火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能對策與措施
目前，火力發(fā)電是我國發(fā)電廠的主導(dǎo)方式，該方式在發(fā)電的同時(shí)也帶來了資源消耗量大等環(huán)境污染等問題，為滿足日益增長的能源需求并有效配合環(huán)保工作，節(jié)能降耗對實(shí)現(xiàn)我國“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)具有的重大意義。本文將通過對火力發(fā)電廠鍋爐方面的調(diào)整改造方面的問題進(jìn)行探究，并提出相應(yīng)的節(jié)能降耗對策和措施。
引言
我國的電能設(shè)備處于相對落后的狀態(tài)，供電能耗比發(fā)達(dá)國家高出近2.21%，近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，電能消耗將有大幅度提高，為滿足日益增長的能源需求，符合我國“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)的相關(guān)要求(我國單位GDP能源消耗較“十一五”期末要降低16%)，如何采取有效的節(jié)能降耗措施，從而提高火力發(fā)電的總水平、減少能源消耗，對提高火電廠經(jīng)濟(jì)效益與實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有重要意義。由于鍋爐是整個(gè)火力發(fā)電廠的重要組成部分，對該方面節(jié)能對策與措施的探究刻不容緩。本人本著節(jié)能降耗和國家對能源的可持續(xù)發(fā)展政策，結(jié)當(dāng)前國內(nèi)火力發(fā)電廠現(xiàn)狀針對火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能對策與措施進(jìn)行簡單闡述。
1 火力發(fā)電現(xiàn)狀
我國的電能設(shè)備處于相對落后的狀態(tài)，供電能耗同比發(fā)達(dá)國家高出很多。目前，我國的火力發(fā)電廠機(jī)組約占全國總裝機(jī)容量的74.5%。而火力機(jī)組的70%以上是燃煤機(jī)組，這與我國多煤、貧油、少氣的能源結(jié)構(gòu)是緊密相關(guān)的，僅2011年在火力發(fā)電廠燃燒的一次性能源中，其中90%是煤炭資源。全國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截止2011年底全國電力總裝機(jī)達(dá)到10.5億千瓦。其中，火力發(fā)電達(dá)7.6億千瓦，占裝機(jī)總量72.4%;水電裝機(jī)2.3億千瓦，核電裝機(jī)1191萬千瓦，風(fēng)電裝機(jī)4700萬千瓦，非化石能源發(fā)電裝機(jī)占比為27.5%。根據(jù)上述數(shù)據(jù)我們可以清楚的看到，火力發(fā)電節(jié)能工作對我國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。雖然隨著國家對機(jī)組的環(huán)保審批日益嚴(yán)格，但小機(jī)組、高耗能的落后機(jī)組在我國仍然占有相當(dāng)大的比重，因此研究制定一系列鍋爐節(jié)能的對策與措施是勢在必行的，能耗的下降不僅僅體現(xiàn)在企業(yè)的效益上，同時(shí)也是一件利國利民的大事。
2 火力發(fā)電廠鍋爐的耗能問題
1)部分火力發(fā)電廠目光短淺，選用鍋爐設(shè)備時(shí)使用質(zhì)量較次的設(shè)備，以降低采購造價(jià)，但是后期的高可靠運(yùn)行、低故障率和備品備件使用量都會產(chǎn)生很低回報(bào)率，同時(shí)還有可能造成大量的能源浪費(fèi)，無法達(dá)到節(jié)能降耗的目的，嚴(yán)重的情況還會威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。
