发电厂锅炉运行中的节能技术应用

发电厂锅炉运行中的节能技术应用

朱兵兵

新疆库尔勒市美克化工有限公司  新疆库尔勒市  841000

摘要：随着我国社会的不断发展，对电能的需求越来越大，火力发电厂作为主要的能源供应设施，对我国电力的稳定供应起着重要的作用。然而，近年来，我国也越来越重视绿色环保和可持续发展，要求在发展经济的同时，也要保护环境。火电厂是能源消耗与污染排放大户，如何降低火电厂的污染物排放，节约能源是当前社会关注的重点。因此，在实际生产过程中，要加强对节能环保技术的创新和升级，改变传统的观念，降低能源消耗和环境污染，本文研究了发电厂锅炉运行中的问题，并探讨了发电厂锅炉运行中的节能技术应用措施，推进火电厂节能减排工作顺利施行。

关键词：发电厂；锅炉运行；节能技术；应用分析

引言

火电厂作为重要的能源供应单位，在能源供应中起着至关重要的作用。然而，传统火电厂能耗大、烟气排放高，对能源供应和环境保护提出了双重挑战。为了解决这些问题，火电厂需要采用一系列的节能技术，以提高能源利用效率和减少环境污染。本文对发电厂锅炉运行中的问题进行分析，并提出发电厂锅炉运行中的节能技术应用策略，以供参考。

1发电厂锅炉运行中的问题

1.1锅炉设计亟需优化

锅炉是火电厂关键的能量转换设备，其设计质量和性能直接影响火电厂的能量利用效率和安全运行。然而，目前的锅炉设计比较传统，容易导致能源浪费、环境污染和安全隐患，其危害具体体现在以下几点：第一，锅炉设计不合理或落后可能导致排放污染物的水平超过环保标准。例如，燃烧系统设计不完善，烟气中的氮氧化物、二氧化硫等污染物排放量较高。这不仅对环境造成污染，还可能引发相关的环保问题和法律法规的制裁。第二，锅炉设计不合理或存在缺陷可能导致安全隐患。例如，锅炉结构设计不稳定，承受不了高温和高压的工况；控制系统设计不合理，无法对锅炉进行准确的监测和控制。这可能引发锅炉事故，对人员和设备造成严重伤害。第三，锅炉设计不合理可能导致设备的维护和运行成本增加。例如，结构复杂的锅炉难以维护和检修；设计不合理的控制系统难以操作和维护。这会增加火电厂的运行成本，降低经济效益。

1.2燃烧控制技术滞后

燃烧控制技术在火电厂中占有重要地位，对保证燃烧过程的稳定性、提高热能转换效率、减少排放具有重要意义。但是，目前的燃烧控制技术比较落后，导致燃烧控制技术不能充分发挥其应有的作用。具体体现在以下两方面：一方面，一些火电厂中的燃烧控制设备和系统存在老旧化的问题。这些设备可能无法满足新的燃烧控制要求，缺乏现代化的控制功能和监测手段。这导致了燃烧过程的监控和调节能力的限制，影响了燃烧效率和排放控制。另一方面，部分火电厂的燃烧控制仍然依赖人工操作和经验判断，缺乏自动化和智能化控制技术的应用。这使得燃烧过程的控制和调节过于依赖操作员的经验和技能，容易受到人为因素的影响，导致控制效果不稳定和不准确。燃烧控制技术滞后容易导致火电厂的能源利用效率低下和排放水平高。例如，燃烧不完全或过量空气会导致燃烧效率下降和燃料浪费，同时增加烟气中的污染物排放量。这对能源资源的可持续利用和环境保护造成负面影响[1]。

