火力发电厂锅炉运行控制的节能对策

发表时间:2020/8/13   来源:《中国电业》2020年3月第8期   作者:马洪志 王建
[导读] 在火电厂中,锅炉运行是主要的能耗过程之一,分析其存在的问题,提出针对性的解决措施,对提高能源利用效率及实现锅炉节能降耗具有重要作用。
        摘要:在火电厂中,锅炉运行是主要的能耗过程之一,分析其存在的问题,提出针对性的解决措施,对提高能源利用效率及实现锅炉节能降耗具有重要作用。本文分析了火力发电厂锅炉运行控制的节能对策。
        关键词:火力发电厂;锅炉;节能
        火力发电作为电力能源最重要的发电方式,直接关系到人们的日常生活。随着节能环保理念的深入,作为火电厂发电的主要设备,对锅炉运行的节能具有重要意义。
        一、火力发电厂锅炉概述
        1、概述。火力发电厂锅炉是运作火力发电的重要组成部分之一。因此,火力发电厂锅炉的运行决定了火力发电的效率,也关乎火力发电的质量和安全性。火力发电第一步需要火力发电厂锅炉的运作,因此,火力发电厂锅炉是火力发电的基础。火力发电锅炉的运作需加入煤炭来进行,用助燃油促使煤炭燃烧产生热能,进而提供发电的动力。同时火力发电厂锅炉提供动力给发电机与汽轮机。因此,对火力发电厂而言,火力发电厂锅炉对整个火力发电运作的过程有着重要的作用。
        2、运行原理。火电厂锅炉主要用于燃烧,吸收燃烧后产生的热量,然后对热炉中的水进行加热,以此形成动能。①煤炭燃烧,向炉膛中投加适量燃料,使其不断燃烧,使化学能转换成热能;②燃料燃烧时与氧气发生化学反应,生成高温烟气,此高温烟气中含有大量的热,于锅炉的内部运行,依次经过过热器与再热器等,开始热量传递,将热量传递至工作物质,最后基于相变作用形成可得到水蒸气的重要组分;③水蒸气在汽轮机中进行热能传递,水蒸气在汽轮机中可作为机械能,从而为其运转提供足够的能源。
        二、火力发电厂锅炉节能降耗的重要性
        火力发电厂在生产过程中,锅炉会燃烧大量的燃煤,主要是通过燃烧煤炭资源来发电。在此过程中,煤炭资源属于化石能源,是不可再生的,另外在发电的过程中会产生大量的氮氧化合物、二氧化硫、二氧化碳等有害介质。这些有害介质若未经处理直接排放到大气中,会产生严重的大气污染问题,造成空气质量大幅度下降。在火力发电时,若锅炉内部的燃料未得到充分燃烧会导致燃烧过程中,燃料的利用率大幅度下降,无法有效对燃料进行使用而出现资源浪费的问题。所以需重视加强火力发电厂的日常节能减排工作,注意通过合理的方式加强火力发电厂锅炉节能降耗工作,对资源浪费的问题进行有效控制,以保证燃煤的利用率,以便让火力发电厂锅炉燃煤的效率提升,在符合人们用电需求的条件下,加强节能减排的建设,从而更好的达到火力发电效果。
        三、火力发电锅炉的能源消耗问题
        1、锅炉运行问题。我国目前锅炉运行时存在的普遍问题就是运行负荷率低,与设计目标相距较大,锅炉在运行时不能达到较好的运行状态,导致效率低下,这不仅影响锅炉的使用年限,还会影响发电的总体效率。在锅炉运行时,锅炉的熄火次数较多,损伤发电设备。一些燃料商家为了利益在燃料中参入其他物质,导致燃料纯度减低,这不但会增多锅炉的熄火次数,影响设备的安全运行,还会增加锅炉运行的能源损耗,造成更大能源消耗问题。
        2、燃料问题。我国的电厂燃料大部分都是锅炉煤炭式的燃烧发电原理,也就是说选择何种煤炭与锅炉燃烧所产生的热量有直接关系,我国的火力发电厂所采购的煤炭都是原煤,而且火力发电厂的材料选购对原料也不是特别的重视,上述原因使煤炭的整体质量不是很高,在燃烧时出现程度不同的状况,很多时候实际产生的热能与预期相比会存在很大差距。

再加上煤炭的品质低,从而导致锅炉燃烧的状态未达到规定的标准,一旦煤炭的品质不达标,必然会有很多的未完全燃烧的煤炭被排出来,从而使锅炉的整体能源消耗过大。所以要对燃料进行标准化的管理,对燃料进行管理不但有效控制燃料的成本,还能达到节能降耗的目的。
