摘 要：锅炉在日常生活中扮演重要角色，生产过程中所产生的蒸汽或热水可以为用户提供采暖或通风，也可为工业提供加热、烘干、蒸煮、消毒等。随着电厂锅炉参数、容量的提高，发电容量极大提高，产生更多的经济效益，但也引起了一系列环境问题，如排放的硫氧化物造成酸雨危害，产生的氮氧化物引起光化学烟雾、环境污染、臭氧层破坏等问题。因此针对电厂锅炉设计中存在的问题进行研究，主要对其进行节能改造，使锅炉运行过程中实现节约资源、保护环境的要求。本文主要针对电厂锅炉在结构设计中存在的问题提出一些具体的解决措施。
关键词：电厂锅炉；设计；问题；措施
近年来，随着世界经济的发展，能源消耗问题逐渐突显，我国居民生活和工作中需要消耗大量的能源。为了解决能源问题，我国修建了许多的电站，但是在建设过程中，电站锅炉属于高危基础建设，具有一定的不稳定性，相对困难，因此在电厂锅炉的建设过程中要注重设计，提升电站锅炉整体运行的稳定性，节能的同时保证电站安全，使其更好的服务社会。
一、火力发电厂锅炉运行的基本原理
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。
其运行的基本原理有以下步骤：
1、火力发电厂当中，我们操作人员采用设备把燃料送进锅炉的炉膛当中，使空气与锅炉的炉膛中的燃料充分接触之后，产生一系列猛烈的燃烧反应，把燃料燃烧过程当中发生化学反应，所产生的化学能转化成为能够提供给火力发电厂中一些设备所需的能量。
2、当燃料充分发生燃烧反应之后，使得燃料当中的一些碳物质以及其他杂质成分与空气当中的氧气发生一系列的化学反应，产成的大量高温烟气，这些高温的烟气组分包含着的大量的热能。这些高温烟气在经过火力发电站锅炉内部运行之下，渐渐的经过火电厂中锅炉的内水冷壁到锅炉屏式过热器，再到锅炉高温过热器，最后再到锅炉再热器，在这些与受热面接触的过程当中，经过热能传递的基本原理，使得这些高温烟气以及在锅炉部分的内部物质进行着热能的传递，把高温烟气当中的许多的热能传递到火电厂中锅炉部分的物质，再经过高温烟气中的高温加热以及热量传递过程，最后阐述相变生成一定压力和温度的水蒸气。
3、上述步骤所产生的水蒸气成分经过锅炉的汽轮机当中，在汽轮机的作用之下，使得水蒸气中所包含的热能就直接传递到了汽轮机设备上，再进过汽轮机的转化成为机械能。
二、锅炉设计制造中存在的问题
锅炉设计制造中存在的问题主要有以下方面:节能减排体系不完善，锅炉内水质差，锅炉排烟量大，热损耗多。
1、锅炉节能减排体系不完善
锅炉节能减排工作最近几年受到政府和企业的重视，但之前锅炉运行主要考虑脱硫，脱氮技术还不够完善。结合现有的企业生产技术，实现脱硫脱氮除尘一体化，便成为重点发展方向。之前节能减排体系的不完善，使电厂锅炉没有配备一体化的脱硫脱硝设施。锅炉生产过程中所排放的废气中含有大量的二氧化硫，如果不进行脱硫而直接排放到大气中，则会加剧酸雨的形成。锅炉燃烧排放的一氧化氮引起小白鼠中枢神经受损，出现痉挛和麻痹，二氧化氮会刺激呼吸道，且毒性为一氧化氮的4～5倍。由于锅炉燃烧产生的污染物对环境和人体造成极大危害，所以有必要对锅炉进行节能减排体系的完善。
2、锅炉内水质差
按照国家规定，锅炉生产用水，必须经过专业设备处理后才能使用。但是很多企业为节省成本，并未按照相关规范和标准执行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于较差的水质中含有的杂质较多，在长期使用过程中，会形成较多的水垢，附着在锅炉内壁上。影响锅炉的换热与运行，甚至爆炸。
3、锅炉排烟热损失多
