锅炉运行节能减排思路和方案分析

【摘 要】国内外能源需求量逐年增加，能源的开采和利用量也呈上升趋势，能源供应往往供不应求。为了实现能源的节约利用，同时保护人类赖以生存的自然资源，节能减排势在必行。我国提出的可持续发展战略为节能减排提供了一个很好的政策和途径，在我国，燃煤电厂提供了近80%的能源，燃煤电厂节能减排是国内节能减排的重要一环，而锅炉又是电厂能源利用中很重要的一个设备，为了分析和讨论锅炉运行节能减排，本文从锅炉设备的优化，锅炉的运行调整，余热利用以及污染物减排等方面对国内锅炉的节能减排思路和方案进行了分析和讨论，并且提出了一部分切实可行的改进方案，本文可为国内锅炉运行过程的节能减排提供一个参考。

【关键词】锅炉；热经济性；运行调整；节能减排

0 前言

火力发电一般以燃煤为燃料，通过在锅炉内的燃烧释放燃料内的化学能，水冷壁内的工质受热产生高温高压蒸汽推动汽轮机做功。锅炉运行的合理性首先直接影响到锅炉运行的效率，影响燃煤的消耗量，进而影响电厂排放的污染性气体的数量，所以优化锅炉运行过程、合理改进锅炉结构进而实现锅炉运行的节能减排是火力发电厂可持续发展的一个重要方面。

锅炉因为其结构较为复杂，运行环境恶劣（高温高压），保证锅炉运行的安全性是讨论锅炉运行经济性的前提，在锅炉运行安全性的到保证的条件下，主要可以从以下几个方面改进和提高锅炉的运行性能：首先是锅炉的结构改造，合理设计锅炉实现锅炉经济性的提升。

1 锅炉结构优化

锅炉结构的调整和改进可以提高锅炉的运行性能，减少污染物的排放。例如直流锅炉对原本汽包炉的替代可以大幅度的提升锅炉的运行性能，目前锅炉研究较常见的有循环流化床技术、富氧燃烧技术等，这些技术的应用对锅炉的改进和优化都起到了很大的作用。

直流锅炉对汽包炉的优势很明显，直流锅炉产生的蒸汽初始参数一般为超临界，这就大大提高了锅炉运行的效率，直流锅炉的容量一般较大。而汽包炉由于产生蒸汽参数一般为亚临界，需要在机组中添加汽包分离汽水以保证锅炉产生蒸汽的质量。由于汽包炉产生的蒸汽参数较低，所以汽包炉的效率要比直流锅炉低很多。直流锅炉的应用可以提升锅炉的运行效率，实现节能减排，目前国内超临界机组所占比例正在逐步提升。

循环流化床技术是相对与传统的煤粉炉来说的，循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起，已有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。未来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。

富氧燃烧技术，简单的来说就是利用高浓度的氧气来代替空气为燃煤锅炉，这样可以产生高浓度的CO2，利于对烟气中CO2的脱除，且富氧燃烧提高了燃烧温度，是一种高效的燃烧技术。关于富氧燃烧的研究，绝大部分集中于煤粉炉的研究，且关键技术都经过大规模试验，趋于成熟。关于循环流化床富氧燃烧技术的研究，国外也是刚刚走出实验室阶段，而在我国，仅限于实验室阶段。

2 锅炉运行调整

锅炉运行调整，是通过各种检测技术实时调整锅炉的运行状态，以使锅炉达到其最佳运行性能。锅炉运行调整的任务主要包括以下几个方面：1）保持锅炉燃烧良好，提高锅炉效率；2）保持正常的汽温、汽压和汽包水位；3）保持蒸汽的品质合格；4）保持锅炉蒸发量，满足汽机及热用户的需要；5）保持锅炉机组的安全、经济运行。锅炉运行调整的目的就是通过调节燃料量、给水量、减温水量、送风量和引风量来保持汽温、汽压、汽包水位、过量空气系数、炉膛负压等稳定在额定值或允许值范围内。

