节能降耗技术在电厂锅炉运行中的应用研究

发表时间:2021/6/25   来源:《中国电业》2021年3月第7期   作者:刘东奇
[导读] 现代化工业行业的发展非常迅速,在极大程度上为我国工业生产能源转化工作开展起到了促进作用
        刘东奇
        内蒙古创源金属有限公司 内蒙古通辽市 029200
        摘要:现代化工业行业的发展非常迅速,在极大程度上为我国工业生产能源转化工作开展起到了促进作用,同时,工业锅炉的运用,也是国民日常经济生活期间不可或缺的一项热能动力设备。由此可见,工业锅炉不仅在使用范围上十分广泛,同时在使用的需求量方面也极高,在具体的行业生产中,工业锅炉主要被应用在化工行业、冶金行业、供暖行业以及机械行业等。但是,在我国的能源消耗中,工业锅炉的消耗占比已经超出30%,鉴于此,针对新型燃料及节能设备在锅炉环保中的研究与利用这一内容进行综合分析具有重要现实意义。
        关键词:节能降耗技术;电厂锅炉;运行应用
        引言
        近年来,我国开始加强对生态环境保护的重视。近些年随着人们对电力需求量的不断增加,出现了不少数量的电厂锅炉企业,这些电厂锅炉在运作的过程中会排放出许多有害气体,加重生态环境的污染和破坏。同时也会对周围居民的生活造成影响,因此,许多工业企业为了降低污染,逐渐开始引进一些有效的脱硫脱硝以及烟气除尘技术。首先概述我国电厂锅炉脱硫脱硝以及烟气除尘技术的现状;其次,简述了脱硫脱硝以及烟气除尘技术的特点;最后,对目前使用的一些脱硫脱硝以及烟气除尘技术进行具体分析。
        1火电厂锅炉运行存在问题分析
        1.1排烟温度高
        锅炉中燃料燃烧效率与排放烟气温度有着反比关系,当排放烟气温度高会使得锅炉尾部无法均匀受热。同时,如果锅炉受热面存在着焦碳,燃料没有完全燃烧,则会使炉膛燃烧产生的烟气过多。随着锅炉节能设计理念的进步,技术人员对排施烟气温度进行了深入研究,对导致排放烟气温度的原因进行分析,将火力发电锅炉内部结构进行了优化与改进,提高炉膛内燃料的充分率,避免过多的残渣依附在锅炉表面,保证燃烧过程中的稳定性,可以进一步降低排施烟气温度,将更多的热能转变为电能,可以提高锅炉的整体燃烧效率。
        1.2热能损耗大、飞灰碳含量高
        很多火力发电所采用的锅炉存在着热能损耗大的问题,这主要由于锅炉结构设计不合理,没有对燃烧状态进行合理控制,燃料转变热量的效率不高而导致的,存在较为严重的能源浪费现象。煤炭研磨成灰粉后进行燃烧会存在着不同程度飞灰,如果灰分情况比较严重,会使得煤粉无法完全燃烧,会使得锅炉运行效率变低,热能转化率降低。如果没有对飞灰现象进行重视,而继续加入煤粉来补充,会使得锅炉燃料形成的飞灰量不断变多。
        1.3炉膛温度过高
        随着消耗煤炭数量的不断变多,炉膛内部热负荷会相应的增加,炉膛内部温度与出口部位烟气温度也会相应提升,过热器、蒸汽盘管和管壁等部位的温度也会变大,如果没有进行合理控制会损坏锅炉内部器件。需要对炉膛内的温度进行实时监控,根据生产需要对温度进行调整,不可以长时期存在过热现象,防止由于炉膛热容积变大,导致炉膛中产生较多的结渣。
        1.4锅炉生产单位对锅炉节能和环保工作重视程度不够。
        由于行业不景气,近两年锅炉制造单位经济效益普遍不好,加上制造单位对锅炉节能和环保工作的重视程度不够,导致一些需要测试的锅炉,未按规定开展能效和环保测试,更有甚者,伪造虚假的锅炉测试报告。


        2电厂锅炉运行中节能降耗的应用
        2.1半干法烟气脱硫脱硝技术