锅炉在燃烧过程中会产生大量烟尘，若对烟尘不进行处理而直接排放，会造成很多热量损失。相关数据表明:每当排烟温度升高10℃～15℃，其热量损失相应也会增加1%。排烟过程中热量损失的主要来源有:火焰中心温度太高、锅炉受热面积不够大、锅炉漏风等。产生漏风问题的原因主要是锅炉炉膛、锅炉的底部及干式排烟机的底部设计不合理。锅炉运行中产生排烟热损失是一个非常严重的问题，同时也给电厂周围环境产生一定影响。
三、锅炉设计制造的解决措施
针对以上问题，有以下改进措施和解决方法:改造燃烧系统，控制锅炉的漏风问题，适时控制辅机的启动和停止，推广变频调速技术，使用清洁燃料。
1、改造燃烧系统
采用煤气化无烟燃烧技术对锅炉燃烧系统进行改造。这一技术的核心就是将燃烧过程中所使用的固态煤气化，最终达到充分燃烧的目的。使用这一技术能够有效避免煤在燃烧过程中产生的灰烬，并提高燃烧效率。过去我们通过在锅炉外围安装除尘设备来进行除尘，但是效果并不显著。而使用该项技术，可有效减少废气中灰尘的含量，对空气及环境的保护有重要意义。所以有必要在锅炉结构方面进行改造，从而推广煤气化无烟燃烧技术。
2、控制锅炉的漏风问题
漏风是常见的问题之一，漏风使排烟量增大，烟气排放过程中带走了大量本应该用来发电的热能，此外，漏风也会导致燃料不充分燃烧，最终造成严重的资源浪费。漏风问题的主要原因是锅炉本身设计和制造的缺陷。因此想要解决漏风问题，就必须改善锅炉的设计，做好锅炉使用前的检查工作，同时在锅炉使用过程中，要注重锅炉的维护和检修。
3、合理安排辅机的启动及停机
目前，直吹式制粉系统被广泛应用于我国各大电厂，要想使锅炉实现节能减排，需要对锅炉使用中的辅助机器进行合理调整和优化，对发电过程中的超负荷状态准确预测，并根据预测结果，适时启动和停止辅助机器，此外，机器启动最好选择电价不高时段，这样不仅可以减少开支，而且可以有效缓解对电力网络的冲击力。
4、应用变频调速技术
社会在高速发展，电能的需求量也是与日俱增，为适应社会发展的需求，电厂规模在扩大，机组负荷在增强，目前降低负荷的方法最常用的就是改变风机出入口挡板位置以及调节水泵出口阀门的大小，这种方法虽然可以满足发电需求，在一定程度上降低风机和水泵效能，最终降低电厂损耗，但是这种方法有一定的副作用，为了更好的、更合理的使用锅炉的辅机，保证锅炉高效可持续运转，变频调速技术应运而生。变频调速技术能弥补传统方法的不足，更高效环保的保证电能的产生。
5、应用清洁燃烧技术
目前，在火力发电的过程中，为了节约煤炭，减少有害气体排放，降低空气污染，各种先进的锅炉燃烧技术被广泛推广和应用，例如:下饲式炉排、振动式炉排、角管式锅炉等，与此同时，各种各样的清洁燃料，清洁燃烧技术层出不穷。
结语：总而言之，纵观我国电厂锅炉的发展，可以发现，我国的科技发展对于电厂锅炉的影响非常巨大。当代经济社会的发展越来越重视能源的高效利用，同时满足低碳环保绿色要求，因此相关工作者应对锅炉结构进行合理设计，不断提高锅炉能源的利用效率，充分整合资源，确保锅炉实现节能降耗的目的，更好的提高企业的生产效率。
参考文献
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[3]秦廷玺.浅析电厂锅炉的安全运行及维护保养[J].丝路视野,2017(34)
论文作者:饶泽奇
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/10
标签：锅炉论文; 电厂论文; 过程中论文; 燃料论文; 热能论文; 烟气论文; 技术论文; 《当代电力文化》2019年第09期论文;