对火电厂锅炉节能减排的探讨.pdf

2 0 1 5年第 3 期 No ．3 201 5 煤 炭 科 技 COAL S CI ENCE TECHNOLOGY MAGAZI NE 1 0 1 文章编号 1 0 0 8 3 7 3 1 2 0 1 5 0 3 0 1 0 1 0 3 对火电厂锅炉苇能减； j E 的探讨 张 俊 霍州煤电集团 吕梁山煤电有限公司 方 山发 电厂， 山西 吕梁0 3 3 1 0 0 摘 要 本文主要对我国火电厂锅炉节能减排 的现状和 困难进行论述 ． 并重点探讨 了实现锅炉 节能减排的可行性措施和综合策略。伴随我国环境形势与能源状况的目益严峻 。 火电厂锅炉 的节能减排有着越来越重大的社会、 经济和环境意义 结合 自身工作实践经验对其进行 了分 析和 阐述 ． 以期提供一定的参考和借鉴 关键词 火电厂 锅炉 节能减排 中图 分类 号 T M6 2 1 ． 2文献标 志码 B 作为能量转换过程 中的关键设备 ．锅炉不仅在 工业生产领域应用广泛 ．在广大人民生活之中也扮 演着非常重要的角色。尽管火 电厂锅炉在社会进步 与经济发展的过程中贡献巨大 ．但也依然掩盖不了 h⋯ ／ o - 图 4 平均水平主应 力与垂直应 力的比值 随深度 的变化规律 3结 语 1 淮 南 矿 区地应 力 场宏 观 类 型大 致属 于 大地 动力场一 准静水压力场 ， 最大主应力为水平方 向。 2 淮南矿区最大主应力在 1 8～3 O MP a 范 围 内的测点有 3 1 个 ． 约 占测点总数的 7 2 ． 1 ％， 矿区深 部整体上属于高地应力区。 3 淮南矿区垂直应力随深度变化关系可表示 为 盯 0 ． 0 2 5 3 H mp a 4 淮南矿区平均水平主应力随深度变化关系 则可表示为 仃 0 ． 0 1 3 0 2 H7 ． 5 9 5 淮南矿 区的侧压 比介于 O ． 5 1～1 ． 8 2之 间 ．大部分测点 的侧压 比介于 1 ． 0 1 ． 4 6之间 ． 并 且随深度 的增加逐渐减小 ．且在 8 0 0 1 1 0 0 m深 部地层 ． 侧压比接近 1 平均水平主应力与垂直应力 的比值随深度变化关系可表示为 O h a v ／ 0 “ 1 9 7 ． 9 5 ／ H 0 ． 6 7 参考 文献 [ 1 ] 蔡美峰． 地应力测量原理和技术 [ M] ． 北京 科学 出版社 ， 2 0 0 0 ． [ 2 ] 袁亮． 深井巷 道围岩控制理论及 淮南矿 区工程 实践 [ M] ． 北 京 煤炭工业 出版社。 2 0 0 6 ． [ 3 ] 刘泉声， 刘恺德．淮南矿 区深部地应力场特征研究[ J ] ． 岩土力 学， 2 0 1 2 ， 3 3 7 2 0 8 9 2 0 9 6 ． [ 4 ] 孔凡顺， 李文平， 孙如华． 兖滕一 徐淮矿区地 应力与井筒破裂关 系研究[ J ] ． 中国煤 田地 质， 2 0 0 3 ， 1 5 2 3 53 7 ． [ 5 ] 韩军， 张宏伟． 淮南矿 区地应 力场特征 [ J ] ． 煤 田地质与勘探， 2 0 0 9， 3 7 1 1 72 1 ． [ 6 ] 韩军 ， 张宏伟 ， 宋卫华等． 煤与瓦斯突出矿区地 应力场研 究[ J ] ． 岩石力 学与工程 学报 ． 2 0 0 8 ， 2 7 A 0 2 3 8 5 23 8 5 9 ． [ 7] 彭向峰 ， 于双忠． 