2)鍋爐熄火次數(shù)較多，損耗鍋爐相關(guān)設(shè)備。部分煤炭供應(yīng)的不法分子在電廠燃煤中摻假及部分電廠為了發(fā)電量有違反運(yùn)行規(guī)程行為，造成燃煤質(zhì)量進(jìn)一步下降，鍋爐熄火次數(shù)與日俱增，很有可能會造成鍋爐及其他設(shè)備的損耗量持續(xù)加大，進(jìn)而造成后期更為嚴(yán)重的能源消耗問題。
3)鍋爐燃油消耗大。在機(jī)組設(shè)備運(yùn)行過程中，很多沒有引用等離子點(diǎn)火的電廠在啟、停爐過程中都需要大量的燃油。如：鍋爐到了沖轉(zhuǎn)參數(shù)而汽機(jī)不具備沖轉(zhuǎn)條件，或汽機(jī)定速了，電氣還未做好并網(wǎng)的準(zhǔn)備工作等協(xié)調(diào)不順時(shí)，都會造成燃油浪費(fèi)，以一臺200MW供熱機(jī)組為例，每一次啟動機(jī)組所需的耗油量都在17t左右，折合人民幣達(dá)十萬余元。
4)鍋爐設(shè)備老化，降低機(jī)組經(jīng)濟(jì)型，造成不必要的能耗消耗。鍋爐在長時(shí)間使用后，會逐漸出現(xiàn)一系列的磨損、老化問題，從而造成工作時(shí)間長、部分能源的浪費(fèi)等問題，這部分的影響是不可避免的，但如果在運(yùn)行和檢修工藝中嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程規(guī)定能夠在很大程度上降低其對設(shè)備的影響。
5)鍋爐的長期使用，導(dǎo)致爐內(nèi)所燃燒的燃料中含有越來越多的爐渣，含量不斷變化，水冷壁、過熱器后屏、再熱器后屏及后端表面上的爐渣含量加大，導(dǎo)致SO3的生成量增加，造成受熱面換熱效率降低，從而導(dǎo)致能源浪費(fèi)，更是對環(huán)境造成很大的污染和影響。
6)燃料管理不僅能控制燃料成本，也是節(jié)能降耗的重要組成部分。但是，部分火力發(fā)電廠除了存在鍋爐方面的問題外，燃料的管理方面也存在一定的問題。燃料的采購、檢斤、檢質(zhì)等各個(gè)環(huán)節(jié)都對節(jié)能工作有著很大的影響，因此，做好燃料管理工作顯得十分必要。
3 火力發(fā)電廠鍋爐的節(jié)能對策與措施
1)保證鍋爐設(shè)備的選型工作，明確短期投資和長期經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系。前期投資工作中，在選擇鍋爐設(shè)備時(shí)要盡可能選用可信度高、質(zhì)量高、維護(hù)量小的設(shè)備，綜合整體因素、合理選用進(jìn)口或合資產(chǎn)品，從而降低后期的設(shè)備故障率，減少能源浪費(fèi)，提高整體經(jīng)濟(jì)效益。
2)優(yōu)化調(diào)整鍋爐的燃燒問題。對于新投產(chǎn)的鍋爐機(jī)組要對其控制系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致地調(diào)整，特別是燃燒調(diào)整的優(yōu)化工作。通過有針對性的系列試驗(yàn)調(diào)整鍋爐的控制系統(tǒng)，消除相關(guān)的設(shè)備缺陷問題，提高鍋爐運(yùn)行的可靠性、降低能耗、提升環(huán)保效益，保證從各個(gè)方面做好節(jié)能工作。
3)根據(jù)國內(nèi)本火電廠的實(shí)際情況，分析電廠主要節(jié)能環(huán)節(jié)，正確有效的制定節(jié)能降耗的計(jì)劃、目標(biāo)和方案，采取針對性的節(jié)能措施，挖掘出企業(yè)獨(dú)有的節(jié)能減排的潛力，進(jìn)一步降低企業(yè)耗能，從而優(yōu)化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
4)降低鍋爐燃用油。鍋爐嚴(yán)格按照規(guī)程要求進(jìn)行降溫降壓，在負(fù)荷120MW時(shí)，逐漸要求汽機(jī)將高、低旁路打開，通過在滑停過程中合理利用汽機(jī)旁路等方法，在不投用燃油的情況下，將汽機(jī)缸溫降至最低，最大限度的減少機(jī)組冷卻時(shí)間，節(jié)約了停爐燃油，并為檢修工作提供了有利條件。