2发电厂锅炉运行中的节能技术应用措施

2.1优化锅炉设计

锅炉的优化设计可以提高燃烧过程的效率，增加热能的转换效率。通过合理选择锅炉类型，优化燃烧系统，改进换热器和余热回收系统，可以降低热损失和燃料消耗，提高锅炉的能源利用效率。要优化锅炉设计，具体可以从以下几点展开：第一，采用先进的燃烧系统，如燃烧器优化设计、风量调节技术和燃烧控制系统等。通过精确调整燃料供应、空气供应和混合过程，提高燃料的利用率和燃烧效率，减少燃烧产生的废气和污染物排放。第二，合理设计锅炉的换热面结构和布置，以最大程度地提高热传导效率。采用高效的换热器材料和热交换表面增大技术，增加换热面积，减少烟气温度和热量损失，提高热能利用效率。第三，在锅炉系统中添加废热回收装置，利用烟气中的余热，如烟气余热锅炉、烟气余热蒸汽发生器等。通过回收和利用废热，将其转化为有用的热能或电能，提高整体能源利用效率。第四，应用先进的节能附件，如变频器调速装置、自动调节阀门和智能控制系统等。这些附件能够根据实际需求进行自动调节和优化控制，提高锅炉的运行效率和稳定性。第五，采用先进的烟气净化技术，如烟气脱硫、脱硝和除尘等装置，减少烟气中的污染物排放。这些技术可以降低环境污染和对空气质量的影响，同时提高锅炉的整体性能。第六，在设计过程中考虑整个锅炉系统的集成和优化，包括锅炉、燃烧系统、水处理系统和烟气处理系统等。通过协调各个子系统之间的关系，实现整体效益的最大化。

2.2燃料的选择与优化

燃气锅炉运行效率的优化在很大程度上取决于燃料的选择和处理技术。通过引进先进的燃料分析和处理技术，我们可以有效地提高燃烧效率，从而降低能源成本和环境污染。燃料特性分析技术允许对不同的燃料进行详尽的化学和热学评估。例如，采用高分辨率质谱或红外光谱技术可以提供关于燃料组成和燃烧特性的详细信息，从而为选择最佳的燃料提供科学依据。对于天然气，其高甲烷含量和低硫含量使其在燃气锅炉中具有高效和清洁的燃烧特性。而针对煤炭等固态燃料，可以采用气化技术，将其转化为合成气，再进行优化处理以满足燃烧需求。其次，燃料处理技术，如脱硫、脱氮和水分控制技术，可以进一步优化燃料质量，提高燃烧效率并降低排放。例如，采用膜分离技术或吸附技术可以从燃料中有效去除硫化合物或氮化合物，从而减少烟气中的SOX和NOX排放。智能控制系统可以实时监测燃料的物理和化学特性，自动调整燃烧参数，以确保燃气锅炉始终在最佳燃烧状态下运行。总之，结合先进的燃料分析、处理和控制技术，不仅可以选择最适合的燃料，还可以优化燃料的燃烧特性，从而在技术层面确保燃气锅炉的高效运行

[2]。

2.3改进燃烧控制系统

提高燃气锅炉热效率的核心在于燃烧控制系统的技术改造。燃烧过程的精细管理不仅保证了燃料的完全燃烧，减少了有害物质的排放，而且使热能的有效转换成为可能。技术细节上，首先应采用高灵敏度的燃烧器检测传感器，持续监测燃烧器的工况，确保其处于最佳燃烧状态。引入自适应算法来动态调整燃料供给速率，使其随时与实际的热负荷保持一致，消除能源过度消耗。进一步，根据实时数据，自动调整空气和燃料的混合比，确保在所有工况下都能达到近乎完美的空燃比。最新的燃烧控制技术，如基于机器学习的控制策略，可以实时预测锅炉的负荷需求，并自动调节燃烧参数以满足即时需求。此外，引入闭环反馈系统，使得控制策略在面对外部扰动时仍能维持燃烧的稳定性。在实施中，每项技术方案都需要经过模拟和实际测试，来验证其在实际运行中的效果和稳定性。持续的监测和维护，结合高度自动化的技术手段，是确保燃烧控制系统持续高效运行的关键。综合应用这些高端技术，可以有效地提升燃气锅炉的整体性能，为实现企业的绿色高效运行做出实质性贡献。

2.4完善节能环保制度体系

随着科学技术和社会的不断进步，对火电厂的节能环保技术要求也越来越高，我国也对火电厂的生产实践提出了重要的指导，要进一步降低有害气体的排放量，更新生产设备，用先进的设备和先进的技术来促进节能减排这项工作的有序开展。同时，也要建立科学完善的节能环保制度体系，只有有了制度体系的支撑，才能够确保各项技术和措施能够得到有效的落实[3]。

