燃煤电厂节能技术与方法研究

发表时间:2021/3/16   来源:《中国电业》2020年30期   作者:刘全正
[导读] 作为煤炭生产和消耗大国,煤炭产业关系到国家的工业和社会各方面的稳定。
        刘全正
        国家能源集团菏泽发电有限公司     山东菏泽    274000
        摘要:作为煤炭生产和消耗大国,煤炭产业关系到国家的工业和社会各方面的稳定。在我国,大多数的电厂都是以煤炭作为燃料,煤炭电厂在我国发电厂中占据着决定性的位置。但随着化石燃料的减少以及环境问题的日益突出,开发新能源、研究节能技术与方法成为以煤炭为燃料的发电厂的研究重点。本文基于燃煤电厂的节能技术与方法,从燃煤电厂的锅炉、汽轮机和辅机部分进行分析,同时结合燃煤电厂的管理与运营,提出了自己的看法与意见,希望为燃煤电厂的改革与发展提供参考和借鉴。
        关键词:燃煤电厂;节能技术;分析;措施
        一、引言
        电力,是我国国民经济发展的重要动力之一,对于社会发展来说,也是重要的物质基础。随着我国用电量需求的不断上升,我国的用电结构也在不断的改变,但在这同时,燃煤电厂能源利用率不高、锅炉耗能较大、节能设备与技术还不先进等问题也被逐渐的放大,成为亟待解决的问题。
        在我国燃煤发电厂中,锅炉、汽轮机和辅机部分是主要的设备。锅炉是发电过程中,进行能量转换的场所。如果在这过程中没有有效的节能措施,会造成严重的能源浪费,同时锅炉的燃烧也会产生大量的废气和污染气体,破坏环境。汽轮机是在特定蒸汽进入时,通过做功将热能转变成机械能,而辅机部分的运转也是整个发电过程中必不可少的部分。综合来看,无论是锅炉还是汽轮机和其他电力设备,能量的转换和运输必然存在着能源的消耗和浪费。因此,为节约能量,降低发电过程中的能源消耗,燃煤电厂必须采取相应的措施。因此,本文结合燃煤电厂的锅炉、汽轮机等设备的节能技术和方法,进行分析,为燃煤电厂提高能源利用率提供借鉴和参考。
        二、燃煤电厂锅炉设备方面的节能分析
        在我国燃煤电厂中,锅炉是最大的燃料消耗设备。锅炉燃烧过程中会出现散热损失、不完全燃烧等问题,这也是燃烧过程中不可避免的问题。因此,对于燃煤电厂锅炉设备的节能技术与方法的研究,是具有重要的意义。
        1.保证合理的燃烧调整
        在保证正常燃烧的过程中,也要降低不完全燃烧的损失。在锅炉燃烧过程中,飞灰和灰渣的含量是决定不完全燃烧损失大小的因素。因此,在一定程度上来说,降低飞灰中的含碳量,有助于降低不完全燃烧的损失。一方面我们可以通过定期取样的方法来调整煤粉的细度;另一方面我们也可以调整相关的设备参数,使锅炉燃烧处于最佳的状态。
        锅炉排烟温度是衡量锅炉设计和设备状况的综合性参数,也是燃煤电厂锅炉设备采取节能技术的一个重点。一方面可以在燃烧过程中合理的调整风、粉配比和风速,防止炉膛的局部温度过高,这样可以避免火焰的冲刷,减轻积碳,保持锅炉的排烟温度正常。另一方面可以控制含氧量,从而控制风量。含氧量的高低会影响锅炉出口处含氮气体的含量,也会影响锅炉的运行效率。
        2.锅炉技术的优化与改造
        对于锅炉燃油消耗方面,可以采取燃烧器和小油枪等节油技术,对燃煤电厂的锅炉进行改造,提高锅炉的节油效果。在锅炉的启动时,当热风温度到达允许的条件时,要及时启动磨煤机,同时可以保持磨煤机上层或者是下层四只油助燃,这样可以有效地节约燃油的使用量。
        锅炉燃烧系统的优化与改造是一个复杂的综合性过程,但也是节能的重点。一方面我们可以改造燃烧空间,使用新型的材料代替传统的炉用材料,同时也可以改善风室和炉墙的密封性与保温性。另一方面可以采取锅炉烟气余热回收技术。
