火力发电厂锅炉节能降耗的对策与措施探究论文_张鹏

火力发电厂锅炉节能降耗的对策与措施探究论文_张鹏

神华国能集团有限公司神头第二发电厂 山西省朔州市 036011

摘要:伴随社会的全面进步,节能降耗已成为人类文明发展所亟待解决的一个问题。众所周知,火力发电是我国现阶段最主流也是技术最成熟的发电类型,而火力发电厂也越来越注重于节能降耗。因此,我们对火力发电厂的实际情况予以探究,阐释节能降耗在整个生产环节的作用,在此基础上对火力发电厂锅炉节能降耗所使用的对策及措施予以分析,望对火力发电的节能降耗起到一定的促进作用。

关键词:火力发电厂;锅炉节能;对策;措施

众所周知我国人口基数大,人均能源占有量偏低,所以,近年来我国正面临着巨大的能源危机,节能降耗已成为我国现阶段有待解决的一个大问题。节能降耗工作不但可以缓解能源供需间的矛盾,同时还可以从根本上完善环保问题。作为能源消耗大户,火力发电厂全年的煤耗量相当庞大,同时也是污染大户,随着国家对环保方面越来越重视,怎样深化能源的利用效率,减少发电过程的煤耗量,降低排放污染就成了现阶段发电厂及相关科研院所的研究重点。

1火力发电厂中锅炉节能降耗的意义

现阶段国内的发电均以火力发电为主,火力发电流程为通过煤炭、石油以及天然气等资源作为原料,利用燃烧加热介质对汽轮机做功,带动发电机转子转动进行发电,在此期间,产生电能的基本流程如下所述:

(1)原料置于锅炉炉膛内进行燃烧,把燃料的化学作用转换为持续的热能,加热炉内受热面中的水让其形成高温高压的水蒸汽;

(2)高温高压水蒸气进入汽轮机,推动叶片进行转动,将水蒸气的热能转变为汽轮机转动的机械能;

(3)汽轮机带动发电机转子进行转动,从而切割磁力线形成电流,把机械能再进一步转换成电能。

针对国内火力发电厂现阶段的发展状态来看,其具有耗能高、效率低等特点,同时燃烧产生的硫化物和氮氧化物对环境也会产生一定的污染。为了提高机组 经济效率,从根本上降低发电厂对环境造成的影响,我们应该对节能降耗的理念予以全面的推广。

2火力发电厂能耗方面存在的问题

2.1锅炉机械设备的质量问题

利益是任何一个企业都需要考虑的一个重要内容,因此在对相关机械设备的使用选择上,低成本的锅炉设备然成了火力发电厂的首选,这也在一定程度上降低了相关企业的前期投入成本及后期维护成本,由此带来的后果是,虽然获得了眼前的利益,但是长远来看,这显然让锅炉的使用成本变得更高。因为使用较为落后的锅炉机械设备,会大大降低煤炭等原料燃烧后产生的能源利用效率,致使锅炉的整体运行过程存在较大缺陷,在长期看来,这是一种得不偿失的做法。除此之外,选用质量较差的锅炉机械设备无疑会增大其出现故障的概率,在经过一段时间的使用之后,很容易出现运行不稳定等问题,从而导致机械部件的检修以及零件更换。

2.2燃料问题

火力发电厂采用的燃料大多是煤炭,而原煤在燃烧过后生产的氮氧化物以及硫化物会对空气和环境造成较大的污染,这就是现在各大发电公司要求所有燃煤机组进行超低排放改造的最主要原因。除此之外,原煤在使用之前应当进行相应的技术处理,如合理掺煤燃烧等,这样才能在确保其能源利用率最大化的同时对环境的污染也进一步降低。另一方面,煤炭质量如果存在问题,也会直接影响了煤炭的燃烧效率,致使输出的热量不能达到预期的效果,同时对制粉系统设备的寿命也有一定的影响,提高维护成本。

2.3运行系统的控制问题

火力发电厂的运行系统中控制水平不够智能也是影响节能降耗的一个原因,因为现在的发电厂越来越多的使用自动化程度更高的自动控制系统,锅炉的运行一般会按照设计好的程序进行操作,但是由于某些测点的缺少或者发生隐性故障,系统无法针对锅炉运行的实际情况进行及时调整。另外,由于火力发电厂中的某些规章制度依旧存在不合理的地方,许多运行人员缺乏相应的处理经验,没有人为干预好让锅炉的运行状态达到最优状态,也造成能源的大量浪费。

