浅析火电厂锅炉运行节能措施

浅析火电厂锅炉运行节能措施

王永鑫

中电投蒙东能源集团有限责任公司通辽发电总厂  内蒙古自治区通辽市   028000

摘要：锅炉是火力发电厂中的三大主机之一，锅炉运行效率直接影响到机组运行的经济性，对锅炉的运行采取科学有效的节能措施，可以直接提高火电机组的发电效率，并且还可以减少安全隐患，因此，对锅炉运行采取何种节能措施成为众多火电厂重点研究的对象。火电厂锅炉运行的节能措施主要是通过对锅炉以及相关的辅助设备设施进行改造，并对锅炉的燃烧调整采取一系列的优化措施，从而提高火电厂锅炉运行的效率和质量，减少能源的浪费问题，提高火电厂经营的整个经济效益。

关键词：火电厂；锅炉运行；节能

火电厂锅炉在整个发电系统中占据着举足轻重的作用，它可以将煤炭燃烧产生的热能通过对水加温转化为机械能，之后通过其余手段最终转化为电能。在市场竞争日益加剧的今天，火电厂要对自己的工作职责负责也要对自己的经营效益负责。为了更好地实现经济利益、节约资源的目的，火电厂就要对资源更加合理地进行配置和提高煤炭资源的使用效率。国家近些年也大力提倡开展节能降耗、低碳经营。对火电厂锅炉煤炭的节能运行研究可以为更好地落实国家的相关政策要求提供助力。火电厂的锅炉在对水进行加热过程中，因煤炭利用率不高、机械设备折旧损耗等问题，导致很多热能白白浪费掉，不符合低碳环保和节能运行的要求。

一、慨述

1、火电厂锅炉介绍。锅炉、汽轮机、发电机构成了火电厂的三大主机，在这三大主机的协调运行下，辅助脱硫脱销、输煤、化学等设备实现火力发电。其中，锅炉由“锅”和“炉”两大部分组成，锅包括汽包、水冷壁、省煤器、下降管、过热器和再热器等 ；炉包括炉膛、烟道、燃烧器及空气预热器等，其作用是使燃料燃烧放热，并将水加热成具作用是使有一定温度和压力的蒸汽。而在这个过程中锅炉的运行状态会直接影响到火力发电的整体运行效率和发电厂的综合发电效率，并且还直接影响着火电厂发电的安全性。另外，锅炉运行又是其极为重要的基础环节，同时也是发电能源的重要入口，煤炭等能源进入到锅炉设备中充分燃烧，之后形成热能，为电力转化提供重要的动力资源保障，最终影响到发电厂的能源输出。所以，从火电厂整体出发，锅炉的高效运行有着非常重要的作用和价值。

2、火力发电厂锅炉运行原理。在火电机组发电的过程中，主要是依靠锅炉燃烧燃料来提供原动力的。炉燃烧燃料将锅中的水加热成为符合参数要求的过热蒸汽，形成蒸汽动能。其原理主要是按照以下流程；第一，燃烧煤炭能源 ；由制粉系统加工后的煤粉经一次风吹入炉膛内部，使其充分燃烧，之后在燃烧反应下把化学能转化成热能。第二，高温烟气热传递；锅炉燃烧把煤炭燃料中的一些杂质成分和碳物质经过氧气反应形成高温烟气，这些高温烟气之后再经过锅炉水冷壁、屏式过热器、高温过热器和再热器，逐渐将热量通过受热面的金属壁面传导至锅炉内部工质中，并在相变的作用下形成水蒸气组分。第三，热能转变成汽轮机的机械动能；具有一定压力和温度的蒸汽驱动汽轮机，把热能转变为机械能。

二、当前锅炉节能技术的主要问题

1、运行负荷较低的原因和危害。由于企业在设计自身的生产能力时，估计过高。认为在低负荷工况运行时锅炉也能正常运行，还能产生比较高的生产效率。而实际上，由于低负荷工况运行，锅炉燃料量减少、炉膛温度降低，锅炉使用率低下，煤耗增大，热效率低，生产效率自然也就受到影响；能源浪费高，厂用电率增高，企业效益降低；同时还增加环境污染。

