火电厂燃煤锅炉热力系统改进与节能技术研究

火电厂燃煤锅炉热力系统改进与节能技术研究

周亚峰 赵伟 仉荣钧

建投国电准格尔旗能源有限公司

内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗 010399

摘要：本文针对火电厂燃煤锅炉热力系统的改进与节能技术进行研究。首先，分析了燃煤锅炉热力系统存在的问题，如热效率低下、能源浪费严重等。然后，探讨了改进燃煤锅炉热力系统的关键技术，包括燃烧优化、热交换器改进、热力循环优化等。接着，介绍了燃煤锅炉节能技术的应用，如锅炉自动控制系统、高效煤粉锅炉、余热回收利用等。最后，总结了改进与节能技术对火电厂燃煤锅炉的重要意义，包括提高热效率、降低能耗、减少环境污染等。

关键词：火电厂；燃煤锅炉热力系统；节能技术

引言

火电厂燃煤锅炉作为我国电力工业的重要组成部分，其热力系统的改进与节能技术研究具有重要的现实意义。随着能源需求的不断增长和环保要求的日益严格，燃煤锅炉热力系统的改进与节能成为火电厂面临的重要课题。本文从燃煤锅炉热力系统存在的问题出发，探讨了改进燃煤锅炉热力系统的关键技术，并介绍了燃煤锅炉节能技术的应用。希望通过本文的研究，为火电厂燃煤锅炉热力系统的改进与节能提供一定的参考和借鉴。

一、火电厂燃煤锅炉热力系统现状分析

1.1 燃煤锅炉热力系统的基本构成

燃煤锅炉热力系统是火电厂的核心系统之一，主要由燃烧设备、热力设备、辅助设备及控制系统四大部分构成。其中，燃烧设备包括煤仓、炉排、燃烧器等；热力设备包括锅炉本体、空气预热器、除尘器、脱硫脱硝设备等；辅助设备包括送风系统、引风系统、给水系统、灰渣处理系统等；控制系统则主要包括分散控制系统（DCS）和锅炉安全监控系统（FSSS）。

1.2 燃煤锅炉热力系统存在的问题

当前燃煤锅炉热力系统在运行中存在一些问题，主要包括：热效率低：锅炉燃烧不完全，热损失较大。污染严重：燃煤会产生SO2、NOx、粉尘等污染物。能耗高：锅炉运行过程中，能源消耗较大。设备老化：锅炉及辅助设备使用年限较长，存在一定的安全隐患。自动化程度低：控制系统相对落后，人工干预较多。

1.3 燃煤锅炉热力系统改进的必要性

针对上述问题，改进燃煤锅炉热力系统具有以下必要性：提高热效率：提高锅炉燃烧完全度，降低热损失，提高热力系统的整体效率。减少污染：降低SO2、NOx、粉尘等污染物的排放，减轻对环境的影响。节能降耗：优化系统设计，降低能源消耗，降低运营成本。保障安全：更新设备，提高设备运行可靠性，降低安全隐患。提高自动化程度：升级控制系统，实现智能化、自动化管理，提高运行效率。

二、燃煤锅炉热力系统改进策略

2.1 改进措施概述

燃煤锅炉热力系统的改进措施主要围绕提高热效率、降低能耗和减少污染物排放展开。改进措施包括但不限于锅炉本体结构的优化、燃烧设备的升级、热力循环系统的优化以及环保设施的升级。

2.2 锅炉燃烧优化

锅炉燃烧优化是提高燃煤锅炉热效率的关键。这包括燃烧器的设计与改造、风量的合理分配、煤质的适应性调整以及燃烧参数的控制。通过这些措施，可以实现煤的充分燃烧，减少热量损失，提高锅炉的热效率。

2.3 热力循环系统优化

热力循环系统的优化主要涉及热力循环的各个环节，如热力膨胀、热交换、热能利用等。优化措施可能包括循环泵的改进、热交换器的升级、热力管道的保温以及余热回收系统的增设。这些改进有助于减少热量损失，提升整体热效率。

2.4 环保设施升级

环保设施的升级是燃煤锅炉改进中不可或缺的部分。这通常包括脱硫、脱硝和除尘设施的升级与优化。脱硫技术如湿法脱硫、干法脱硫等，脱硝技术如选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）等，以及各种除尘技术如布袋除尘、静电除尘等，都能有效控制燃煤锅炉排放的SO2、NOx和粉尘等污染物，以满足更严格的环保标准。

