摘要：随着城市化的不断推进，人们对于冬季供暖的需求越来越高。随着实体经济的不断进步，工业热负荷的需求也是越来越大。热电联产工程既能解决人们冬季供暖需求，又能解决实体经济发展需要的蒸汽热能和电能，对于目前经济和社会的发展都是必不可少的。鉴于此，根据热电联产工程的实际特点，探讨热电联产热能动力锅炉的相关技术，研究热电联产热能动力锅炉节能减排。
关键词：城市化；热电联产；动力锅炉；节能减排
1.热电联产工程中动力锅炉存在的问题
1.1锅炉选型存在的问题
锅炉是热电联产工程的基础组成部分，当前部分热电联产中的热能动力锅炉仍然采用的链条炉排锅炉。链条炉排锅炉的优点是安装方便，施工周期短，送风机的风压较小耗电率低。缺点是燃烧热效率低（90%以下），煤种适应性差，烟气处理困难。链条炉排锅炉的这些特点主要有以下影响：首先，由于该种锅炉燃烧热效率大多集中在90%以下，造成我国能源的巨大浪费。其次，煤种适应性差该种锅炉只能燃烧大量的优质煤，化石能源本就储量有限，减少优质煤的使用才能延续我国可持续发展战略。再次链条炉排锅炉的烟气中硫化物、氮氧化物排放量高，造成了大气污染非常严重，目前环保治理是我国的基本大计，碧水蓝天是我们的生存之本，如何降低链条炉排锅炉烟气污染物的排放也是热电联产工程的重中之重。
1.2锅炉参数的选择问题
目前我国热电联产工程中75t/h及以下锅炉大多采用的是中温中压及以下参数的锅炉，该参数的锅炉过热器出口参数为压力3.82MPa，温度为450°C。该参数锅炉的优点是初始投资低，辅机耗电量小。缺点是热电联产机组发电效率低。同等产汽量的高温高压锅炉比中温中压锅炉的发电量高10%~12%。
1.3锅炉辅机的选择问题
目前热电联产工程75t/h及以下锅炉大多采用定速泵和定速风机，调速泵和调速风机采用的是液力耦合器。定速泵和定速风机效率低下，能源浪费严重。液力耦合器特点如下：（1）液力耦合器利用能耗转差调节原理，当电机全速运行后，通过液力耦合器工作腔内的油量实现柔性连接。(2)液力耦合器的效率大约在50%左右。（3）液力耦合器的调速范围有限。由此可见采用液力耦合器调速具有一定的局限性。
2.热电联产工程中动力锅炉改进的必要性
如上文所述，当前热电联产工程中动力锅炉存在问题较多，造成我国的能源浪费严重，环境污染严重。化石能源是目前全球消耗的最主要能源，全国消耗的能源中化石能源占比高达90%以上。但随着人类的不断开采，化石能源的枯竭是不可避免的，大部分化石能源本世纪将被开采殆尽。从另一方面看，目前我国北方大部分城市到了采暖季，城市雾霾成了人们身心健康的大敌，雾霾会造成人们呼吸系统疾病、脑血管疾病、鼻腔炎症等疾病，更严重的是雾霾会影响人们的生育能力和婴幼儿的健康，因此治理雾霾是当今社会发展的当务之急，供热锅炉污染物排放又是城市形成雾霾的重要原因之一。由此可见热电联产工程中动力锅炉节能减排是必然的。
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3.电厂热能动力锅炉的改进措施
3.1改进锅炉形式
目前热电联产工程中采用的炉型主要有：链条炉排锅炉、煤粉炉及循环流化床锅炉，由于链条炉锅炉效率低，煤种适应性差；而煤粉炉虽然生产和运行经验技术成熟，但制粉系统比较复杂，锅炉负荷率调节范围一般在70%-100%之间，只有在稳定工况下连续运行方能获得较高的燃烧效率。这两种锅炉不适宜大范围用在小型热电联产工程中。