        在蒸发冷却上,优化直接蒸发冷却技术和间接蒸发冷却技术。空气的湿度会影响直接蒸发冷却的效果,因此我们应该注意燃煤电厂的环境条件。对于间接蒸发冷却,我们可以在换热器的表面覆盖一层水膜,这样可以避免空气和水与换热器接触,有效地降低空气的干体温度。
        三、燃煤电厂汽轮机设备方面的节能分析
        汽轮机是一种将热能转换成机械能的设备,是锅炉与发电机之间的连接桥梁。改善与优化汽轮机的性能,对于燃煤电厂的节能也是具有重要的意义。


        1.优化汽轮机的设计
        在汽轮机的设计上,可以大胆创新,根据相关的经验对汽轮机进行改造,从设计上完善汽轮机的参数,提高汽轮机的节能性能。汽轮机的主蒸汽温度应该提高至设计值运行,气温过高或过低,都会影响汽轮机的运行效率。对于主蒸汽压力、再热蒸汽、给水温度和补水率、过冷度等汽轮机的主要参数,都会影响着汽轮机的经济性,因此完善这些参数,有助于降低汽轮机的能源消耗率,提升燃煤电厂的节能能力。
        2.汽轮机通流部分的优化与改造
        汽轮机的通流部分损失也是汽轮机损失的重要组成部分,有效的改善高压缸和低压缸的通流部分,可以提高汽轮机的运行效率。对于高压缸通流部分,可以采用高效率的全三维设计反动式叶片,这样我们可以通过设计参数的控制来使损失最小;对于低压缸通流部分,可以用全部弯扭联合成型的静叶片,提高低压缸的运行效率。
        3.优化循环水泵的运行
        循环水流量的改变会影响循环水泵的功耗。当循环的水流量增加时,在机组背压下,机组出力也会增加,从而增大了循环水泵的功耗。所以增加了循环水流量以后,要选择机组的最佳运行背压,此时也就是循环水泵的最佳运行方式。
        四、燃煤电厂辅机设备方面的节能分析
        1.凝结水泵的优化
        凝结水泵是主要的辅机设备之一。当凝结水的系统阻力与水泵的经济出力点不匹配时,凝结水泵的流量和扬程就会增大。在进行凝结水泵运行方式的优化时,要将凝结水泵的定速运行变为变速运行,并且凝结水调整门要全部的打开。在节能改造中,也可以将叶轮级数减小,降低凝结水泵的扬程,这样可以使凝结水泵与系统阻力匹配。
        2.高能耗设备的节能
        在燃煤电厂中,给水泵是一种耗电量大的辅机设备。通常在设计给水泵的时候,会存留部分的裕量。在优化给水泵运行方式时,在汽轮机滑压运行下,需要将水调节阀开度加大。吸风机和送风机是高能耗设备,我们可以调整挡板的开度,提高机组的经济安全性。同时维护好除尘器,防止堵灰现象的发生,减少电量的浪费。
        五、燃煤电厂的管理与运营对于节能的意义
        1.精细化管理
        燃煤电厂进行精细化管理,可以有效的控制管理纰漏,减少生产中出现的问题,提高员工的素质,有利于协调的管理安排工作任务,从而提高生产效率,进而降低工厂能耗,提高能源利用率。在安全的前提下,电厂也应该处理好各方面关系,抓好每一环节,强化企业的主体责任,落实节能目标的责任制,根据实际的情况制定相关的管理制度和规定。
        2.采取科学的措施进行生产
        找准经济运行和安全的最佳点,尽最大的努力达到机组经济运行水平的平衡,实施节约能源,减小能耗的方针措施。要加强相关设备的引进和使用,老旧设备会影响电厂的工作效率,加大电厂的能源消耗,因此要注意设备的更新和使用。
        结语:
        在传统化石能源日益减少、生态环境日益恶化的现状下,燃煤电厂的节能技术研究与开发已成为当务之急。为了提高能源利用率,控制温室气体的排放量,必须要加强燃煤电厂的节能技术,从而降低消耗,保证设备的良好运行。本文从燃煤电厂的锅炉、汽轮机以及辅机设备部分出发,分析了相关节能技术与方法,并探讨了电厂的管理与运营对于节能的意义,希望能够为燃煤电厂的改革与发展提供借鉴和参考。
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