摘 要:我国现代化电厂电力能源的开发中,锅炉设备的使用效率在一定程度上决定着电厂的经济效益。锅炉作为电厂生产的重要工具,其节能在一定程度上关系着电厂的工作效益。相关人员要不断提高自身技能,围绕节能对锅炉进行改造,提升锅炉运行的稳定性和安全性。在越来越强调高效节能的今天,对锅炉进行节能改造有利于大大提高煤炭利用率,为电厂节约生产成本。本文重点针对电厂锅炉节能改造的要点进行了分析,旨在为电厂锅炉改造带来一定的参考。
关键词:电厂锅炉检;节能改造;策略
锅炉是一种由锅炉本体以及其它辅助设备组成,它主要是利用燃料在燃烧过程中产生的热量将水转化为有温度、有压力的一种过热蒸汽,再利用这股蒸汽来拖动汽轮发电机进行发电。随着我国社会经济的不断发展,电力能源在国民经济中的特殊位置毋庸置疑,借助锅炉和燃煤进行电力生产仍然是我国电力产出的重要方式,因此做好锅炉检修以及节能改造工作,对促进国民经济稳定发展具有建设性意义。
1 电厂的常见主要设备介绍
在电厂的常见设备中主要有三种:蒸汽、燃烧和发电系统。其中,蒸汽系统又由锅炉、蒸汽轮机、冷凝泵、高压和低压加热器以及给水泵组成。锅炉的作用主要是完成对除盐水进行加热成为蒸汽,然后进入汽轮机内拖动发电机的发电系统,为整个汽轮机发电提供动力。对于整个电厂发电设备的发电体系,锅炉是连接燃烧系统和发电系统中的关键环节,同时也是电厂汽轮机的直接动力源,对其节能改造的重要性可见一斑。
2国内电厂发展现状分析
2.1 技术水平落后
对于我国大多数发电厂而言,最大的问题是没有先进的科学技术水平做支撑,进一步造成无法控制能源消耗的局面,最终导致资源浪费特别严重。即使是国内很多新建火电厂也是使用三种电机,即双速电机、汽动给水泵和液力涡合器,这种电机在运行时需要对流量变化进行监测和调节,因此大部分火电厂都会通过阀门式挡板和驱动定速的方式进行调节,然而这种做法存在一个缺点,就是倘若流量很小设备无法减少其运行功率,而是根据原先的额定功率运行,这就可能造成机电低负荷运作时造成不必要的浪费,其原理是风门在进行调节时产生变化浪费,这种浪费来源于引风机的消耗功率。
2.2 实际的运行效率低下
倘若机组在工作时有负荷,此时会导致水泵和风机偏离高效点及最优运行区间工作。更重要的是国内的大中型水泵以及风机大多是定型产品,且多数是套用而来,其型谱间距非常大且设置分档,这与设备本身运行情况相悖甚远,直接造成了运行效率低下,消耗能源非常大。除此之外,在选型的设计方面考虑到安全性能,一般会采取加大保险系数的方法,这就会造成裕量偏大的情况,也就直接导致工况超出最优范围,一方面造成资源浪费,另一方面对设备运作效率带来消极影响。
2.3 不能完全做到节能减排
电厂在实际运作过程中所消耗的能源相对较高,因此必做到节能减排,进而完成节能减排的质量,但是就目前国内电厂而言难度较大,主要原因有很多:(1)大部分上层领导没有接受过专业的管理理论教育,欠缺科学合理的思维方式,也没有独特的管理技巧和手段,掌控力不够,所以不能合理有序地安排工作,也不能充分调动员工积极性;(2)电厂在计划经济体制改革之前制定相应的管理模式,但是大部分电厂没有跟上时代脚步仍然使用传统的管理模式,其制定的节能环保指标仍然沿用旧的指标,跟不上经济发展的趋势。
3电厂锅炉运行过程中存在的问题
3.1燃煤质量问题
目前的火力发电厂中燃煤发电的占比较大,但是目前我国的煤炭质量不太稳定,如果原煤没有经过加工处理,其品级和颗粒度大小差别较大,同时加入到锅炉中进行燃烧会对燃料的燃烧方式和锅炉的燃烧效率产生较大的影响,导致锅炉燃烧过程的不稳定,燃烧工况无法达到预期标准,所以锅炉的输出功率和热效率较低,还会增加对环境的污染。
3.2技术水平问题
