摘要：对于火电厂锅炉汽轮机系统来说，如何进行绿色环保节能的产品建设，实现可持续发展的经济战略目标是现今面临的重要课题之一，减少对能源以及资源的消耗，提高资源利用率，降低对生态环境的破坏，这是新时期火电厂锅炉汽轮机系统的发展方向与任务，本文就对火电厂锅炉汽轮机系统节能环保问题进行详细的分析。
关键词：火电厂；锅炉汽轮机；系统；节能环保；问题：
一、火电厂锅炉汽轮机系统存在的节能环保问题
1.1废气排放问题
一是SO2：火电厂锅炉汽轮机系统主要依靠消耗煤炭运行，我国火电厂绝大部分是通过燃烧煤炭提高电力能源，可以说是耗煤最高的一个行业。而煤炭中含有一定量硫物质，在燃烧过程中会排放出硫化物，特别是SO2排放量较大，这是一种毒性气体，对人的健康带来很大威胁，且对动植物的生长环境带来很大影响。SO2的大量排放会导致生态环境恶化，如果排放到大气层并到一定量会在太阳光的辐射催化作用下转变成具有危害性的污染物[1]。SO2是酸雨形成的主要气体，酸雨对生态环境带来极大损害，不但会导致水源变质，土壤贫瘠化，还会造成植物因酸雨腐蚀而枯亡，这对农业生产产生极不利的影响。
二是CO2：火电厂在电力生产中，燃烧的煤炭不仅会产生硫化物，还会产生大量的CO2，而该气体的增加，会加剧温室效应。伴随社会经济的不断发展，对各类能源资源的利用日益增加，这就使得CO2排放增长，尤其是对火电厂而言，电力生产中的煤炭消耗高达十几亿吨，排放出大量CO2，导致全球大气温度明显上升。正是因为全球变暖，导致两季冰川融化，使海平面整体上升，如此对沿海地区生存生产带来很大威胁。
1.2废烟气排放问题
煤炭是火电厂生产的主要能源，且经锅炉汽轮机系统完成，而煤炭资源通常含有一定量的硫物质，在燃烧过程中会排放出大量废烟气，而此种废烟气中不仅有SO2气体，还有其他物质，而为避免生产中硫化物质对电气设备产生腐蚀效用，就需要在高温状态下进行废烟气排放。当前，火电厂锅炉汽轮机系统的废烟气温度在100％以上排放出来，而这就使得废烟气高温排放，这在一定程度上会降低热效率，锅炉热量会随废烟气排出，导致热量损失，进而造成煤炭燃烧浪费，且会形成恶性循环，以致于废烟气排放增加，不但浪费资源，还给大气环境带来很大的污染。
1.3废渣排放问题
火电厂锅炉汽轮机系统在消耗煤炭中，会排出一定废残渣，由于煤炭含有大量灰物质，在电力生产中，煤炭燃烧完成后会产生废渣，而这些灰渣不但会造成尘土飞扬，使空气含灰量大大增加，还对周边环境带来很大污染。
1.4冷却装置高温问题
火电厂锅炉汽轮机系统在实际运转中，因需要维持在稳定的热力循环中，不但需要高温资源，还需要有低温热源，但是锅炉汽轮机的叶片本来就不是很大，以致于在运行中会产生较高温度，进而使得大量热量直接扩散到大气中，导致热量损失。而这种热量损失，就是煤炭资源的浪费，增加了生产成本。同时，此种情况还会导致火电厂生产中的热效率降低，并构成一个不良循环，热效率损失越多对煤炭资源需要更多，而排放的气体物质也就是会更多，这也就对生态环境污染也越发严重。
二、锅炉汽轮机系统节能环保的措施
2.1 脱硫
燃煤锅炉的脱硫对环境保护具有重要作用，虽然目前脱硫成本很高，但从可持续发展角度分析，国家必须采取强制措施，对现有电厂进行脱硫改造，新建电厂必须有脱硫装置。
目前脱硫装置有循环流化床脱硫和烟气脱硫等方式，脱硫效率高达60%以上。烟气脱硫技术已属成熟，但投资大，约为建电厂投资的1/4～1/3.目前循环流化床脱硫技术锅炉吨位太小，用于电厂还需要进一步研究。
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2.2 降低锅炉排烟温度
对电厂锅炉进行脱硫改造后，烟气中SO2浓度大幅度下降，使设备的低温腐蚀减轻，可大幅度降低烟气排放的温度，烟气温度在60～70℃为宜，提高机组热效率5%左右，对节能、减少温室气体排放、防止地球温度变暖具有重要作用。
2.3 降低汽轮机冷凝温度
