淺析鍋爐汽輪機(jī)引起的環(huán)境問題及節(jié)能運(yùn)行管理

神華神東電力山西河曲發(fā)電有限公司 山西 忻州 036500

引言

近年來隨著人們用電需求的增加，電廠的發(fā)電生產(chǎn)壓力隨之提高。鍋爐汽輪機(jī)作為電廠發(fā)電機(jī)組中的關(guān)鍵設(shè)備以及主要的能源消耗部位，其能耗問題直接決定電廠的整體運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性。而由于鍋爐汽輪機(jī)運(yùn)行中需要消耗大量的煤炭等燃料，同時(shí)排放二氧化硫等污染物質(zhì)，表現(xiàn)出能耗高且造成環(huán)境問題的特點(diǎn)。為此，就需要研究鍋爐汽輪機(jī)的節(jié)能技術(shù)以及運(yùn)行管理措施。

1 鍋爐汽輪機(jī)引起的環(huán)境問題

鍋爐汽輪機(jī)運(yùn)行中會釋放二氧化硫和二氧化碳等大氣污染物質(zhì)，同時(shí)還會排除廢渣和廢煙氣等，造成資源浪費(fèi)。以燃煤發(fā)電機(jī)組為例，在鍋爐汽輪機(jī)系統(tǒng)中燃燒煤炭的同時(shí)，會排放出大量的二氧化硫物質(zhì)，如果不經(jīng)處理就排放到大氣中會加劇生態(tài)環(huán)境惡化，造成酸雨等有害物質(zhì)，對建筑物、農(nóng)作物以及土壤和水資源等造成污染。同時(shí)，在煤炭燃燒過程中還會釋放大量的二氧化碳?xì)怏w，此問題會加劇全球變暖問題，威脅沿海地區(qū)居民和生態(tài)環(huán)境安全。此外，煤炭燃燒產(chǎn)生大量的固體廢渣，如果沒有及時(shí)處理會降低機(jī)組的運(yùn)行效率并造成煤炭資源的浪費(fèi)，還會由于灰塵等危害周圍的生態(tài)環(huán)境以及影響居民的正常生活。最后還有廢煙氣問題，其中不僅含有上述危害型氣體，還會加劇對生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕危害。同時(shí)高溫廢煙氣的排放還會造成熱能等資源的浪費(fèi)[1]。

2 鍋爐汽輪機(jī)節(jié)能降耗運(yùn)行可行性

分析鍋爐汽輪機(jī)節(jié)能降耗的可行性主要從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩個(gè)層面上開展，對于前者來說，想要對鍋爐汽輪機(jī)進(jìn)行節(jié)能環(huán)保技術(shù)改造，需要對投入產(chǎn)出比進(jìn)行分析和計(jì)算，在保證節(jié)能和環(huán)保效果的同時(shí)，還要綜合考慮改造成本和節(jié)能收益等。雖然目前如果采購新型的汽輪機(jī)或者對其進(jìn)行技術(shù)改造所需要的成本較高，但是在成功改造之后可以顯著降低能耗，長期運(yùn)行有利于降低電廠運(yùn)行成本并提升經(jīng)濟(jì)效益，從經(jīng)濟(jì)層面上具有可行性。對于后者來說，目前我國針對汽輪機(jī)的節(jié)能改造的研究已經(jīng)幾十年，在此過程中不斷提升汽輪機(jī)的能源轉(zhuǎn)化率以及熱效率，形成比較成熟的汽輪機(jī)改造技術(shù)，取得了運(yùn)行能耗降低等成果，因此在提升汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性和可靠性方面具有技術(shù)可行性[2]。

3 鍋爐汽輪機(jī)節(jié)能技術(shù)及措施

3.1 改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)