循环流化床锅炉是一种新炉型，主要由给料系统、循环床（主床）、燃烧室、高温再循环物料分离器和循环物料返回系统组成，与其它炉型相比具有以下优点：
（1）排烟“清洁”，由于是采用低温、分段燃烧技术，在燃烧过程中能同时完成固氮过程。NOx排放量低于200ppm。循环流化床锅炉通常运行操作温度在850~950℃，这是一个理想的脱硫温度区间，在床中加入石灰石之类的脱硫剂，可以使SO2排放量大大降低。
（2）燃烧效率高，炉膛断面小。在流化状态下由于燃烧强烈扰动，有利于传质与传热，反复循环有利于燃烧完全，因此各种煤种的燃烧效率均可达到98%-99%以上，循环流化床锅炉在燃用较好煤质的锅炉效率与煤粉炉相同，在燃用多灰分等劣质煤时，锅炉效率比煤粉炉高。
（3）燃料适应性好。煤粉炉运行受煤种质量影响大，劣质煤种燃烧容易产生运行事故，而循环流化床锅炉运行受煤种质量变化影响较小，不仅可燃用一般煤粉炉可燃用的燃料，而且可燃用煤粉炉难以利用的各种燃料；能适应多变煤种或它们的混合料。对于超低挥发份、高灰份、高硫、低灰熔点等燃料，可避免在煤粉炉中燃用时造成的燃烧不稳，高低温腐蚀、结渣等运行事故。
（4）燃料制备和给煤系统简单。循环流化床炉入炉燃料粒度一般在3~13mm，比煤粉炉要求粗得多。燃料制备系统比煤粉炉简单。
（5）操作灵活方便，适用调峰。循环流化床锅炉在无助燃油时，最低负荷可达额定负荷的30%，负荷变化率可达每分钟5%。
（6）有利于灰渣综合利用。循环流化床锅炉灰渣未经高温熔融过程，且可燃物低，有利于做水泥添加剂及其它建筑材料。
综上所述，从环境、燃料和三废利用等各因素考虑，热电联产项目可以广泛采用循环流化床锅炉替代链条炉排锅炉。
3.2提高锅炉参数
热电联产工程中锅炉出口参数对机组发电有重要的影响，锅炉出口蒸汽压力每提高1MPa，机组发电煤耗降低约0.7g/kwh，蒸汽出口蒸汽温度每提高10°C，机组发电煤耗降低约0.75g/kwh。由此可见对于目前热电联产中中温中压锅炉升级改造为高温高压锅炉是节能降耗的一个重要手段。
3.3锅炉辅机选择优化
热电联产工程中的动力锅炉辅机中将定速泵、定速风机升级为调速泵和调速风机，这样大大降低了热电联产动力锅炉的电耗率。二是将液力耦合器调速升级为变频器调速控制，变频器有如下几个优点:(1)变频器可以实现软启动，从而限制电动机的启动电流，减少电网电压。（2）变频器可实现100%范围调速，解决了液力耦合器调速范围小的问题。（3）目前市场上的变频器效率可以达到95%，大大提高了液力耦合器的效率。由此可见，锅炉主要辅机采用变频器调速能够大大的降低因锅炉负荷调整带来的电机功率损耗，对整个工程节能减排影响巨大。
结语
总之，能源问题和环境保护问题都是国家在发展建设过程中极为重要的一个问题，在我国可持续发展的要求之下，必须要做好能源保护工作和环境保护工作。热电联产工程中动力锅炉的运行不仅需要保证企业的经济效益，同时还需要积极的响应节能减排的政策，要以节能减排作为热电联产企业发展的指导思想，做好热电联产工程动力锅炉的节能减排，提升社会效益。
论文作者:宁波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：锅炉论文; 热电论文; 耦合器论文; 流化床论文; 工程论文; 动力论文; 能源论文; 《电力设备》2018年第26期论文;