爐燃燒系統的節能首先需要對燃煤技術進行改造，目前燃煤電廠使用分層燃燒或者天然氣助燃技術來代替原有的燃燒技術。在煤炭燃燒過程中，往往會出現爐排漏煤、配風不均等問題，可以將現有鍋爐的爐拱形狀和尺寸、拱區空間、風室進行改造;針對鍋爐容易出現結焦現象，可以使用新型燃煤添加劑以增強灰熔點。從而提高煤炭的利用率。

鍋爐煙氣余熱的回收技術是影響鍋爐燃燒系統節能另一重要內容。鍋爐煙氣余熱回收技術主要包含三大部分：一是煙氣余熱預熱空氣，有促進燃料霧化、增加爐膛溫度的作用，此外還能有效減少燃料不完全燃燒帶來的損失;二是煙氣余熱預熱燃料，即通過升高燃油溫度來提高鍋爐絕熱燃燒溫度和燃油粘度，從而增加爐內輻射換熱系數以增強了鍋爐的熱效率，最終達到減少能耗的目的;三是煙氣余熱預熱給水，即增加鍋爐入口介質溫度，來減小傳熱溫差，從而有效降低排煙溫度，有利于過剩空氣的科學處理。

2.2鍋爐風機節能

對于鍋爐風機層面的節能主要通過變頻調速技術和液力耦合器調速技術的使用來進行。變頻調速技術是指交流變頻調速裝置中微機控制技術以及交流電動機控制技術，即在燃煤電廠的生產過程中，針對變化的發電負荷，對鍋爐的給煤量、風量和給水量進行有效調節。而液力耦合器調速技術是指通過改變運行過程中的耦合器工作腔內充液量來轉變液力耦合器的輸出力矩以及輸出轉速，鍋爐使用過程中使用調速型液力耦合器，能夠有效控制能耗以及保護燃煤電廠生產過程。

2.3蒸發冷卻節能

蒸發冷卻技術分為直接蒸發冷卻與間接蒸發冷卻兩種，直接蒸發冷卻裝置受環境影響較大，例如當裝置處于21℃及以上的環境中，冷卻效果相對較差，因而這一裝置往往在干燥半干燥地區的發電廠中使用或者被運用于加溫、降溫的環境下。就適用性而言，燃煤電廠蒸發冷卻方面的節能主要從間接蒸發冷卻技術入手。一般而言，間接蒸發冷卻技術是指將水膜覆蓋至換熱器表面，在保證一次空氣、二次空氣的流動呈交錯狀態的前提下，利用循環水噴淋技術，使得一次空氣得到冷卻。

3 燃煤電廠汽輪機的節能技術

3.1控制鍋爐的給水溫度

實際生產過程中，汽輪機的正常運行與節能和鍋爐給水溫度息息相關，主要原因是汽輪機運行時會產生一個熱量循環系統，若能控制熱量的傳遞效率，則能較大程度上解決能源消耗問題，而控制熱量的根本途徑就是控制溫度。為了有效提高控溫效果，可以添加高壓加熱器至汽輪機中來達到目的。高壓加熱器的添加有效保障了整個回熱系統的經濟性，然而為了保障電廠的生產安全性，則需要的時刻關注高壓加熱器中的水位并將其控制在最佳水平。因此，在具體的生產過程中，相關工作人員需要對高壓加熱器進行以下工作：第一，高壓加熱器的換熱管需要進行定期清洗、維修、更換;第二，定期檢查水箱隔板的焊接處，確保水箱隔板完全封閉。