汽轮机冷凝温度从热力循环角度已无法降低，只有充分利用凝汽热量，应用于其他工业领域，才是它的发展方向。热电厂是最好的利用方式，已建电厂逐步改造成背压式热电厂，使冷凝热量得到充分利用，有效地减少温室气体排放。大型热电机组需要综合布置，与大型热用户企业统筹设计。
2.4 CO2的减排措施
CO2的排放量与燃料消耗量成正比，故减少CO2的排放量的有效方法是提高能源利用率，降低煤耗；CO2的减排措施有：改进和完善投运机组性能；利用超临界技术、循环流化床技术、热电联产技术；关停小机组等。燃料脱碳是以含碳量较低的（如天然气）或无碳燃料取代含碳量较高的燃料，使得每单位能耗的平均CO2排放减少。燃料电池是通过电化学氧化生产电力的，即直接将化学能转化为电能，冲破了燃烧产热生成水蒸气再带动汽轮发电机组的传统模式，因而燃料电池的效率不受卡诺定律的限制。
2.5 CO2的回收利用
CO2的大量排放，不仅加剧了人类赖以生存的地球温暖化倾向，还造成CO2资源的大量浪费，因此，控制CO2排放量，对排放的CO2进行回收、固定、利用及再资源化已成为世界各国特别是发达国家十分关注的问题。CO2进行回收、固定可分为对锅炉CO2的排放的直接回收、固定和对空气中的CO2回收、固定。CO2的回收是整个控制体系的第一步。目前有化学吸收、膜分离、冷冻分级分离、分子筛吸附和浮石吸附等方法，但对电厂而言，由于烟气量大，CO2的浓度低，目前烟气脱碳的代价还很高。国内进行了大量的研究，日本科学家研究发现海洋生物吸收CO2的潜力巨大，已筛选出几种能在高浓度CO2下繁殖的海藻并计划在太平洋海岸进行繁殖，以吸收附近工业区排出的CO2.
CO2在化工工业上可制成尿素、干冰、水杨酸、CO、甲醇、碳酸酯、环状脂、二甲醚、甲酸、乙烯、甲烷、有机羧酸、碳酸盐等，而这些产品又可深加工成更多产品，可以说CO2在国民经济中具有很大的使用价值。目前工业副产气和废气中的CO2浓度很高，完全具备被利用的条件。我国在用CO2合成甲醇、甲烷方面已取得了很大进展。在催化剂研究中也有许多成果，尤其在CO2转化率、甲醇选择性催化剂的寿命等技术指标方面在国际上领先。能源紧缺是制约以后经济发展的主要因素，目前世界上最广泛的石油、天然气到下个世纪的中叶将枯竭，必须有新的碳源补充进去，而丰富的低温排放、汽机凝汽热量的工业利用、CO2的减排、回收与综合利用、灰渣综合利用等途径。电厂锅炉的脱硫、脱碳目前技术还不够成熟，需要进一步研究。完全可作为新的碳源，其最大的优点是可以同时解决能源和温室效应问题。人们将CO2的研究、开发应用重点放在CO2的转化上，通过化学、光学、电学、生化的各种方法，将CO2转化成其他有用的物质，或固定在其他物质上，形成新的有用物质。以气、液、固3种状态存在的，直接作为产品的CO2，在工业和国民经济的各部门具有广泛的实用价值。我国对CO2的研究工作起步较晚，为解决能源紧张和温室气体问题，大力开展CO2的回收、开发、利用，具有现实意义和广泛的应用前景。
2.6机组灰渣的综合利用
灰渣的主要成分是硅、铝、铁和钙，将灰渣制成建筑材料，是一种比较有效的方法，电厂锅炉汽轮机系统绿色设计需将灰渣利用进行综合设计。
结束语
总之，火电厂锅炉汽轮机系统的节能环保问题比较多，大多都是排放的气体污染以及热量浪费造成的能源浪费等，我们要加大对火电厂锅炉汽轮机系统节能环保措施的研究与应用，实现可持续的发展。
参考文献：
[1]刘岳辉。火电厂锅炉汽轮机系统节能环保的问题及措施[J]。建材发展导向，2011，0l（7）：9—16．
[2]薛学敏。火电厂SCR烟气脱硝装置对锅炉安全运行的影响分析[J]。经济技术协作信息，2014，02（12）：11～19．
[3]黄丽。浅谈火电厂节能减排的必要性[J]。城市建设理论研究：电子版，2015．11（8）：23～28．
论文作者:刘秀琴,郝建忠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：火电厂论文; 汽轮机论文; 锅炉论文; 烟气论文; 系统论文; 电厂论文; 热量论文; 《电力设备》2018年第27期论文;