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3火力发电厂锅炉节能降耗的对策与措施探究

3.1做好锅炉选型和燃料选择工作

对于火力发电厂而言,为了进一步降低锅炉能耗,应该明确短期投资和长期经济性的关系,做好锅炉的选型和燃料的选择工作,在锅炉选型中,应该综合考虑权衡利弊,在条件允许的前提下,尽可能选择那些可信度高、质量好以及后期检修维护容易的设备,这样不仅能够提升锅炉的工作效率,而且可以减少后期锅炉的维护次数,从而提高火力发电厂锅炉的整体经济效益。其次,在燃料选择过程中,要注意不同煤种的掺配,通过合理搭配,使得配置的燃料适合锅炉的最佳燃烧工况,进而提升燃煤利用率,达到节能降耗的目的。

3.2控制锅炉的能耗

首先要对锅炉的燃烧问题进行优化调整。在火力发电中,对于那些新投产的锅炉机组要根据本发电厂的实际情况进行适当的调试,尤其要注意燃煤调整优化。其次,就目前的情况来看,清洁煤发电技术日新月异,它包括超临界发电技术、循环硫化床发电技术、加压硫化床联合循环发电技术等,其中超临界发电技术的应用,所能产生的发电功率较大。为了有效控制锅炉的能耗,必须以清洁煤发电为火力发电的主导。火力发电厂必须认识到,清洁煤的应用不但能够提高能量利用率,还能够减少硫化物以及氮氧化物的排放量。从宏观角度来说,不仅实现了节能减排,而且对环境保护也有很大的促进作用。

3.3减少锅炉运行时的热量损失

为了进一步减少锅炉运行时的热量损失,应该从以下几方面入手:第一,降低空气预热器的漏风率,使其能够为锅炉燃煤提供充足的氧气,提高锅炉内煤料的燃烧率。而且要尽可能减低制粉系统的单耗,从而有效减少燃烧过程中所产生的烟尘,烟尘量越少,则意味着煤料的燃烧率越高。第二,对锅炉温度进行严格控制,避免因锅炉超温而导致热量流失甚至“四管”泄露。第三,优化吹灰器选型以及吹灰器布置。在燃煤过程中,需要在炉膛内定期投入吹灰器,以确保锅炉受热面的清洁,有效防止锅炉传热效果减弱。第四,在冷水管外部加设效果更好的保温材料,通过这种方式,减少锅炉与周围空气的热量交换。

3.4提高蒸汽的利用率

在火力发电过程中,提高蒸汽的利用率主要针对具有多台燃煤机组的企业。在发电量负荷的分配过程中,应该按照机组总数率最高的原则进行,对于那些运行效率较高的锅炉,使其尽可能多承担负荷,当其满载之后,再根据锅炉的效率由高到低依次承担负荷。其次,为了不断提升蒸汽的利用率,在锅炉运行过程中,尽量避免在未做有用功的情况下,将高压蒸汽膨胀为低压蒸汽,这就需要在锅炉刚开始工作运行时,尽可能减少排气量,使这一部分蒸汽用于锅炉运行中。第三,要确保疏水系统的稳定运行,从而有效协助扩容器将热量输送回去。此外,保证各系统截止阀门的严密性及调节阀的灵活可调也是提高全厂热效率的重要手段。

3.5加强蒸汽冷凝水的回收再利用

在火力发电过程中,蒸汽冷凝水的回收主要包括两种方式,即开式回收和闭式回收。对于前者而言,其主要特点在于在对冷凝水的输送利用过程中,管路一段始终处于打开状态,所以在实际操作过程中比较方便,不会涉及到复杂操作,且整体投资比较少,但是其存在一定的缺点,最明显的就是冷凝水的能量较小。而对于后者而言,其主要采用喷射技术解决高温冷凝水的泵气蚀问题,通过这一方式,冷凝水中的大多数热量可以被锅炉再次回收利用。二者相较而言,闭式回收的操作比较复杂,但是其能量利用率较高,所以在火力发电中值得推广。

4结语

综上所述,火力发电厂在发电的过程中也需要消耗大量的资源,且能耗极大。所以,有必要对火力发电厂中的耗能大户——锅炉入手,认真做好节能降耗工作,对各火电厂的实际状态、对机组的运行环节予以整体分析,同时针对运行环节所出现的问题进行探究,通过相应的节能降耗举措,不但要深化机组的运行效率,还要减少火力发电厂锅炉的能源消耗,继而促进火力发电厂节能降耗工作的全面发展。

参考文献:

[1]黄万峰.火力发电厂锅炉节能降耗的对策与措施探究[J].低碳世界,2014,09:64-65.

[2]刘林涛.浅析火力发电厂锅炉节能降耗的对策与措施研究[J].山东工业技术,2014,19:157.

论文作者:张鹏

论文发表刊物:《基层建设》2017年6期

论文发表时间:2017/6/23

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