        半干法烟气脱硫脱硝技术是目前电厂锅炉烟气脱硫脱硝一体化技术中的重要组成部分,该技术在烟气中氮氧化物进行脱除时,对烟气温度要求不高,解决了部分电厂锅炉改造空间有限,没有合适的高温脱硝温度窗口的难题,可在150 ℃以下利用外加臭氧、双氧水、次氯酸钠等高效氧化剂将低价氮氧化物氧化成高价氮氧化物,在尾部吸收塔中与烟气中的二氧化硫一起通过碱性粉粒状或吸收剂加湿循环流化的形式吸收。同时,该技术的应用不会产生脱硫废液、尾部拖尾白烟等多余物质,能够有效避免二次污染,也节省了烟囱防腐、尾部烟气脱水消白的高额成本。半干法烟气脱硫脱硝技术的主要方式为两种,一是FCD循环流化法,通过使用碱性吸收剂循环流化来完成高价氮氧化物和二氧化硫的吸收;二是NID烟道喷射法,这种方法是将过量微细碱性粉末喷入烟道对高价氮氧化物和二氧化硫进行一次吸收。
        2.2湿法烟气脱硫脱硝技术
        该技术采用碱性物质的液体溶液,通过碱性物质与二氧化硫和一氧化硫等进行化学反应,这样可以达到脱硫的目的,该技术在方案的应用中具有一定的优势。该技术采用吸附剂作为关键部分,在锅炉运行的不同阶段,可以采用吸附剂媒介对废气中的二氧化硫和一氧化硫等物质进行吸附,然后吸附剂中的碱性溶液和含硫气体进行幻雪反应,清除了废气中的含硫量,达到了锅炉废气脱硫脱硝的目的。该技术采用的碱性物质主要是废电石渣等碱性物质,通过碱性硫酸镁对废气中硫进行化学中和反应,把废气中的硫进行化学消除。
        2.3燃油气锅技术与产品开发
        在进行燃油气锅技术及产品开发时,可以从两个方面展开:(1)整体冷凝式燃油气锅炉技术及产品的开发。此项技术的应用,最初起源于欧洲,技术应用期间,主要利用水蒸气凝结潜热实现能源转换,同时对于排烟温度具有一定的降低效果,优化锅炉的热效率,进行该项热效率的计算时,主要按照燃料的低位法热量进行计算。同时,该项技术研发后,能够进一步针对锅炉散发烟气中的有害气体散发量加以降低,从而实现节能目标之时同步达成环保目标[5]。(2)低燃烧器技术的研究与开发。在该项技术的研发期间,主要就组织力量加以运用,开发出新型的油气燃烧器这一关键技术以及相关产品,此项技术在后续的应用中可以形成产业化的应用规模,使用范围主要集中在国内中小型燃气锅炉运行过程中。
        2.4燃生物质工业锅炉技术研究于产品开发工作
        在进行燃生物质工业锅炉技术研究与产品开发时,主要包括以下内容:(1)针对中小型容量的燃生物质锅炉加以研究和开发。通常情况下,生物质燃料会存在一定的碳含量,但是该种燃料的碳含量较低,且整体燃烧时间很短,不具备耐烧性。期间,由于水分含量较高,所以锅炉之内的温度相对较低,想要确保燃烧的稳定性相对比较难。在进行农作物的燃烧时,由于该类物质中含有大量的碱性物质,很容易在锅炉之内形成对换热面情况,导致炉内出现严重的腐蚀问题,在这一基础上,进行生物质燃烧技术的开发时,应该将研发的重点集中在对于生物质燃料性质的分析层面。(2)物料处理技术的研究以及开发工作探究,研发期间,会重点针对生物质的原料来源地进行更具分散性的分析,同时还需做好相应的收集、运输、保存工作的开展质量,并做好生物质燃料的输送、给料以及运行控制等工作的系统关键技术的研发工作,确保研发出的技术应用后,能够进一步提升生物质资源的利用总成本得以降低,并最大程度降低锅炉燃烧对于环境的不良污染影响。
        结语
        在我国的工业生产和国民日常生活中,尤其是北方居民的冬季生活中,对于工业锅炉的使用依赖性更强。由此可见,无论是在社会发展中,还是在民生建设中,对于锅炉的需求性均十分高,此时针对锅炉能源消耗进行更深入性的节能管理和技术研发十分关键,不仅能够促进经济的进一步发展,且对其所导致的环境破坏问题解决也能够起到显著的促进作用。
        参考文献
        [1] 张思才,刘永强,高海岗.可替代燃料在新型干法水泥熟料生产中的研究与应用[J].河南建材,2018(1):60-61.
        [2] 米毅.燃煤锅炉的节能环保改造与技术管理研究[J].华东科技(综合),2019(12):1.
        [3] 赵航.浅析中小燃煤工业锅炉节能减排途径及情景[J].中国设备工程,2018,407(21):76-77.
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