引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)社會飛速發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活對電力的需求日益增長，電廠需根據(jù)市場變化，不 斷調(diào)整經(jīng)營策略、革新工藝，以滿足現(xiàn)代電力市場巨大的需求。為應(yīng)對日益嚴(yán)峻的能源枯竭與全球氣候變暖的形勢，中國針對電力市場提出低成本、低消耗、高產(chǎn)出 的建設(shè)目標(biāo)，通過財政與各種經(jīng)濟(jì)政策補(bǔ)貼形式鼓勵電廠不斷革新生產(chǎn)工藝、降低能源浪費(fèi)，不斷提高能源資源利用率。而電廠能源耗費(fèi)量與鍋爐節(jié)能效果密切相 關(guān)，因此電廠提高能源利用率的工作重點(diǎn)就是對鍋爐進(jìn)行優(yōu)化節(jié)能，這不僅有利于緩解日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)，更有助于電廠降低生產(chǎn)成本，提高市場競爭力，促進(jìn)電廠科學(xué)、可持續(xù)地發(fā)展。

1 電廠鍋爐的基本工作原理及特點(diǎn)分析

煤粉鍋爐系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。在火力發(fā)電廠,鍋爐運(yùn)用燃料燃燒釋放的熱能加熱給水,獲得高溫高壓的水蒸氣驅(qū)動汽輪機(jī),汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，即把一次能源煤炭向 二次能源即電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這個過程就是通過將煤炭中蘊(yùn)含的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為電能來實(shí)現(xiàn)發(fā)電。電廠鍋爐的主要特點(diǎn)可分為以下幾方面：a) 容量較大、爐膛內(nèi)可調(diào)參數(shù)多;b) 具有較高的自我凈化能力;c) 為保證燃料燃燒產(chǎn)生的廢渣與廢氣及時排出，電力鍋爐具有較大的排氣與排渣孔。

1. 原煤斗;2.給煤機(jī);3.磨煤機(jī);4.汽包;5.高溫過濾器;6.屏式過熱器;7.下降管;8.爐膛水冷壁;9.燃燒器;10.下聯(lián)箱;11.低溫過熱 器;12.再熱器;13.再熱蒸汽出口;14.再熱蒸汽進(jìn)口;15.省煤器;16.給水;17.空氣預(yù)熱器;18.排粉風(fēng)機(jī);19.排渣裝置;20.送風(fēng) 機(jī);21.除塵器;22.引風(fēng)機(jī);23.煙囪

圖1 煤粉鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 電廠鍋爐使用現(xiàn)狀

近 年來，國內(nèi)電力市場巨大的需求，促使中國風(fēng)能、水力發(fā)電技術(shù)快速發(fā)展，但現(xiàn)階段中國電力供應(yīng)仍以火力發(fā)電為主?；鹆Πl(fā)電廣的泛普及與應(yīng)用使得不可再生的煤 炭能源大量消耗。為響應(yīng)中國建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的政策，國家對傳統(tǒng)火力發(fā)電廠能源消耗提出更為嚴(yán)格的要求，并通過財政及各種經(jīng)濟(jì)政策補(bǔ)貼，鼓 勵火力發(fā)電廠在保證電力供應(yīng)的前提下不斷革新發(fā)電技術(shù)，不斷提高能源資源利用率，即降低能源供應(yīng)的同時保證電力供應(yīng)。鍋爐是火力發(fā)電廠的主體發(fā)電與能源消 耗設(shè)備，國內(nèi)眾多火力發(fā)電廠均通過對鍋爐進(jìn)行優(yōu)化改造以提高能源利用率，降低發(fā)電成本，從而提高市場競爭力與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)階段中國能源消耗與浪費(fèi)現(xiàn)象 非常普遍，經(jīng)濟(jì)社會正處于從粗放型向集約型的過渡階段，節(jié)約能源的同時降低能源浪費(fèi)，運(yùn)用現(xiàn)代化的高科技技術(shù)與智能化設(shè)備對能源消耗的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化， 不僅能降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源資源的過度依賴程度，還有助于資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)。能源消耗量如公式(1)所示：

Ke=Rf+β(Rm-Rt)，(1)

式(1)中，Ke為能源消耗量，kJ;Rf為能源廢棄量，kJ;β為能源應(yīng)用消耗系數(shù);Rm為實(shí)際耗費(fèi)量，kJ;Rt為預(yù)計耗費(fèi)量，kJ;Rm-Rt為能源應(yīng)用消耗量，kJ。

