崔明
哈尔滨电气集团 哈电发电设备国家工程研究中心有限公司 黑龙江哈尔滨 150086
摘要：能源对于一个国家的发展有着至关重要的作用，尤其是进入到了新世纪的发展潮流中，各项先进的技术都需要大量的能源来支撑，随着人们的生活水平的不断提高，民用的能源补给也受到了极大的问题。我国土地面积辽阔，人口数量众多，所以在这过程中所需要的能源也是极大的，而我国的火电发电厂在我国的能源供给中还是占有着较大的比重，但是使用火力发电厂对于我国的环境有着较大的污染，所以要在发掘能源的过程中要实现火力发电厂的节能管理，能够在能源的生产过程中保持能源的可持续的发展，本文就火力发电厂的节能管理的问题进行实际的应用分析。
关键词：节能管理；锅炉；设计
引言
随着我国经济和工业快速发展，以及社会化进程加速，对能源尤其是电能的需求与消耗呈现与日俱增的态势。虽然我国三峡大坝等水利设施投入使用，风能、太阳能等清洁能源处在高速发展阶段，但使用煤炭等化石能源的热电厂生产电能仍然是我国电能占比最多的发电方式，比例已经超过60%，发电量甚至超过70%，这与我国工业化起步晚等历史原因存在着较大关系。火力发电是以煤炭为主，在煤炭燃烧过程中存在燃烧率低、能耗高等诸多问题，尤其是产生的废气、废渣对环境污染造成的损失更是不可估量。所以，如何最大程度降低火电厂能耗和污染问题一直都是急需解决的重大难题。本文对火电厂锅炉汽轮机系统的运行过程中存在的节能和环保问题进行了分析，并针对锅炉汽轮机在节能环保方面提出了解决对策。
1锅炉节能环保原理分析
工业燃煤锅炉节能和稳定运行与锅炉设计、燃烧控制之间的联系十分密切，锅炉热效率是锅炉设计、运行的关键技术指标之一，相关部门需要注重锅炉热效率的提升，保证锅炉节能环保改造工作的持续性、高效性。在新时期的发展中，锅炉热效率极易受各项因素的影响，如排放热损失、燃料未充分燃烧、热损失等，锅炉热效率会被水、蒸汽、导热油吸收的热量、燃料进行充分燃烧，进而产生热量比值，一般大型燃煤锅炉热效率在60%到80%范围内。在我国工业化建设进程持续加快的过程中，燃煤锅炉在生产中的重要性不断突显出来，在燃煤量持续增加的情况下，烟气污染问题日益严重，引发大气污染、雾霾等问题。另外，由于燃煤锅炉烟气燃烧不充分、硫元素等污染物含量比较高，已成为大气环境中的重要污染源，在烟气治理后，技术人员需要实行有针对性的治理方式，从根本上解决烟气污染问题。
2节能型锅炉房的电气自动化设计
2.1引进多元化节能净化技术
在锅炉汽轮机的设计制造过程中，通过引入节能和环保多元化技术，优化汽轮机的整体运行工况，从源头上实现节能环保：一是将多齿蜂窝状汽封技术引入到锅炉汽轮机中，可以增强机器的流通性能，通过降低运行阻力达到提升设备运行效率的目的；二是将干冰清洗技术及工业锅炉水处理技术引入到锅炉汽轮机中，干冰清洗技术可以利用干冰的低温收缩功能清洗汽轮机中的油垢和煤垢，工业锅炉水处理技术可以利用低温废热产生的能量带动设备的运行，减少电能损耗。
2.2合理配风
首先，保证锅炉风室的密闭性，避免出现炉膛漏风问题，将空气、可燃气体融合起来，这样才能够保证锅炉燃烧过程中不出现风量不足的现象，确保燃料的充足燃烧。其次，合理调整引风机、鼓风机的风量，保证这些设备的稳定运行。最后，认真观察火焰情况，有效判断锅炉配风情况，在火焰发红、发暗的情况下说明风量偏低，这时应增加锅炉风量；在火焰发亮的情况下说明风量偏高，这时应降低风量；在火焰发黄的情况下，说明配风量合适。
2.3脱硝系统以及参数