5)傳熱是鍋爐的根本目的，在電站鍋爐中，傳熱的部件主要有水冷壁、過熱器、省煤器等部分構(gòu)成。其中，水冷壁是其中的主要換熱部件。在保持其他傳熱部件正常工作的前提下，提高水冷壁換熱量，將會增加鍋爐系統(tǒng)出力，產(chǎn)生優(yōu)化傳熱效果，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。同時(shí)，要針對電站鍋爐工況，采用在爐膛溫度區(qū)間具有極高黑度的多種材料，經(jīng)納米化加工而成。同時(shí)滿足粘接牢固、耐沖刷、抗老化、減緩高溫氧化、減輕積灰結(jié)焦等多種性能要求。該種能源材料還具有提高燃料解吸速度的特性，從而增強(qiáng)了燃燒，擴(kuò)大了節(jié)煤效果。
6)改造技術(shù)，采用新型彈性密封組件。原來的鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)龐大，密封性能差，大機(jī)組投運(yùn)一段時(shí)間后空預(yù)器漏風(fēng)幾率大，嚴(yán)重影響了鍋爐的效率和風(fēng)機(jī)的電耗。改造后可采用新型彈性密封組件、合頁彈簧技術(shù)及密封滑塊自潤滑合金技術(shù)?？疹A(yù)器漏風(fēng)率和運(yùn)行時(shí)間二者成正比的關(guān)系，可利用停爐時(shí)進(jìn)行檢查并重新調(diào)整密封組件。
7)管理節(jié)油，加強(qiáng)節(jié)油技術(shù)培訓(xùn)，使得工作區(qū)間內(nèi)運(yùn)行人員和監(jiān)測人員在思想上提高節(jié)油意識，并將組織措施和獎(jiǎng)勵(lì)措施落實(shí)到位，充分調(diào)動運(yùn)行人員的積極性，使節(jié)油工作有效地開展。
8)在鍋爐啟停和異常情況下，應(yīng)及時(shí)合理的開啟、關(guān)閉疏水，運(yùn)行中要認(rèn)真檢查疏水門、排污門有無泄漏，及時(shí)處理出現(xiàn)的問題，減少不必要的熱量損失，從而減少能量損耗。
9)回收煙氣余熱。熱管換熱器是一種高效的傳熱元件，普遍應(yīng)用于鍋爐煙道的余熱回收。這種換熱器由許多熱管組成，具有體積小、重量輕、流動阻力小和傳熱功率大等特點(diǎn)。熱管換熱器屬于熱流體之間互不接觸的表面式換熱器，受熱面位于工業(yè)鍋爐的尾部，因此可以充分回收鍋爐的排煙余熱，使鍋爐的熱能利用率提高，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。同時(shí)它還可以被改造成為熱管式熱水器、熱管式空氣預(yù)熱器和熱管式省煤器。其中，熱管式空氣預(yù)熱器可以用來加熱燃?xì)猓粌H可以降低由排煙造成的熱損失，還能大大加強(qiáng)燃?xì)獾娜紵潭?，有效降低煙塵含碳量以及由于不完全燃燒而帶來的損失，從而使電廠鍋爐的熱效率大大提高。
10)注意管網(wǎng)的保溫。管網(wǎng)中的保溫蒸汽管道及各種用熱設(shè)備都會通過周圍空氣散失熱量，無論是處于節(jié)能目的還是安全目的，對其進(jìn)行保溫都是必須要做的工作。在選擇保溫材料的時(shí)候：一是，要保證其絕熱性能好、導(dǎo)熱系數(shù)低;二是，要保證其在高溫環(huán)境下工作的時(shí)候，仍能維持穩(wěn)定的機(jī)械性能;三是，材料的吸濕性要低，不能對管線造成腐蝕。為了減少蒸汽管線的散熱率，降低熱能損耗，在選擇管線的時(shí)候要盡可能采用最小的管徑，并縮短輸送距離，保證其維持較小的壓降。如果壓降較大且不易降低，就應(yīng)通過利用其做功的方式降低。對于動力裝置，應(yīng)該采用高溫高壓蒸汽;對于工藝用汽，應(yīng)采用低壓和較小的過熱度。
4 結(jié)語
目前，在我國火力發(fā)電廠是發(fā)電工作的主力軍。為達(dá)到節(jié)能降耗、可持續(xù)發(fā)展的目的，各火力發(fā)電廠的專業(yè)負(fù)責(zé)人要對節(jié)能方案進(jìn)行進(jìn)一步的探究與調(diào)整。火電廠鍋爐節(jié)能的對策與措施需要我們結(jié)合科學(xué)技術(shù)、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行更進(jìn)一步的探究。
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