胡为杰
四川广安发电有限责任公司 四川 广安 638000
摘要：随着我国经济和工业快速发展，对能源尤其是电能的需求与消耗呈现与日俱增的态势。虽然我国水能，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。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。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。
关键词：火电厂；锅炉运行；节能降耗；保温；措施
引言
锅炉是火力发电厂中的三大主机之一，锅炉运行效率直接影响到机组运行的经济性，对锅炉的运行采取科学有效的节能措施，可以直接提高火电机组的发电效率，并且还可以减少安全隐患，因此，对锅炉运行采取何种节能措施成为众多火电厂重点研究的对象。火电厂锅炉运行的节能措施主要是通过对锅炉以及相关的辅助设备设施进行改造，并对锅炉的燃烧调整采取一系列的优化措施，从而提高火电厂锅炉运行的效率和质量，减少能源的浪费问题，提高火电厂经济效益。
1火力发电锅炉运行基础原理
火力发电锅炉使用的燃料一般多为煤炭，利用燃料燃烧过程中产生的热量加热锅炉内的水，通过能量转换将热能以蒸汽形式带动汽轮机工作，进而完成发电基础工作。一般火力发电锅炉底部腾出两层结构，第一层放置煤炭燃料，第二层提供空气流通服务，在燃烧过程中煤炭顶部与底部由于受到空气流通的影响同时燃烧，10分钟左右就可以将温度提高上百度[1]。锅炉内部水会吸收加热热量，在炉内形成高温高压，最后通过连接炉外汽轮机工作组释放压力，带动发电机工作产生电量。其工作内容包含了以下三点环节：
（1）煤炭燃烧环节。煤炭燃烧环节是火力发电最开始的环节，只需要将适量燃料填入炉内，保障通风与燃烧正常就可以完成能量转换工作。在这个环节中，需要注意的是燃料能否充分燃烧，避免氧气提供量不足问题。
（2）通风管理环节。通风问题一直以来都是火力发电过程需要重点关注的内容，燃料燃烧过程中会产生高温气体，这些气体含有大量热量，若在通风过程中将这些热量释放到大自然中，会造成资源浪费问题，同时煤炭燃烧会产生煤渣粉尘，这些粉尘与高温气体混合在一起，需要经过热气过滤装置进行净化，方可进行排放。
（3）能量传递过程。煤炭发电工作过程是将煤炭中的化学能转变为热能，水吸收热能变成高温高压水蒸气，水蒸气带动汽轮机转动变为机械能，最终机械能经过转换变成电能[2]。这个过程中，每一个环节能量转化都会有所消耗，能量消耗的越小，最终发电量就会越多。为此，火力发电站管理人员在检查锅炉时，应及时进行维护。
2火电厂锅炉汽机本体与压力管道保温主体结构
火电厂锅炉汽机本体与压力管道的节能保温结构设计，分为保温层、保护层两部分，具体设计过程中，需要遵循《管道及设备保温》的相关标准，在管道使用前，需要做好管道水压试验，确保试验合格后，将锅炉汽机本体设备、管道表面的污垢清除，满足机械使用要求。在接缝处，要严格控制缝隙的出现，一旦出现裂缝，需要使用硅酸铝纤维进行填充。在安全阀安装后，要对压力管道的保温层进行加固，采用机械连接方式，解决缝隙缺陷。相关人员，要在锅炉排污管道阀门处预留180mm的不保温段，便于为后期的检修工作提供便利条件防止阀门漏气的现象出现。对于硬质保温层设计，需要设计好伸缩缝，并将各层的缝隙错开，间距控制在80mm左右，确保提升保温效果。
3火电厂锅炉节能环保技术措施
3.1加强锅炉设备改造
对于绝大多数的火力发电厂而言，其原有的锅炉设备都要进行定时的改造以及维护工作。