淮南矿 区原岩应力场宏观类型工程地质研 究 [ J ] ．中国矿业大学学报， 1 9 9 8， 2 7 1 6 0 6 3 ． [ 8 ] 康红普 ， 姜铁 明， 张晓等． 晋城矿 区地应力场研究及应用[ J ] ． 岩石力 学与工程学报 ， 2 0 0 9 ， 2 8 1 18 ． [ 9 ] 康红普 ， 颜立新 ， 张剑等． 汾西矿 区地应力场测试及分析 [ J ] ． 采矿与安全工程学报 ， 2 0 0 9， 2 6 3 2 6 3 2 6 8 ． 作 者简介 董鹏 1 9 9 0 一 ， 男 ， 安徽 阜 阳人 ， 安徽 理工 大 学土 木建 筑学院在读硕士研 究生． 主要从事地 下结构工程 方面的学习与研 究。 收 稿 日期 2 01 5 - 0 7 - 0 9 1 0 2 煤炭科技 2 0 1 5年第 3期 在锅炉的使用过程 中严重的能源浪费问题 近些年 来 ． 为应对严峻的能源短缺形势和浪费现状 ． 我国在 逐步加大对节能减排的宣传与推动力度发展经济的 同时 ， 最大程度地保护环境 、 节约资源 ， 走可持续 发 展之路 笔者结合 自身工作经验 ． 对我 国火 电厂锅炉 的现状 和存在 的问题进 行 简要 论 述 ．并对 锅炉 节 能 减排的策略和可行性措施进行探讨 1 火 电厂锅炉节能减排的现状 伴随着我 国社会主义市场经济的飞跃式发展 ． 锅炉的制造水平也有了显著提升．这在经营规模的 扩大、 技术水平的提升 、 行业标准的规范以及产品种 类的增多等几个方面都体现得非常明显 。 但是 ， 这并 不能掩饰在锅炉的生产 、制造和使用过程 中对环境 的破坏 和对 资源 的严重 浪 费 。为了最 大程 度实现 环 境的保护和资源的节约．我 国近年来对锅炉生产与 使用过程 中的节能、环保以及安全问题提出了越来 越高的要求 ． 但实际状况依然不是非常乐观 ， 存在着 行业生产较为分散、厂商数量较多但生产能力普遍 不高、 企业难 以实现均衡发展等问题。此外 ， 我国的 锅炉普遍存在着能源消耗高 、 能量转换效率低、 整体 技术水平较低等问题 ．与国际先进水平还有着较为 明显 的差 距 。 急需 得到 解决 ⋯。如 表 1 所 列 。 表 1火电厂大气污染物排放标 准 燃料收到基灰分 A a r ． ％ 分类 烟气林 A a r ≤1 0 1 0 Aa r 2 O 2 5 Aa r 3 0 0 3 5 4 0 格 曼黑 ≤2 0 ≤3 0 ≤4 0 度 级 6 7 O t ／ h及 以 上 或 在县 及县 以 上 城镇 规划 区 1 5 0 2 0 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 6 0 o l 内 的火 电厂 锅 炉 6 7 O 1以 下 且 在县 规划 区 以 5 0 0 7 0 0 1 0 0 0 l 3 0 0 1 5 0 0 l 7 0 0 2 0 0 O 1 外地 区 的火 电 厂锅炉 1 锅炉容量较小 ， 普遍存在着老化现象 。锅炉 的 生产 厂家 鱼龙 混杂 ， 锅炉 质量 差距 较 大 ． 有 的锅 炉 实际运行平均负荷只有预定热负荷量的 7 0 ％左右 2 自动化水平低 ． 辅机和燃烧设备 的质量满足 不了使用要求 ， 鼓引风机无法与其他设备 良好协同。 实际运行过程 中． 普遍没有为锅炉配置相关的运行 检测装置 ． 