摘要：目前，国内火电锅炉风机节能及氮氧化物减排的研究与先进国家水平还有很大的差距。“他山之石，可以攻玉”为了快速提升节能减排能力，我们应该在借鉴国外先进水平的同时不断提升自身水平，完善适合中国实际情况的节能减排技术。
关键词：火电锅炉；风机节能；氮氧化物减排
火电锅炉风机是重要的电厂辅助设备，耗电量巨大，因此具有节能的极大潜力。因此，如何有效地提高风机功效，降低能耗成为目前研究的热点。氮氧化物（NOx）是电厂排放的主要污染物，其中绝大部分为NO，经氧化最终转化为NO2。NOx不仅对人体器官产生强烈刺激，而且是光化学烟雾和酸雨形成的主要原因。
一、关于火电锅炉机组
在发电厂电气主接线中，对1000MW机组接线提出更高的质量要求。在1000MW机组中，电厂采用6Vk作为一级厂用电压，并设置63一33MVA的分裂变压器，合并一台63MVA的双卷变压器作为高厂变，随之对其设置A、B两段工作母线，确保可以对应启/备变电源。并且在1000MW火电机组中，要保证机组启/备电源接线满足可靠性、灵活性要求，可以保证对电厂一级负荷与大部分二级负荷用电设备的供电，主接线方式上应该力求简单，在继电保护以及二次回路中也不要过于复杂，减少设备投资与电能损失
二、火电锅炉风机节能研究
1风机选型参数计算
风机能否高效的运行跟风机的选型有很大的关系，风机作为锅炉的辅助设备，在选型时要先计算风机的参数，优化储备裕量，出力裕度必须要大于锅炉的出力裕度。TB点、BMCR、THA是风机的考核点，在TB点和BMCR之间要选取合适的裕量，裕量过小风机无法正常运行，裕量过大又会增加风机的能耗，减低效率。必须要在满足BT点的前提下让BMCR和THA保持在高效区。根据相关实测数据显示，风机的能力与实际运行参数之间的裕量经常偏大，往往是实际运行最大裕度的120%-130%，导致运行效率要低于最高效率，出现高效风机低效运行的情况。如果锅炉风机要实现节能降耗首先要合理的选型。
2优化系统气动设计
想要风机处在最佳的运行状态，就要注意相关的管道和设备布置，良好的气流流场可以提高风机的运行效率，气流进入风机后的性能是由进口收敛段的角度和长度、出口扩压段的角度和长度决定的。风机相关设备的安装位置要合理，避免紊流。如弯道、消声器、挡板等如果与风机的相对位置不合理，就会造成气流阻塞、加重紊流，增加系统的阻力，也会加大能量消耗，甚至造成设备的破坏。
3风机调速的选择
要实现火电厂锅炉风机风量的调节，首先要对风机内部管网的特性曲线进行相应的修改。通过改善，会使火电厂锅炉风机内部的流体压力发生不同程度的改变，当流量呈下降趋势时其内部的压力会随之上升，在此时锅炉风机的转换效率也会受到影响，从而实现对风量的调节。还有一种更为简单的操作方法，就是改变火电厂锅炉风机的扇叶角度，但是这种方法对扇叶具有较高的要求，因为在改变调度以后，会加重扇叶的磨损程度，而且在改变扇叶角度的同时需要风机暂停工作，违背了火电厂锅炉风机需要不间断运行的要求。因此，改变火电厂锅炉风机转速的方法是实现风量调节的主要手段，根据实际的要求，适当的降低转速，从而降低了风机内部的压力和流量，最终降低风机的实际运行功率，真正实现了节能的目的。
采用科学的调速方式，可以保持风机的经济运行而目前最达到节能的目的。目前最好的调速方式就是高压变频调速，变频调速具有效率高、范围广、精度高等特点，既能减少对设备的机械冲击，延长其使用寿命，又能实现风机的节能。风机的运行主要与流量、风压、轴功率、转速有关。
4变频改造节能法
火力发电成的锅炉风机主要分为离心和轴流两种形式，这两种形式产生能量的方式主要是通过叶片对流体介质的做功完成的。可将火电厂锅炉风机的流量调节方式根据速率分为两种，既非变速调节方式和变速调节方式。变速调节凭借它显著的效果和更加精细的调节范围，已经得到了广泛的应用，其中变速调节需要的设备有双速电动机和液力耦合器，变频调速的方法不仅可以满足电机节能的要求，而且对火力发电厂内部电网和电机的冲击较小，不会干扰到火力发电厂的正常运行，也不需要对这种节能发放的应用作过多的调整。通过规格相应的变频器，对火电厂锅炉风机内部电机的电频进行改变，进而实现了对电机转速的准确控制，实现了火电厂锅炉风机的变频。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际工作中，如果系统所需的风量较小时，可以通过减小电机转速的方式来控制功率，以此实现火电厂锅炉风机的节能。