这样做的主要目的是能够进一步提升锅炉在运转过程当中对相关燃料的利用率，最终达到节能减排的目的。在锅炉设备的维修和保养过程中，通常情况下都会对部分零件采用小修或者替换的方式来进行改造工作。科学合理的维修保养能够进一步提升锅炉设备在实际应用过程当中的运行效率。锅炉设备中包含了许多相关组成设备，例如送风机、引风机等。在针对锅炉的送风机和引风机进行定期维修改造过程中，只有进一步减少送风机以及引风机的电能消耗量，同时逐步提升锅炉内部的气流通风情况，才能使得锅炉设备在应用过程当中更好地提升其实际的燃烧效率，从而大幅度减少资源浪费问题。
3.2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：（1）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；（2）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。
3.3加强锅炉汽轮机维修保养
火电厂应指派专门的工作人员，加强对锅炉汽轮机的维修保养，使汽轮机能够长期处于最佳的运行状态，既能提升设备运行效率，还能降低设备能耗，实现节能减排的目标。定期检修加热器，确保高加钢管等部件在密封性方面符合锅炉汽轮机的整体需求，保证换热和传热的高效进行；定期采用化学清洗和喷射清洗的方式对高加钢管进行清洗，防止水垢的形成，保证传热效率；定期开展凝结器的检修工作，确保凝结器的真空状态与最佳工况要求相符；同时，定期检测循环水的水质，并做好凝结器内部器件的清洁工作，避免凝结器内部管道积聚水垢，降低设备的换热效果，加大能源损耗。
3.4优化燃煤品质
首先，原煤是火力发电厂运行过程中的最初处理对象，锅炉运行优化需要对其使用的煤炭资源进行科学的选择，适当的煤粉细度和高热值煤能够促进燃料的充分燃烧，提高能源的使用效率。
其次，若无良好的能源品质保障，则要积极采取原煤掺烧方式，加强原煤品质监督，科学合理的进行燃料配比，不同的煤种配比下应进行燃烧试验，寻求最优的燃烧调整方式，提高锅炉运行的经济性。
再次，应进行煤粉细度和均匀性定期化验分析，通常通过飞灰可燃物、制粉系统阻力、锅炉的氧量、制粉单耗等指标，可判断出煤粉细度及均匀性是否合理，对提高燃烧效率有重要意义。
最后，对飞灰的含碳量进行调整和控制；煤炭燃料燃烧后会出现大量的碳元素，这些碳元素主要是在燃烧的过程中形成的，如果碳元素过多说明煤炭燃料没有在锅炉内部得到有效的燃烧，所以，工作人员需要对锅炉运行调整，对锅炉内部的燃烧器进行完善和优化，在保障锅炉内部煤炭完全燃烧后进行新煤添加，并对锅炉运行稳定性能进行控制和调整[3]。
3.5加强锅炉汽轮机智能控制系统研究
锅炉汽轮机系统是火力发电单元的重要组成部分，具有多输入/多输出、非线性和强耦合等特点。加强锅炉汽轮机智能控制系统的研究，对实现精确操作、降低人为误差及降低劳动强度等具有重要作用。因此，可针对锅炉汽轮机系统设计终端滑模控制器和鲁棒自适应控制器，将控制系统分解成两个小规模的子系统，然后分别对两个子系统进行控制器设计，保证系统发生故障时仍能使系统稳定运行。
4结束语
随着我国经济快速发展，在一定程度上提高了人们对电力能源的需求。对于火力发电厂而言，由于在进行电力能源转化的过程当中用到的煤炭能源是不可再生能源，因此，提高我国火力发电厂的锅炉运行效率对我国的能源利用率具有非常重要的作用。
参考文献
[1]赵磊.火力发电厂锅炉节能降耗技术的实际应用研究[J].百科论坛电子杂志， 2019(16).
[2]高玉峰.火力发电厂锅炉和汽轮机组协调控制策略研究[J].信息记录材料， 2019(08).
[3]赵家炜.火电厂锅炉汽机本体与压力管道的节能保温[J].清洗世界，2020(04).