锅炉运行中通过以下几点可以提高锅炉运行的整体性能：1）维持额定的蒸汽参数；2）保持最佳真空；3）充分利用回热加热设备，提高给水温度；4）合理的送风量；5）合理的煤粉细度；6）注意燃烧调整； 7）降低厂用电率；8）减少工质和热量损失；9）提高自动装臵的投入率等。

通过锅炉运行调整，选择运行过程中的最优运行参数，实现锅炉的最佳运行，减少不必要的能量和经济损失，保证机组安全高效的运行。

3 锅炉余热利用

锅炉余热回收就是将浪费的热能回收利用，是提高能源利用率，降低生产成本，保护环境最直接、经济的手段之一。锅炉排烟温度直接影响到锅炉机组的经济性和尾部受热面工作的安全性。选择较低的排烟温度可以降低锅炉的排烟损失，有利于提高锅炉热效率，节约能源及锅炉运行费用。但排烟温度降低却使尾部受热面中烟气与工质的传热温压减少，传热面积增大，金属消耗和设备初投资增多。另外排烟温度过低还会引起尾部烟道中硫酸蒸汽的凝结，使低温受热面腐蚀堵灰，所以多数锅炉的排烟温度在200℃左右。锅炉余热回收主要设备是热管，它是一种具有特高导热性能的新颖传热元件。热管起源于20世纪60年代的美国，1967年一根不锈钢——水热管首次被送入地球卫星轨道并运行成功，热管理论一经提出就得到了各国科学家的高度重视，并展开了大量的研究工作，使得热管技术得以很快发展。热管技术开始主要用于航天航空领域，我国自20世纪70年代开始对热管进行研究，自80年代以来相继开发了热管气-气换热器、热管气-水换热器、热管余热锅炉、热管蒸汽发生器、热管热风炉等各类热管产品，使得热管在建材工业、冶金工业、化工及石油化工、动力工程、纺织工业、玻璃工业、电子电器工程等领域内得到广泛的应用。

燃煤锅炉设计制造时，为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，标准状态排烟温度一般不低于180℃，最高可达250℃，高温烟气排放不但造成大量热能浪费，同时也污染环境。锅炉余热回收可将烟气热量回收，回收的热量根据需要加热水用作锅炉补水和生活用水，或加热空气用作锅炉助燃风或干燥物料。将热管技术应用与烟气余热回收领域，主要有两类，一种是低温省煤器，该技术主要用于燃气锅炉，天然气燃烧产生大量水蒸气，烟气中水蒸气具有可观的汽化潜热。在排烟温度较高时，水蒸汽不能冷凝放出热量，随烟气排放，热量被浪费。同时，高温烟气也带走大量显热，一起形成较大的排烟损失。低温省煤器让烟气中水分凝结回收余热，提高燃气锅炉的运行效率。电站锅炉中应用较多的就是低压省煤器，低压省煤器布置在脱硝、除尘设备之后，脱硫设备之前，通过低压省煤器可以回收烟气中低品位的热能，实现热量的回收。

4 总结

面对日趋严重的国内外能源趋势，国内企业特别是能源密集型企业的节能减排变的势在必行，这也是顺应我国可持续发展战略的一个重要方面。在我国，燃煤电厂提供了近80%的能源供应，燃煤电厂的节能减排是国内节能减排一个重要方面。本文从锅炉的结构优化，锅炉运行调整，锅炉余热利用以及锅炉的污染物减排等方面对国内锅炉的节能减排思路和方案进行了分析和讨论，并且提出了一部分切实可行的改进方案，本文可为国内锅炉运行过程的节能减排提供一个参考。

【参考文献】

[1]刘德昌.循环流化床锅炉运行及事故处理[M].中国电力出版社，2006.

[2]水利电力部.锅炉运行规程[M].中国工业出版社，1961.

[3]许传凯，袁颖.大型燃煤电厂锅炉运行现状分析[J].中国电力，2003，36（1）：1-5.

[责任编辑：汤静]

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