在SNCR联合SCR的脱硝工艺中，多种因素都会影响SNCR，诸如炉膛烟气的温度和停留时间；化学当量比等，除此之外，还有炉膛烟气中还原剂的混合情况以及蒸发热解。NH3溶液是应用最多的脱硝还原剂，经雾化，在炉内加入还原剂，雾化液滴经过蒸发后会形成NH3，并进行还原反应。循环流化床的旋风分离器入口的烟气温度在880℃左右，SNCR窗口的温度设置范围以800℃~1050℃为宜，每个旋风分离器入口的烟道侧壁上均放置了双相流雾化喷枪，共四支。一来可以降低SNCR反应的摩尔比；二来也能使SNCR的脱硝效率达到最大化。将空气预热器、省煤器安装在锅炉尾部的烟道部位，并留出放置SCR反应器的空间。设置方案为“1＋1”催化剂方案，单催化剂需要2.8米的安装空间，使用中高温催化剂作为脱硝催化剂，优点是抗硫性良好、结构强度高、SO2转化率以及NH3的逃逸率较低、比表面积大、使用寿命长、反应温度窗口宽、脱硝效率高等。为了提高催化剂小孔通道冲刷炮灰的能力，可将反应器空塔的烟气流速控制在3.5m/s以内，同时还能避免催化剂层损失大量压力，SCR反应中所用到的NH3，实际上就是前文中提到的旋风分离器出口的逃逸NH3，只是还未反应完成而已。逃逸NH3均匀的分布于锅炉尾部的烟道中，满足了浓度偏差为5%的要求，同时也符合超低排放入口还原剂和NOx质量浓度分布入口的条件，催化剂模块采用“3×4”的布置方式，将声波吹灰器作为催化剂积灰，将医用压缩空气作为气源。
2.4加强锅炉汽轮机设备改造与更新
加强锅炉汽轮机设备的升级与改造，是解决火电厂节能环保的根本措施，主要包括：一是对高压缸或低压缸的结构进行改造，降低高压缸的运行阻力，达到提高运行效率、降低能耗的目的。整体固定动叶型汽轮机上的动叶片，可以增强动力强度，加大隔板气轴间的缝隙；对静叶型汽轮机，可以去除静叶片中的加强筋以降低机器的运行阻力，大大降低锅炉汽轮机的整体能耗。二是在锅炉结构中保温岩棉的应用，采用保温效果更好的材料，不仅能增强锅炉的整体保温效果，也能减少热量的损失。三是对锅炉进风和出风的方式和参数进行优化，采取最佳方式保障锅炉内燃料的充分完全燃烧，不仅能最大程度地利用燃料，还能降低粉尘和有害气体的产生。四是在锅炉的设计和制造过程中充分应用变频技术，合理有效控制锅炉运行中的煤炭和风量的最佳比例，使燃料能够在最低能耗情况下达到最佳燃烧效果。五是合理控制加热器的温度端差，在加热器的设计过程中安装温度传感器和温度调控装置，将加热器端差控制在最低值，最大程度降低能耗。
2.5给煤装置改造
燃煤锅炉的主要燃料是原煤，锅炉类型普遍是链条炉排锅炉，传统集美装置向炉膛给煤过程中，原煤的块、末煤会混合堆叠到炉排中，无法保障锅炉进风的有效性，在锅炉炉膛内部氧气供应不充足的情况下，原煤很难进行充分燃烧。为了进一步优化给煤形式，设计人员需要针对斗式给煤装置进行改造，实行分层给煤装置，保障中块、末煤在炉排中的均匀性、分散性，提升炉膛的整体进风量，为原煤燃烧提供足够的氧气、燃料空间，减少碳含量，提高节能的整体效果，降低污染物的排放量。
结语
在进入新的发展时期中，我国的火力发电厂的科技也要跟紧时代的步伐，提高火电发电厂的节能管理技术，为我国的能源可持续性发展提供帮助，根据火力发电厂的实际问题，提出合理的可实行的处理方案，在以后的发展中能够逐渐摆脱掉对于煤炭等污染性的原料进行火力发电。使我国的能源配置结构能够得到合理的优化，减少我国的二氧化碳，二氧化硫等有害的空气排放，能够采用先进的能源处理技术使得我国的火力发电厂实现节能管理。
参考文献
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