三、节能技术研究

3.1 热力系统节能技术

热力系统节能主要通过提高热效率、减少热量损失和优化能源结构来实现。具体原理包括：提高燃烧效率：通过优化煤炭的粒度分布、提高送风和引风的匹配性，使煤炭燃烧更充分，提升锅炉的热效率。减少热量损失：采用高效的保温材料减少热辐射和热传导损失；优化热力管道布局，减少流动阻力，降低因湍流引起的能量损失。余热回收：利用废气、冷却水等余热进行回收，将其用于预热或供暖，减少能源的浪费。

煤炭粒度优化：通过科学合理的煤炭破碎，使得煤炭燃烧更加充分，提高燃煤锅炉的热效率。热力管道保温：在热力管道外侧涂抹高效保温材料，减少热量在传输过程中的损失。余热利用：安装废气回收装置和冷却水回收系统，将锅炉排放的废气和冷却水中的热量回收利用。

3.2 锅炉设备节能技术

锅炉设备节能主要通过改进设备结构、提高材料性能和采用先进的燃烧技术来实现。改进设备结构：如采用膜式壁、旋风分离器等结构，提高热交换效率。提高材料性能：使用高温材料和耐腐蚀材料，延长设备使用寿命，减少维护成本。先进燃烧技术：如燃烧器优化、浓淡燃烧技术等，提高燃烧效率。

高效燃烧器应用：采用先进的燃烧器，使煤炭燃烧更充分，提高锅炉的热效率。旋风分离器优化：通过优化旋风分离器的设计，提高飞灰的分离效率，降低排烟损失。高温材料应用：在锅炉关键部位使用高温材料，提高设备的工作温度和热效率。

3.3 自动化控制节能技术

自动化控制节能技术通过实时监测和调整锅炉运行参数，使其始终在高效状态下运行，减少能源浪费。优化燃烧控制：根据锅炉负荷和煤炭质量，自动调整燃烧参数，保持燃烧效率最高。热力参数监控：实时监测锅炉的热力参数，如温度、压力、流量等，及时调整系统运行状态。故障预测与处理：通过数据分析预测设备故障，提前采取措施，减少因故障导致的能源损失。

燃烧优化控制系统：通过自动调节送风量、引风量等参数，实现煤炭燃烧的最优化。监控与控制系统：利用DCS（分布式控制系统）对锅炉运行进行全面监控，自动调节各参数，保持系统高效运行。故障预测系统：采用人工智能算法，对锅炉设备的运行状态进行预测，提前发现并处理潜在故障。

四、改进与节能技术应用案例分析

4.1 案例选择与分析方法

本章节通过选取两个具有代表性的火电厂燃煤锅炉热力系统改进与节能技术应用案例，进行深入剖析。案例选择标准主要依据改进效果的显著性、节能降耗的成效以及推广价值。分析方法采用对比分析法、数据统计分析法和长期跟踪观测法，确保结果的客观性和准确性。

4.2 燃煤锅炉热力系统改进应用案例

案例一：某大型火电厂在燃煤锅炉热力系统中引入了低温余热回收技术。通过对排烟温度进行降低，回收余热，使得热效率得到显著提升。统计数据显示，该技术应用后，锅炉热效率提高了约8%，年节能率达到了10%。

案例二：另一家火电厂采用了先进的燃煤锅炉燃烧优化技术。通过调整燃烧器布局和燃烧参数，实现了煤燃烧的优化，降低了排烟温度和SO2排放。实际运行数据显示，该技术应用后，锅炉热效率提高了约6%，年节能率达到了8%。

4.3 节能技术应用效果评估

通过对两个案例的长期跟踪观测，可以发现燃煤锅炉热力系统改进与节能技术应用取得了显著的效果。不仅提高了锅炉的热效率，降低了能源消耗，还减少了环境污染。这些技术的应用为火电厂带来了良好的经济效益和环保效益，具有较高的推广价值。

结语

通过燃煤锅炉热力系统的改进与节能技术的应用，可以有效提高火电厂的能源利用效率和经济效益，同时减少环境污染。希望本文的研究成果能为火电厂燃煤锅炉热力系统的改进和节能工作提供参考和借鉴。

参考文献

[1]鲁旭东，陈学科.火力发电厂热力系统优化[J].内蒙古石油化工，2016，42（04）：55-56.

[2]丁大圣.火电厂节能减排的必要性与对策分析[J].煤炭技术，2013，32（08）：106-108.