目前在火电厂中已经普及热工自动化系统,此系统是利用先进的计算机技术和传感器技术等对整个发电系统包括锅炉燃烧系统进行监测和优化控制,既节省大量的人力物力,也能提高系统的运行效率,但是目前熟练掌握此系统操作和维护的技术人员较少,且目前在岗的管理人员的专业水平普遍较低,使得此系统无法发挥出其应有的作用。
3.3水冷壁高温腐蚀问题
锅炉的侧墙主燃烧器区以及炉膛前后墙水冷壁经过长时间运行容易发生高温腐蚀问题,其原因一是由于燃烧器中的煤粉浓度分布不均,导致过热器出口蒸汽温度及管壁温度的差异较大,火焰中心会偏向一侧墙造成对其的冲刷加剧,而且煤粉不完全燃烧还会产生还原性气体和大的煤粉颗粒对水冷壁的氧化层起到破坏作用;二是由于分级燃烧和配风而导致的燃烧器区形成缺氧区,产生的还原气体加剧了水冷壁的高温腐蚀;三是煤炭质量问题,其中高硫煤燃烧产生的硫化物会对水冷壁的氧化膜产生破坏,而且燃煤时会产生大量的飞灰,容易在受热面结渣而加速对水冷壁的腐蚀,而挥发成分高的煤种在燃烧时会形成火焰贴壁燃烧,容易在燃烧器喷嘴结焦,而且在正常运行中采取的降低动态分离器转速和增大煤粉颗粒的措施都会加速对管壁的磨损;四是锅炉的频繁启停和变负荷运行会导致水冷壁热胀冷缩对管壁的氧化膜造成破坏,且炉膛内长期处于负压波动较大等不稳定的燃烧状态中也会增加管壁氧化膜的脱落。
4燃煤锅炉节能环保改造策略
4.1 利用变频调速技术提高锅炉节能降耗水平
电厂锅炉整体运行过程中需要较多辅机来配合主系统的运行工作,可以说,辅机系统是保证锅炉机组能够正常稳定运行的重要组成部分,其在电厂运行系统中的组成十分复杂与庞大,是电厂锅炉运行系统中能耗较多的系统组成,一般情况下,辅机系统运行主要依靠人工进行调整运行。人工调整的工作效率就比较低,而辅机系统使用的风机以及水泵等都是定速运行,这种运行方式会大大增加电厂锅炉各个机组的负荷。虽然在风机出入口安装挡板或者对水泵出口阀门方式进行调整都能够降低机组的运行负荷,以满足机组负荷增加带来的新要求,但是这种情况下会增加风机与水泵的工作负担,降低风机与水泵的运行效率,不仅会使电厂锅炉运行的能源消耗增加,严重时可能会产生副作用导致电厂锅炉不能正常运行。而将变频调速技术应用在电厂锅炉运行过程中可以对辅机系统进行合理调整,确保其运行负荷能够满足电厂运行要求。需要注意的是,在变频调速技术应用过程中,需要根据辅机系统的实际运行情况对变频调速装置进行安装设置,确保变频调速装置能够正常稳定运行,提高电厂锅炉运行效率,降低锅炉运行的能源消耗率。
4.2 锅炉本体改造
在锅炉内部添加余热回收装置,分离式烟气余热回收装置一般可分为直接接触换热器和间接换热器。直接接触换热器采用水喷淋的方式与烟气直接接触进行热质交换。此方式热能回收率高,同时吸收了大量烟气中的有害物质,但是此方式回收的水质为酸性,使用受到限制,电厂锅炉房一般不采用此种方式。间接换热器又称为烟气冷凝热能回收装置。因电厂锅炉的烟气中水蒸气含量多,烟气中的水蒸气在冷凝过程中放出大量汽化潜热,使得电厂锅炉所采用的冷凝式余热回收器效果比传统的燃煤锅炉所采用省煤器效率要高,在常規锅炉烟道上加装烟气余热回收换热器,可提高锅炉的热效率,减少能源的浪费,同时也可降低用户的运行成本。
5 结语
综上所述,在我国现代化电厂电力能源开发的过程中,锅炉设备的使用效率在一定程度上决定着电厂的经济效益。对锅炉设备进行有效的节能改造又在很大程度上决定着锅炉的使用情况,因此相关工作人员在日常工作中应当加强对锅炉的节能改造,确保这种古老的电力能源开发工具在经济发展日新月异的今天继续发挥它的作用。
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