火电厂锅炉运行过程中的节能措施探析

学术论文宫琛琛 刘俊明等 2018-12-03 11:00:38
    1.火电厂锅炉节能减排的意义
    之所要进行火电厂锅炉节能减排,主要是由于锅炉的工作原理决定的。支持锅炉运行的主要原料就是石油、煤炭等原料,通过这些原料带动火电厂发电。锅炉的作用是装入这些燃料燃烧,其中的水会变成水蒸气,提供热能,通过汽轮机将热能转化为机械能。机械能在汽轮机的持续运转中会转化为电能。这一系列的过程都会产生大量的能量消耗和污染物排放,如果不能有效解决,就会形成空气污染,对火电厂的发展十分不利。尽管如此,依然需要火电厂的运转,才能为人们的生活和生产提供便利。常见的火电厂燃料是煤炭,在燃烧过程中会产生大量废弃物,造成环境污染。因此,要借助节能减排技术减少污染的形成,降低能源消耗,提高火电厂的效益,真正改善环境。
    2.导致锅炉能效低的主要原因
    从目前国内火力发电厂的实际情况来分析,导致锅炉燃烧能效低下的主要原因有以下六个方面。第一,锅炉设备质量问题,不能满足最佳的参数配置,导致燃烧不充分,排放量高。并且没有严格落实《锅炉节能技术监督管理规程》的相关规定,及时对技术落后、能效低及排放不合格的锅炉设备进行淘汰和更新改造,长期落后运行;第二,锅炉受热面积不合理,热能转化率低;第三,锅炉设计的原料类型和实际煤种不匹配。加之煤炭采购质量控制不合理,煤炭热量燃烧值低于4000大卡的标准,导致燃烧热量不够;第四,低负荷运行也是造成能效低的原因之一;第五,科技含量低,自動化控制水平不够;第六,企业管理制度缺失,对节能减排工作布置落实不到位,领导层面重视程度不够,员工作业不规范等。
    3.火电厂锅炉运行过程中的节能措施分析
    3.1 安装余热回收装置
    要想做好火电厂的节能减排,关键控制点就是提高锅炉尾部的余热利用率,减少烟气余热排放,节能又环保。相关统计数据表明,烟气排放的热能占燃煤热量总值的6%到10%,占据热能损失的八成以上。研究表明,排烟温度上升10°,总热量损失就会多1%,简单来讲,就是1度电要多消耗大约2g的燃煤,导致产品成本单价上升。目前国内主要是通过安装烟气冷却器来形成余热回收装置。主要技术原理,是在空气预热器(或脱硫塔)与除尘器之间的尾部烟道加装烟气冷却器。可以把烟气的温度再降40~50℃,脱硫塔入口烟温可控制到90℃左右,达到脱硫的最佳效果。而回收的这部分烟气热量,能对凝结水再次加热,可以减小低压加热器或暖风机的抽气量,从而增加汽轮机的做功效率。在实际的工作中,要根据除尘器的实际情况和温度控制的具体要求,合理布置余热回收装置,以达到节能减排的最佳效果。
    3.2 积极应用先进技术
    (1)应用分层给煤燃烧技术。通过这一技术,主要是对锅炉燃煤的颗粒进行筛选与细分,如果从煤仓进入锅炉给煤机进煤口的燃煤颗粒大小不一,利用滚筒本身的转动,在表面的螺纹钢的拨动之下,燃煤颗粒就会直接进入到下部的筛网之中,受到机械以及离心力的作用,就会将最大的燃煤煤块送入最下层,直径中等的则处于煤块之上,而直径最小的则处于最上层,这样就可以实现分层的燃烧以及分层给煤,确保整体的充分燃烧。应用分层给煤燃烧技术之后,就能改善锅炉炉排的通风性能,最终将因为密实以及不透风所引起的材料损失的问题逐一改善,提高燃烧效率。同时,有助于提高大型火力发电厂锅炉对燃烧变化煤种的适应能力,增大燃烧动力,增强风煤混合能力,杜绝发生断火现象,不再被只燃用设计煤种才可确保锅炉效率最大的情况所局限,直接燃用有较低热值的劣质煤种也能提高燃烧效率,做到真正意义上的节能。
    (2)应用循环流化床锅炉技术。循环流化床锅炉技术能促使大型火力发电厂锅炉在流化状态下进行燃料的燃烧,确保连续燃烧能力以及炉膛温度。由于重力以及配风作用,就能进行粒子的悬浮燃烧,如果燃煤颗粒较粗,可以直接在下部进行燃烧,如果燃煤颗粒较细,则选择在上部燃烧。之后,通过旋风分离器来搜集烟气之中的粗粒子,之后使用返料器,直接将其送入到燃烧室之中进行循环的燃烧,这样就能达到充分燃烧的目的,提升能源的利用率。在多种煤种中都可以使用循环流化床,并且燃烧效率较高,可以减少固体颗粒物的量,并且环保优势以及节能降耗非常明显,是一种可以加强推广,广泛应用的燃烧技术。在循环流化床锅炉技术应用之后,让原本热值较低的劣质煤在锅炉之中的使用成为了可能,并且也可以实现煤炭资源的高效综合利用。
    (3)应用煤粉锅炉燃烧技术。最近几年,煤粉锅炉燃烧技术作为一种新型锅炉燃煤技术得到较快的发展,它的热效率较高,有显著的节能效果,且环境友好,其总体排放同燃气锅炉基本相等,并且运行的成本也非常低。通过煤粉锅炉燃烧技术的使用,就可以找到能够进行传统锅炉更新换代的可行方案。
    3.3 把进入锅炉的风量控制在合理范围内
    把进入锅炉的风量控制在合理的范围内,对于锅炉的运行以及燃烧起着至关重要的作用,风量不合理会对锅炉内部的燃烧造成负面的影响。所以需要合理的控制进入锅炉设备的风量,大多数情况下,火电厂的锅炉设备相关管理人员都是通过观察含氧量表盘来对风量进行控制和操作的,含氧量表盘数值提升,说明锅炉设备的进风量增加,含氧量表盘数值降低,说明锅炉设备的进风量减少,如果含氧量过大,就会使得锅炉设备内部温度降低,从而使得锅炉炉膛出口的排烟量增加以及温度升高。如果含氧量过小,会使得燃料和煤粉的接触不够,出现过多的煤粉残渣以及飞灰。在相关管理人员通过观察含氧量仪表对入风量进行控制的时候,一定要保证含氧量仪表的准确,要定期对含氧量仪表进行维护和检查,建议通过专业的相关机构来对含氧量仪表进行检查,防止含氧量仪表误差的出现,保证锅炉内部的入风量能够保持稳定。
    4 结束语
    综上所述,火电厂锅炉的节能减排技术需要高度重视,这样才能改善环境和人们的生活质量。如今,节能减排已经成为国家的重点号召,各大火电厂需要提升环境保护意识,以主人翁的姿态进行节能减排技术的应用,有效降低能源消耗,促进火电厂的可持续发展,提高火电厂的经济效益与社会效益。
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