5火电厂氮氧化物减排研究
5.1火电厂的氮氧化物排放情况
煤炭在燃烧的时候会释放大量的氮氧化物，调查显示，火电厂氮氧化物的排放量占全国总排放量的40%左右，预计到2020年，我国火电厂的氮氧化物排放量将达到1300万吨以上，火电厂氮氧化物的排放将对生态环境产生严重的影响。
5.2氮氧化物减排的意义
在我国，减排已经被提到了很重要的位置，国家也表现出了对氮氧化物减排的高度认识。氮氧化物排放时我国环境污染的主要问题之一，空气中的氮氧化物与水结合形成的硝酸根是产生酸雨的原因之一，会让土壤、水酸化和水富营养化，氮氧化物的排放也会增加空气中的细微颗粒，是产生霾的原因之一，在阳光的照射下经由一连串的光化学反应而形成二次污染物，造成光化学污染，对人体造成严重的危害。氮氧化物的减排对环境的保护有重要的作用，控制氮氧化物的排放量是改善大气环境和保护人体健康的重要措施。
三、氮氧化物减排的主要方法
1.低NOX排放量燃烧技术：低NOX排放量燃烧技术从上世纪80年代开始引入我国，并将这种技术应用到锅炉制造上。国家推出一系列政策和标准推动了低NOX燃烧技术的发展。目前，低NOX燃烧技术在125-1000MW的燃煤发电锅炉上的应用已经达到300多台。并且研究改进，获得了众多自主知识产权专利，如清华大学的船型煤粉燃烧器和双通道低NOX燃烧技术等，这些技术已经在现实生产制造中得到广泛的应用。
2.烟气脱硝技术：烟气脱硝技术分为干法和湿式两种。干式氨接触还原法。在250℃—450℃下向烟气中通入一定量的氨，在特定介质的条件下使NOX分解为N2和H2O，脱销率可以达到90%左右。但这种技术存在介质价格高，周期短的缺点；NOX+NH3+O2→N2+H2O
3.干式氨无介质还原法：此法不需要介质，但反应温度高，一般达到1000℃以上。优点有：经济、设备运行简单。缺点为：脱硝效果差，当系统中出现SO2时有堵塞热交换管和通道的危险；
4.综合还原法：这种方法是干式无介质法与干式介质还原法的综合。首先对烟气进行高温无介质脱硝，然后进行低温介质精脱。着种方法效果最为明显；
5.湿式脱硝：使用臭氧将锅炉排放的NO进行氧化，氧化后主要为NO2。然后将处理后的烟气排入特定的溶液，进行吸收后排出。或是直接使用有机金属盐直接进行净化处理；联单。
6.空气分级燃烧技术：空气分级燃烧技术是目前应用较为广泛的低NOx燃烧技术，它的主要原理是将燃料的燃烧过程分段进行。该技术是将燃烧用风分为一、二次风，减少煤粉燃烧区域的空气量（一次风），提高燃烧区域的煤粉浓度，推迟一、二次风混合时间，这样煤粉进入炉膛时就形成了一个富燃料区，使燃料在富燃料区进行缺氧燃烧，充分利用燃烧初期产生的氮基中间产物，提高燃烧过程中的NOx自还原能力，以降低燃料型NOx的生成。缺氧燃烧产生的烟气再与二次风混合，使燃料完全燃烧。
7.烟气再循环技术：将燃烧产生的烟气循环至燃烧器，利用这种方法可以降低炉膛温度，降低NOX的生成率。并且烟气中的惰性气体抑制NOX的生成。烟气循环至初始燃烧区时减排效果明显，但存在热效率低、花费高等缺点。
结束语
本文对火电锅炉风机的节能和氮氧化物的减排进行了研究，为了保持社会经济的可持续发展，火电厂要响应国家的号召，做好节能减排的工作，为环境保护做出努力。
参考文献：
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论文作者:刘治中
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
标签：风机论文; 锅炉论文; 氧化物论文; 火电厂论文; 节能论文; 烟气论文; 火电论文; 《电力设备》2019年第6期论文;