通過對公式(1)分析可知，能源消耗量主要是由能源浪費(fèi)量及能源利用量所決定，能源利用量是整個電廠電力供應(yīng)的基礎(chǔ)，是不可避免的，但能源浪費(fèi)量卻能通過先進(jìn)的節(jié)能降耗新技術(shù)予以避免或盡量減小，以提高能源利用效率。

3 電廠鍋爐節(jié)能措施分析

3.1 嚴(yán)格控制鍋爐熱能損失

電 廠鍋爐排煙過程中會產(chǎn)生較大的熱能損耗，因此可根據(jù)這一點(diǎn)對電廠鍋爐節(jié)能措施進(jìn)行深入分析，通過優(yōu)化排煙過程降低排煙熱損，提高電廠能源利用率。以衡水電 廠為例來針對性分析排煙優(yōu)化方案[1]。該電廠鍋爐由于主要結(jié)構(gòu)密封不嚴(yán)及燃燒過程中鼓入過量空氣，發(fā)電過程中產(chǎn)生大量熱能損耗，所以科學(xué)、高效的節(jié)能措 施可從提高鍋爐密封性降低漏氣量的角度入手。以下為電廠鍋爐節(jié)能優(yōu)化措施的操作流程：a) 對爐膛內(nèi)煤粉等燃料充分燃燒所需氧氣量進(jìn)行科學(xué)計算并嚴(yán)格控制空氣鼓入量，避免因爐膛內(nèi)燃料過度燃燒而造成大量熱能損耗;b) 嚴(yán)謹(jǐn)排查整個鍋爐系統(tǒng)的密封性;c) 按照周圍環(huán)境的動態(tài)變化控制排煙量，并根據(jù)排煙量計算出特定比例的冷卻風(fēng)輸送量;d) 鍋爐使用完畢后，要對爐膛內(nèi)煙灰與殘?jiān)冗M(jìn)行定期清理，尤其是排煙道部位，避免排煙過度造成大量熱量損耗，以提高能源利用率。

3.2 利用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行鍋爐的節(jié)能降耗

過 熱蒸汽對汽輪機(jī)的驅(qū)動力與發(fā)電機(jī)運(yùn)行速度不匹配，即“大牛拉小車”的情況，同樣會造成大量能源損耗[2]。以邢臺電廠為例，該電廠針對鍋爐能量供應(yīng)系統(tǒng)與 發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況不匹配導(dǎo)致的能源損耗問題引進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù)，在鍋爐系統(tǒng)內(nèi)安裝智能變頻設(shè)備，能根據(jù)發(fā)電機(jī)最佳負(fù)荷來調(diào)節(jié)鍋爐能量輸出及發(fā)電機(jī)運(yùn)行速度，以 保證整個系統(tǒng)各設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，避免鍋爐系統(tǒng)能源輸出過量，顯著降低由于兩者不匹配造成的大量能源損耗。

3.3 提高燃料燃燒率

造 成電廠鍋爐能量大量損耗的另一重要因素是爐膛內(nèi)燃料的不充分燃燒，因此電廠專業(yè)技術(shù)人員可通過對空氣及燃料的科學(xué)調(diào)節(jié)來提高燃料利用率[3]。針對這一情 況可采取以下措施：a) 加強(qiáng)燃料管理。設(shè)立高素質(zhì)的燃料供應(yīng)監(jiān)督領(lǐng)導(dǎo)小組，嚴(yán)格排查燃料從采購到后期使用整個過程中存在的各種弊端與隱患，同時采用燃燒率較高的燃料，以保證燃料 充分燃燒，降低由于燃料不充分燃燒造成的能源損耗;b) 針對鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并配備各種輔助設(shè)備，如鼓風(fēng)調(diào)速器、鍋爐溫度傳感器等，來提高爐膛內(nèi)燃料燃燒率。

4 結(jié)語

傳 統(tǒng)電廠鍋爐在發(fā)電過程中會造成巨大的能源消耗，不僅使中國能源危機(jī)局勢日益嚴(yán)峻，同時也是造成電廠能源資源利用率較低及大量能源浪費(fèi)的主要原因，這與中國 建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的戰(zhàn)略背道而馳。因此面對日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)，利用科學(xué)、高效的節(jié)能措施對電廠鍋爐進(jìn)行優(yōu)化改造，在保證電廠電力供應(yīng)的前 提下，提高能源利用率，建設(shè)低成本、低消耗、高產(chǎn)出的現(xiàn)代化電廠是電廠專業(yè)技術(shù)人員面臨的巨大挑戰(zhàn)。