技术人员在对锅炉热负荷变化和燃烧情 况进行调整的过程 中． 往往缺乏具体的检测数据 ． 只 能根 据感 觉 和经验 进行 ． 锅 炉 的运行情 况 无法 根据 负荷的变化进行及时和正确的调整 ． 进而造成资源 浪费。 3 锅炉的设计煤种得不到满足 ． 所使用的煤种 质量较差 据了解 ． 为锅炉所供应 的原煤大多未经 足够的洗选和加工 ． 灰分 、 热值和颗粒度都不达标。 设备与燃料 的特性不匹配 ． 在发生煤种变化时 ． 工况 自然也 产 生 了相 应 的变 化 ． 而这种 变化 大 多都是 负 面的． 制约 了锅炉效率的提升 。此外 ， 由于采用的煤 种质量不一 ． 其 中粘结性的物质含量也相对很高 ． 这 也就造成了锅炉 内受热面积灰和结焦现象非常严 重 国内现阶段对结焦和积灰进行清除的方法主要 包括化学和机械两种 ． 但 因锅炉结构存在着较大差 异 ． 积灰和结焦的成分也有区别 ． 实际上对其进行清 除的效果并不能达到预期 _ 2 l 4 水质不达标 ， 水垢现象严重。根据相关标准 的规定 ． 锅炉都需要配置相应的水处理装置或加药 设备 ． 但现阶段依然有为数众多的工业锅炉在使用 着严重超标的水进行作业 5 技 术人 员操 作水平 较 低 ， 业 务不 熟 ， 排烟 温 度较高 锅炉的运行和维护过程中得不到 良好的监 督和控制 ． 大部分锅炉都长期处于低负荷运转状态 中． 造成 了大量的燃料没有得到充分燃烧 ． 所排出的 温度也远高于预期值 ， 造成 了大量的热损失。 6 大多锅炉都没有将所配置的脱硫设备投入 使用 ． 有些甚至从一开始就没有安装 ． 这就使锅炉所 排放 的污染远超预期 ． 也使其成为国内大气污染的 主要 污染 来 源 2 实现 火 电厂锅炉节能减排 的可行性措施 2 ． 1 调整 和优 化 锅炉燃 烧 调查研究表明． 我 国大部分 的火 电厂都存在着 2 0 1 5年第 3期 张 俊等 对火电厂锅炉节能 减排的探讨 1 0 3 因燃烧调整而导致锅炉科学性 、 合理性降低的现象 ． 造成燃烧的不充分和锅炉使用效率的降低 图 1为 锅炉 燃烧 器实 体 。 因此 ． 在 试 图实 现节 能减 排 的过 程中． 锅炉燃烧 的有效调整是非常重要的一个环节 当然 ． 要想能够使锅炉内的燃料得 到充分燃烧 ， 只对 燃烧进行调整还不够 ．技术人员还要对风量配比进 行合理调整 ． 将空气系数控制在合理范围内． 使风量 配比工作的科学性得到强化和提升 ．进而锅炉运行 能够始终处于理想状态下 ． 保障燃烧 的充分进行 如 果在进行风量配 比的调整之后空气系数不合理 ． 就 会提高因排烟所造成的热量损失 ．会 因空气系数的 增大而加快气流传递速度 ．进而使煤粉颗粒无法在 炉内停留并燃烧足够的时间．无法在燃烧过程中与 空气充分接触并混合 ．使不完全燃烧的比值高于理 想值 ． 最终影响锅炉的运行效率 。 从这一方面我们可 以看 出．空气系数的科学调整对能源损失的遏止有 非常积极的作用 图 1锅 炉燃烧器 实体 对空气系数 的调整方法 在使用锅炉进行 日常 作业的过程中 ， 要想提升负荷 ． 就必须在一定程度上 提升风量 ． 当风量的调整比值大于燃料量比值之后 ． 再逐渐提升燃烧量。 如果负荷降低 ． 那么就要适当降 低风量 ． 在风量调整的比值小于燃料量 比值之后 ． 再 降低燃烧量 在对锅炉的燃烧系数进行调整时 ．