2.5优化烟气回收

燃气锅炉热效率的提高离不开烟气回收技术的精细应用。为了充分捕获烟气中的潜热能量，必须采用有效的技术策略，以确保操作的每一步都达到最大的能源利用。选择先进的烟气余热回收装置是至关重要的。例如，采用高效热传导材料和先进的换热结构的烟气余热换热器，可以提高热交换效率，从而确保尽可能多的热能从烟气中传递到冷却水或空气。对于烟气余热锅炉，利用超导热管和增强型换热面，可以在较低的温差下实现更高的热转移率。其次，引入烟气再循环技术，不仅需要重新导入部分烟气参与燃烧，而且需配备传感器与控制系统，实时监测并调整烟气的流速和量，确保其在最佳的条件下进入燃烧室，从而提高整体的热效率。此外，通过流体动力学模拟，可以对烟气的流动路径进行优化，减少因湍流和死角导致的热损失。并且，还可以采用变频驱动的风机，根据实时需求动态调整烟气流速，进一步降低能耗。总之，通过技术手段深度优化烟气回收系统，不仅能大幅提高燃气锅炉的热效率，更能为企业节省大量的能源成本，实现经济与环境的双重效益[4]。

2.6锅炉烟气余热回收应用

电厂烟气温度很高，安装热风设备的锅炉除烟温度可达200℃左右。排热损失占锅炉热量消耗的关键部分，科学地利用排烟余热可以节约大量能源。基于热能节能降耗的理念，合理高效利用余热与技术优化，使余热通过特殊节能设备在热力回收系统内循环利用，由此减小排烟温度，提高运转效率。这一特殊节能设备是一种特别连接的热交换器。节能器衔接热动系统后能使排烟余热实现热动循环应用，科学利用能源。低压省煤器是水气换热设备，通常安装在锅炉下方，内部会存在低压凝固水，这一设备与热动系统有并联及串联两种方法。因为串联方法流过加热器内的水较多，所以新研制的机组一般会采取串联加入办法与省煤器连接。在低压省煤器受热面不变状态下，排烟余热利用较高，减排效果很好。低压省煤器与热动系统衔接有个较好的引水位置，在该位置热动系统低压省煤器的热经济性能达到最好。基于热动系统节能思想，促使热力发电企业能精准合理的利用锅炉与烟道余热，及其通过技术优化，将余热流过节能设备在热力循环系统内回收应用，从而降低排烟温度，提高锅炉应用效果。

2.7加强节能降耗管理

集中控制管理系统是一个信息收集、处理和反馈的系统，可以自动设定控制目标、控制方法和控制参数，实现数据的共享和交换。因此，有必要对火电厂集中控制运行进行节能降耗管理。具体措施如下：1)将分散的自动系统集中到一个单元中，使该单元能够根据具体情况做出相应的调整。2)使火电厂集控运行中的所有设备能够对负荷进行精准计算，减少燃料浪费现象。3)在降低机组负荷率时采用循环泵调速、喷氨和鼓风等技术，减少用气量和热量损失，并且还要进行节能改造和技术创新；将凝汽器替换为真空系统，优化冷却水水质，减少输配系统的能耗等。4)可以建立阀门泄漏账本，根据账本定期检查和处理泄漏，有效地减少能源消耗。在运行过程中，做好排放调节非常重要，可以减少用水量，达到循环利用水资源的目的[5]。

结束语

目前，我国正处于经济社会快速发展的阶段，对各种能源的需求也在不断增长，但能源危机和环境污染问题也日益突出，为了在能源的使用中最大限度地节约和保护环境，就必须采取有力措施，优化锅炉设计、改进燃烧控制系统、加强节能降耗管理，进一步提升其能源的利用效率，降低对能源的消耗，从而实现火电厂工程的节能减排。

参考文献：

[1]黄蓬阳.火力发电厂锅炉节能降耗的对策与措施探究[J].科技与创新,2019,(16):85-86.

[2]黄燕生,林书婷.火力发电厂锅炉运行控制的节能策略探讨[J].红水河,2019,38(04):55-57.

[3]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):108-109.

[4]李辉.火力发电厂锅炉运行控制的节能对策[J].现代工业经济和信息化,2019,9(05):47-48

[5]温文广.分析火力发电厂锅炉节能降耗的对策与措施[J].中国新通信,2019,21(10):231.