（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司 内蒙古呼和浩特市托克托县 010206）
摘要：随着我国经济的不断发展，节能降碳的意识逐渐深入人心，相关政策也逐渐出台。2017年12月19日，国家发改委宣布在发电行业（含热电联产）率先启动全国碳排放交易体系。在这样的趋势下，火电厂面临减少单位煤耗，降低单位二氧化碳排放的巨大挑战。锅炉系统是火电厂的至关重要的能源转换系统，也是火电厂消耗煤炭排放二氧化碳的主要系统。虽然目前我国锅炉制造技术有了明显提高，但是能量转化率却普遍有待提高。因此，提高锅炉效率，降低单位煤耗，减少单位二氧化碳排放已经成为火电厂刻不容缓的任务。
关键词：火力发电厂；锅炉；节能降碳；热损失
火电厂锅炉节能降碳能力的提高，对火电厂本身经济效益的提高有重大意义。本文讨论了锅炉热损失对碳排放结果的影响，并调研了锅炉节能降碳的解决方案，在推广有效的技术手段，促进火电厂锅炉系统节能降碳。
1锅炉供电原理及其优劣势
（1）热电厂发电，本质在于将煤炭等物质内部的化学能转化为热能，而热能大部分通过各种方式转化为我们所需要的电能，其余少部分则用于用户或企业供热。其关键设备便是锅炉，锅炉将其进行能源转换。锅炉设备在转化能源之初，第一步工作便是预热。将煤粉通过鼓风机送入炉腔内，混合以其他原材料使其在炉腔内充分燃烧。当炉腔内部温度与气压稳定时，锅炉便可实现高温水与高温蒸汽的持续有效的输出。（2）电厂锅炉不同于其他一般企业所用锅炉，电厂锅炉在内部构造上具有明显优势。电厂锅炉炉腔容量明显大于普通锅炉，且排气与排渣孔较大，自我净化性能好。这就使其可以有效排出燃料在燃烧时产生的废渣与废气。且热电厂供热与供电并举，能源转化的多功能化使其效率提高，资源浪费率明显降低。（3）同样，电厂锅炉依旧存在诸多弊端。首先，燃料采用煤炭。煤炭资源在当今社会日益匮乏，而高效发电离不开高参数锅炉，高参数锅炉对煤炭的需求更为庞大。其次，电厂虽然进行着多功能转型，但其余热回收方面依旧效率低下，造成资源的浪费。
2火力发电厂锅炉耗能问题
2.1锅炉运行问题
当前火力发电锅炉在燃烧过程中还存在低运行负荷率，很难满足火力发电实际需要的问题，虽然在很大程度上降低了锅炉运行效率，但无法达到最佳运行状态，一方面降低了设备使用期限，却无法取得理想的热传输效率，锅炉会出现有多次熄火以及设备损耗等问题。有不法商贩为获取更多的经济效益，燃煤造价，添加大量杂质，同时有电厂还存在违规操作燃烧等问题，这些问题的出现都会很大程度上影响到燃煤质量，锅炉运行过程中出现多次熄火等问题，增加非计划停运时间，对设备的安全造成严重影响和危害。另外，随着设备和锅炉的严重损耗，在运行后期容易产生严重能源消耗等问题。当前我国国内锅炉运行条件差，运行水平低，检测方式和检测设备相对较为落后，无法实现对火电厂锅炉燃烧实际情况的充分全面反映。有操作人员单纯按照经验操作，无法实现对锅炉运行情况的及时有效分析，难以对运输参数展开动态化调整，降低火电厂锅炉运行效率。
2.2燃料问题
当前火力发电厂多选择煤炭燃料锅炉燃烧发电，锅炉燃烧产热效率很大程度上受到煤炭质量因素影响。火电厂采煤以原煤为主，由供应商处理原煤，材料采购部门未做好这一环节的控制，非常容易有低品质煤炭出现，同时燃烧程度不一致，整体燃烧性能相对较差。因为燃烧性能差，热输出低，很难实现对煤炭的充分燃烧，容易有废渣等问题出现，严重造成环境污染。锅炉燃烧过程中燃油消耗量大，在停炉和升炉等操作中需要有非常多的燃油支撑，如果未做好各个方面工作的协调和沟通，同样容易造成大量燃油浪费。通过对燃料的管理，能够在控制成本的同时实现对能耗的有效节约。但是目前在具体应用中，火电厂燃料管理还存在一定的问题和不足，尤其在燃料的采购和检查等环节，会对锅炉燃烧节能作用有重要影响。另外，当前火电厂在锅炉燃料配方的管理方面也存在一定的缺陷，如果煤炭的含硫量高，将非常容易有结焦情况出现，降低燃烧效率，无法取得理想的燃烧效果。
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2.3锅炉设备管理和使用方面问题