如果负荷在 2 3 0～2 5 0 MW 的范 围 内 ．氧量 在 规 定值 的 1 0 2 ％ ～ 1 0 3 ％． 那 么即使降低燃料量 ． 也会造成 氧量表 的指 数高于实际值 。 另外 ． 燃料量对空气量比率的要求提 升之后 ． 也会对炉膛内的温度带来直接影响． 使锅炉 无法进行充分燃烧 ． 降低其热效率 ． 进而严重影响到 火电厂的节能减排工作 所 以． 工业锅炉燃烧 的合理 优化与调整对于锅炉能源消耗的降低意义重大_ 3 ] 2 - 2加 强锅炉 内受热 面的 吹灰 工作 在锅炉的运行过程中．必须始终对受热面进行 吹灰操作。 在锅炉能耗中． 热损失是其中最大 的一部 分 。 所 占比率高达近 4 0 ％。此外 ． 随着运行过程中排 烟温度 的提升 ． 排烟带来的热量损失也会越来越高。 所 以． 火电厂必须重视锅炉受热面的清理工作 ． 使受 热面上 的积渣 、 积尘得到最及时和最大程度的清理 ， 从而避免因积渣、积尘过多而降低受热面的传热能 力 ． 进而因排烟温度的上升而损耗更多的能源。 实际上 ．锅炉的维护和检修工作应该结合锅炉 的实际情况来进行 ． 依照相关规定和要求 ． 进行锅炉 清灰的频率与次数的合理、 科学安排 ， 从而为锅炉的 理想化运行提供最大程度的保障．减少在这个过程 中 的能源 浪费 和损 失 2 ． 3锅炉 漏风 现 象的有 效预 防 对火 电厂来说 ．锅炉 自身的结构和功能缺陷是 造成能源浪费的根本原 因之一。 因此 ， 锅炉状态的良 好与否对于节能减排工作成效的高低而言是决定性 的影响因素 如果锅炉任意一个部位 出现 了漏风 ， 都 会造成锅炉内部气体体积升高 。增大排烟过程中热 量 的损耗 。 同时也提高了引风机的用 电量 。所 以， 锅 炉漏风现象的有效预防能够在很大程度上降低能源 的损失与浪费 。 此外 ， 锅炉的漏风还会降低空预器的 烟温 ． 所以． 锅炉的密闭性能对于运行过程中引风机 效率的保障 、 锅炉 内部气体体积的保持 、 锅炉的完全 燃烧以及锅炉 内积渣 、积灰的减少都有着非常重要 的意义 ．对锅炉内热量传递和锅炉设备的性能带来 决定性影响 3结语 对锅炉节能减排工作的大力推动 ．能够有效减 少能 量 的损耗 和 浪费 、抑 制生 产过 程 中对环 境 的污 染 、 保障可持续发展的平稳推进 。因此 ， 政府各部 门 和各火电厂企业 ． 乃至每一位一线工作人员 ． 都需要 认识到锅炉节能减排的重大意义 ．并在实际生产过 程中采取所有可行的措施来为其提供可靠保障 【 参考文献】 [ 1 ] 金兴． 浅谈火力发 电厂 的节能减排技术 [ J ] ． 上海节 能， 2 0 1 1 ， 8 71 0 ． [ 2 ] 张磊 ， 孙 立秋 ， 段秋喜 ， 等． 火 电厂 中燃煤锅炉余热 的利用技术 的应用[ J ] ． 科技致 富向导 ， 2 0 1 2 ， 2 3 1 8 3 ． [ 3 ] 吴琼． 火力发 电厂锅 炉节能降耗 的对策 与措施 [ J ] ． 重庆 电力 高等专科学校 学报 ， 2 0 1 1 ， 1 6 1 5 55 7 ． 作者 简介 张俊 1 9 8 6 一 ， 男 ， 山西孝义 人 ， 2 0 1 0年 毕 业于 中国矿 业大学热能与动力工程专 业． 霍州煤 电集 团 吕梁 山煤 电有 限公司方 山发 电厂助理工程师。 收 稿 日期 2 0 1 5 0 7 2 5