2、余热利用效率低。我国 80% 的电能供应都来自于火电厂。火电厂发电是通过燃煤锅炉的热能转换来实现的，热能转换利用率的高低就直接决定火电厂的生产效率和经济效益。在实际生产过程中，不可避免的会存在热能利用不充分情况，主要是余热利用率低下。所以，加强电厂余热利用开发是提高热值利用率的重点研究课题，挖掘潜力，既做到节能，而且还减排，降低了对环境的热污染，同时还增加经济效益。无论是从企业经济效益出发，还是从企业的环保责任考虑，企业都有义务和责任做好余热的回收利用。就我国目前的实际情况来看，对余热的利用还存在一些问题，节能环保效益不明显，需要企业和政府有关部门共同努力。

3、煤炭的质量问题。火力发电厂锅炉的主要燃烧原料就是煤，电厂用煤占我国煤炭总量的 50% 左右。所以煤炭自身的质量，是保证能效的先决条件。煤作为热能供应的主要原料，其品质的好坏对锅炉的热能生产和能效有直接的影响。我们不仅对发热量有要求，大于 4000 卡，而且要求含硫量低（最好经过脱硫处理），对煤炭的颗粒大小、灰粉值、挥发都有具体的要求。严格控制煤炭质量，既能提高热能效率，还能减少有毒有害气体排放，既经济又环保。

三、火电厂锅炉运行过程中的节能措施

1、把煤粉的精细度控制在合理范围内。控制煤粉粉末的精细度也是火电厂锅炉运行节能的一项有效措施，煤粉的精细度越高，燃烧的效率就越高，没有得到燃烧的煤粉粉末越少，从而提升锅炉运行的节能效率。所以对煤粉粉末的精细度进行控制是非常重要的一个过程。同时，煤粉粉末的精细度也要与火电厂锅炉的运行环境相适应，包括锅炉的负荷程度等等，当锅炉的负荷程度高时煤粉粉末的精细度可以低一些，当锅炉的负荷程度低时煤粉粉末的精细度就需要提高一些。为了保证煤粉粉末精细度的可靠程度，进行取样的过程是非常必要的，可以使用科技含量高的取样器，从而提升取样的准确程度。

2、保持对锅炉设备的运行进行周期性的检查和维护。火电厂对于锅炉设备的运行进行周期性的检查和维护是十分重要的，一旦设备出现热能的损耗，要及时的进行检查和维修。另外，在冬季寒冷的时期，要提升火电厂厂房的巡查力度，保证门窗关闭的严密，防止因为门窗没有关严而对锅炉的热能形成损耗，这项工作需要长期仔细进行，需要合理的安排管理，从而有效的防止设备运行时对于热能的损耗。

3、对制煤粉的设备进行周期性的检查和维护。对于制煤粉的设备进行周期性的检查和维护可以有效的减少锅炉在运行过程中对于能源的消耗，所以，在系统进行运行的过程中，要随时对设备进行调整，保证通风的顺利进行。使其优化的程度达到最大，从而使得煤粉的精细程度达到最理想的状态。煤粉细度对锅炉燃烧有重要的影响，炉渣和飞灰可燃物越小，对应的未燃尽碳热损失的热能就越小，锅炉效率就越高，但是制煤粉电耗、金属消耗可能就会增加，另外还会使煤粉点火的时间提前，炉膛火焰中心降低，有可能烧坏燃烧器喷口，因此对一定的煤以及锅炉设备和入炉的煤粉细度之间存在一个最佳的值，也可以称为煤粉最佳经济细度。

4、合理的对锅炉燃烧进行优化。对于锅炉内部煤粉燃烧情况形成影响的因素有很多，多种因素的综合影响，会对锅炉内部的煤粉燃烧造成不同的变化。另外，在火电厂锅炉设备的运行过程中，煤粉的质量也是对燃烧情况造成影响的一项重要因素。随着煤粉质量的变化对锅炉设备的负荷情况进行调整，从而实现锅炉内燃烧的最优化。同时，锅炉内部燃烧的优化也会受到锅炉设备操作人员操作能力的影响，不同的操作水平也会使得锅炉内部的燃烧情况不同。从上述这些情况可以看出，对锅炉内部燃烧造成影响的因素非常多，可控性不高，所以对于锅炉内部燃烧形成完全优化是非常难的。

参考文献：

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[2] 杨凯. 火电厂锅炉汽轮机系统节能环保的问题及措施[J]. 资源节约与环保，2019(08): 45.

[3] 王婷婷，李林波. 火电厂锅炉运行过程中的节能措施探析[J]. 中国设备工程，2020(23): 71-72.