很多火力发电厂缺乏长远性眼光，在设备购买方面选择质量较差设备，虽然购买成本低，但是设备在使用过程中有非常高的故障率、可靠性低，不仅影响整个生产的顺利开展，同时还非常容易造成资源等严重浪费，无法取得理想的节能降耗效果。老旧的锅炉设备等在使用过程中设备经济性无法得到保证，存在有严重能源消耗等问题。设备长时间使用过程中会出现磨损和老化等情况，增加生产过程中各类安全隐患。锅炉在长时间运行过程中，内部容易堆积非常多的废渣等杂质，三氧化硫含量不断发生变化，受热面的换热效率受到严重影响，最终造成资源的浪费和损失。
3实现火电厂锅炉节能降碳的可行性措施
3.1建立火电厂锅炉节能降碳运行的新体系
为了配合节能降碳政策，火电厂应该建立新的节能降碳体系。提高相关技术人员和管理人员素质，以科学合理的方法管理锅炉，建立有效的管理监督机制，从设备正规运营，工人正确操作等多个方面提高锅炉效率，同时降低厂用电率，控制锅炉能源消耗和二氧化碳排放。
3.2减少排烟热损失
由于灰渣传热系数较小，如果受热面处灰渣积结，受热面的传热效率会大幅降低，锅炉内各部分温度就会升高，因而排出的烟灰温度就会上升。所以，要定期清理锅炉炉壁及受热面，保证热量顺利传递到下一系统。避免因为受热面积灰结渣，阻止热量传递造成炉温升高，从而避免烟灰排出时温度过高的现象。同时，要控制进入锅炉内的总风量，在保证燃料充足燃烧的前提下，尽量减少炉内空气，从而在根本上减少排烟量。为控制炉内总风量，需要提高锅炉安装和日常检修的质量，减少锅炉漏风量。此外，还需要正确监视分析锅炉的氧量表和风压表，实现合理配风。减少不必要的空气进入锅炉，降低排烟量，减少排烟造成的热损失。
3.3减少机械不完全燃烧热损失
为减少机械不完全燃烧造成的热损失，首先要合理调整喷入锅炉的煤粉细度。一般来说，煤粉越细，越有利于燃烧，燃烧后剩余的可燃烧物越少。但是，偏细的煤粉燃烧后更有可能在锅炉受热面上积灰成渣，降低传热效率，造成锅炉内部温度过高，同时，也会使用细煤粉也会增大制粉过程中的能源消耗。如果使用粗煤粉，则更有可能造成不完全燃烧。因此，要综合考虑各方面因素，选择较细的煤粉喷入锅炉。同时，也要注意提高煤炭质量，使用高质量的煤，降低机械不完全燃烧热损失。煤炭质量越低，煤炭中灰分越多，造成的机械不完全燃烧热损失就越大。灰分会阻碍煤炭中的有效物质与氧气接触，使有效物质不宜完全燃烧，影响锅炉热效率。此外，灰质也会积压粘附在锅炉壁和受热面上，影响锅炉效率。而低质量煤炭水分含量也更高，使煤炭更难着火，不利于燃烧，也会降低锅炉内温度。另一方面，水蒸气增大了锅炉排出烟灰的体积，带出更多的热量。
3.4调整锅炉燃烧
（1）对锅炉的停炉和升炉等技术展开合理性优化，在机组启动前对油枪展开试验，降低设备启停时间，同时通过对锅炉水温的调整使燃烧效率得到增强。在锅炉停炉过程中需要对停炉技术进行优化和改善，做好气缸降温温度的调整，及时冷却，提高锅炉运行效率。（2）结合火力发电厂锅炉运行实际情况分析考虑，调整风煤配比，在满足配煤掺烧原则下新老煤搭配使用，维持粉机的有效运行，降低三次风带粉情况发生率。（3）做好燃料使用量的控制，在满足燃烧需求基础上合理分配鼓风量，在提高燃烧效率的同时减少资源方面的消耗和浪费。（4）调整锅炉燃烧空气系数，在保障燃烧的基础上，维持良好运行状态，取得相应节能效果。
4结语
锅炉节能降碳对火电厂，乃至全社会的可持续发展都有重要意义。火电厂一定要加强节能降碳环保意识，充分利用科学合理的方法减少锅炉煤耗和二氧化碳排放，实现火电厂低能耗、低排放的可持续发展之路。
参考文献：
[1]国家环保部（2011）火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）.
[2]王鹏林.火电厂锅炉节能降碳技术探讨[J].技术与市场，2016（1）：144.
论文作者:孙雪冰
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/16
标签：锅炉论文; 火电厂论文; 煤炭论文; 节能论文; 效率论文; 设备论文; 燃料论文; 《河南电力》2018年23期论文;