        四、火力发电厂锅炉运行控制节能对策
        1、提高锅炉质量,注重锅炉漏风现象。火力发电厂实际运营中,出现一些难以避免或容易忽视的问题是在所难免的,但正因这种小问题最容易引发火力发电厂的锅炉不够环保高效的问题。锅炉漏风是煤炭飞出污染环境的重要原因之一,煤炭是形成空气污染二氧化碳的主要来源,煤炭在燃烧时整个煤块会分解成微小的粒子,若锅炉是密封的还能把这些微小的粒子全部包裹住,但一旦出现锅炉漏风就会引发空气污染的现象,煤粉粒子通过锅炉的小缺口溢出暴露在空气中与氧气结合,再随空气的流动漂浮于空中每一个角落,这种二氧化碳正是最不节能环保的重要来源。锅炉漏风还会导致锅炉温度降低,燃料燃烧需要花费更多的时间,甚至还要花费更多的煤炭燃料来产生热量。在这样的情况下,注重锅炉漏风现象就成为火力发电厂锅炉节能的重要保障。
        2、改进和优化锅炉设施,合理调整燃烧操作。要想有效地提高锅炉运行控制节能效果,就要改进和优化锅炉设施,调整好燃烧操作。一方面,火力发电厂需投入一定的成本,引进先进的配套设备,将重点工作放在高质量鼓风机和锅炉的引进上,从而促使优化后的锅炉设施达到能耗降低、节约资金、提升经济价值的目的,不断提升锅炉运行的效率。并且火力发电厂还要依靠科技的力量,创新改造锅炉设施设备,引进更加节能高效的设施设备。如将粉末吸收的通道安装在鼓风器上,让锅炉在燃烧鼓风的同时还能将多余飘散的粉末吸收掉,并在容器中进行整合,然后送入锅炉中当作燃料,从而增强环保低碳的效果,充分利用燃烧资源。另一方面,当燃烧煤质发生变化时,会导致炉内的能量冲刷炉壁,炉内的能量场发生变化。因此,在燃烧操作过程中,需采取行之有效的措施,控制炉内能量均衡、气场稳定。如当锅炉运行中煤质变化时,应确定适当的一次风及周界风的配比,维持炉内合理的温度场,组织良好的炉内燃烧工况;为了防止上部炉管的温度过高,调节一次风以控制火焰基础;在燃烧过程中,若汽压发生大幅度波动,应查明原因对症处理,立即解除燃烧自动改手动调节。
        3、合理规划锅炉燃烧,提高节能降耗效率。在火力发电过程中,锅炉燃烧是火力发电厂能源损耗的主要因素,因此,需合理规划锅炉燃烧方案,从而提高锅炉运行控制的节能损耗效率。在规划锅炉燃烧方案时,需结合以下方面:1)火力发电厂锅炉燃烧过程中需要大量的燃用油,其是燃烧煤炭的催化剂,但在实际的火力发电中,锅炉内部不是持续性的燃烧,其需要间隔一段时间停止工作然后去休息和加燃料。在这个过程中,锅炉内部温度会降低,重新使用时,会消耗大量的燃用油。因此为了提高火力发电厂锅炉运行控制的节能性,在升温加热锅炉和使用燃用油前,需提前做好锅炉燃烧计划。2)调整好煤炭燃料的使用量。由于火力发电厂的锅炉所需的能源较多,因此会使用大量的煤炭资源,在其生产区域会积累煤炭资源,这时就会出现新煤和旧煤情况。针对这种情况,火力发电厂往往会直接使用新煤,来提高供电质量。
        4、降低锅炉运行中的热损失。为有效降低锅炉运行过程中所产生的热量损失,首先要采取多种措施减少空气预热器的漏风量,进而为锅炉运行和煤炭燃烧提供更加充分的氧气,以此促进煤炭的充分燃烧。其次,降低制粉系统的能耗,控制系统中烟尘的排放,烟尘与燃烧率呈反比关系。再次,加强锅炉温度的控制,防止由于锅炉温度过高而散失大量热。燃煤过程中,注意在锅炉内定期放入吹灰器,确保锅炉受热面始终处于清洁状态,保障锅炉的传热效果。最后,于冷水管外设置保温材料,其能有效控制锅炉与周围空气的热交换。
参考文献:
[1]宋修科.火力发电厂锅炉运行控制的节能对策[J].智库时代,2019(38).
[2]任清洁.火力发电厂锅炉运行控制的节能对策解析[J].电子测试,2019(13).
[3]于洁.浅谈火力发电厂锅炉运行控制的节能对策[J].科学技术创新,2019(04).
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