此節(jié)能技術(shù)主要針對鍋爐汽輪機(jī)的生產(chǎn)制造企業(yè)來說，不僅要擴(kuò)大鍋爐的容量，而且從尺寸和形狀上進(jìn)行改進(jìn)，解決配風(fēng)不合理以及漏煤等問題，而且通過保溫石棉材料的應(yīng)用提升鍋爐的保溫性能，減少熱量損失。而對于汽輪機(jī)來說，則可以通過高壓或低壓缸的改進(jìn)來降低運(yùn)行阻力，提升其運(yùn)行效率。或者是對動葉型汽輪進(jìn)行動葉片的固定并增加動力強(qiáng)度和擴(kuò)大隔板氣軸間縫隙。此外，還可以對靜葉型汽輪機(jī)中的靜葉片進(jìn)行改進(jìn)，通過去除加強(qiáng)筋的方式降低運(yùn)行阻力，從而實(shí)現(xiàn)能耗的降低以及運(yùn)行效率的提升。

3.2 改進(jìn)設(shè)備運(yùn)行方式

此節(jié)能環(huán)保改造技術(shù)主要是改變設(shè)備的進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)等運(yùn)行方式，通過分層燃燒技術(shù)來確保燃料的充分燃燒，并且合理利用煙氣余熱，減少熱量浪費(fèi)。還可以將變頻技術(shù)應(yīng)用于鍋爐中，合理控制煤量和風(fēng)量來減少燃料消耗。并且對循環(huán)水泵運(yùn)行方式進(jìn)行改進(jìn)，對機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行控制，提升設(shè)備運(yùn)行效率并降低能耗。制造企業(yè)還可以調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷，將作用力控制在允許范圍之內(nèi)，最大化提升機(jī)組增加值與循環(huán)水泵增加值之間的差值，實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行能耗的降低。在加熱器中還可以安裝傳感器并結(jié)合PLC的應(yīng)用對其溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，最大化降低端差和能耗。對于抽氣設(shè)備來說，則可以結(jié)合環(huán)境問題進(jìn)行調(diào)整，通過低溫冷卻水的應(yīng)用降低液體溫度，通過空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用來降低環(huán)境溫度等。

3.3 應(yīng)用多元化節(jié)能技術(shù)

通過多種節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用可以有效優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行工況并起到節(jié)能減排的作用。比如將多齒蜂窩狀汽封技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備制造過程中可以提升其流通性能并降低運(yùn)行阻力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率的提升。在設(shè)備運(yùn)行中可以通過干冰清潔技術(shù)以及鍋爐水處理技術(shù)的應(yīng)用，將鍋爐設(shè)備中的煤垢和油垢及時(shí)清除，并且合理利用低溫廢熱，實(shí)現(xiàn)能耗的降低[3]。

4 鍋爐汽輪機(jī)運(yùn)行管理路徑

為了達(dá)到鍋爐汽輪機(jī)的節(jié)能降耗運(yùn)行要求，首先要完善管理制度。通過責(zé)任制度明確具體職責(zé)并加強(qiáng)人員培訓(xùn)，加強(qiáng)監(jiān)督、約束操作人員的行為，有效開展設(shè)備維護(hù)，保證其始終處于最佳狀態(tài)。其次是加強(qiáng)日常管理。按照正確的操作開展設(shè)備啟動點(diǎn)火操作，盡量降低啟動時(shí)間和能耗。合理利用停機(jī)時(shí)間開展設(shè)備檢修工作，嚴(yán)格控制真空值，避免出現(xiàn)內(nèi)漏問題，確保各個(gè)疏水閥門的良好密封性。最后是控制參數(shù)并提升機(jī)組性能與效率。鍋爐汽輪機(jī)運(yùn)行中不僅要控制好給水溫度以及對加熱器進(jìn)行定期檢修，還要控制凝汽器中的真空度，保證其真空狀態(tài)始終達(dá)標(biāo)。同時(shí)要遵循經(jīng)濟(jì)和技術(shù)層面上的可行性原則開展設(shè)備改造和技術(shù)改進(jìn)工作，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，提升汽輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率。

5 結(jié)束語

由于電廠鍋爐汽輪機(jī)運(yùn)行中普遍存在高能耗以及高污染的問題，基于目前成熟的節(jié)能技術(shù)，可以對鍋爐汽輪機(jī)設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造以及對設(shè)備的運(yùn)行方式進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，加強(qiáng)鍋爐汽輪機(jī)運(yùn)行中的節(jié)能環(huán)保管理工作，提升電廠的整體運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益。