姚照宇

摘要：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對生產(chǎn)與生活用電的需求量也在逐漸加大。在這一背景下，我國的火力發(fā)電廠在經(jīng)營規(guī)模與發(fā)電量等方面都實現(xiàn)大幅度地提升與發(fā)展。但是在這一過程中，火力發(fā)電廠鍋爐的巨大能耗也引起相關(guān)部門和社會輿論的重視。在本研究中，針對我國火力發(fā)電廠鍋爐能耗高的原因進行深入分析，并在這一基礎(chǔ)上針對問題制定更加全面的解決對策和措施。通過本研究，希望能夠幫助我國的火力發(fā)電廠進一步降低鍋爐的能耗，為實現(xiàn)節(jié)能減排做出一定的貢獻。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;鍋爐能耗;節(jié)能減排

一、引言

我國是傳統(tǒng)的電力資源與能源需求大國。大量的火力發(fā)電廠是當(dāng)前我國的主要的能源消費企業(yè)，對我國的能源消耗量能夠產(chǎn)生深刻的影響。針對當(dāng)前部分火力發(fā)電廠能源消耗過多的問題，政府相關(guān)部門和發(fā)電廠的管理層都提出了很多解決措施。但是在實際生產(chǎn)中，發(fā)電廠鍋爐存在的一些問題仍然對鍋爐能耗的降低產(chǎn)生嚴重的消極影響。針對這一問題進行研究可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前很多火力發(fā)電廠技術(shù)和設(shè)備陳舊是導(dǎo)致鍋爐能耗無法得到有效降低的重要原因。

因此，針對火力發(fā)電廠能耗問題和節(jié)能減排方法進行研究就具備了重要的研究意義和價值。在本研究中，將主要分析導(dǎo)致火力發(fā)電廠鍋爐能耗無法快速降低的原因，并在這一基礎(chǔ)上提出科學(xué)的解決對策和措施。

二、我國火力發(fā)電廠發(fā)展情況簡介

火力發(fā)電是我國電力企業(yè)最主要的發(fā)電形式之一。在我國，作為電力行業(yè)的主力軍，火力發(fā)電廠在數(shù)量、經(jīng)營規(guī)模與發(fā)電量等方面都得到了快速的提升。

在進入21世紀之后，我國的火力發(fā)電發(fā)展水平提升速度呈現(xiàn)出大幅度加快的趨勢。早在2001年至2005年，經(jīng)國家環(huán)保總局批準建設(shè)的火力發(fā)電項目就達到472個，總裝機容量達到344382兆瓦。僅在2004年，相關(guān)部門審批通過的火力發(fā)電建設(shè)項目就超過100個。

在我國，正處于運行狀態(tài)的火力發(fā)電廠中，最大的就是內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司。該公司的總裝機容量達到672萬千瓦，是世界上現(xiàn)存最大的火力發(fā)電廠[1]。

三、火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的必要性

（一）保護資源與環(huán)境

當(dāng)前我國最主要的發(fā)電方式之一就是火力發(fā)電。而在火力發(fā)電廠的運行過程中，需要消耗大量的煤炭、天然氣等能源。大量的能源消耗不僅增加了我國的能源生產(chǎn)與進口負擔(dān)，而且導(dǎo)致煤炭、天然氣等不可再生能源出現(xiàn)了快速消耗?？梢哉f，火力發(fā)電廠鍋爐能耗問題的出現(xiàn)與惡化，對我國的能源安全造成嚴重威脅。同時，煤炭等能源在火力發(fā)電中的大量使用，也導(dǎo)致更加嚴重的大氣污染。

例如，在圖1中，火力發(fā)電廠排出的濃煙成為導(dǎo)致霧霾的罪魁禍首之一。因此，想要保護資源與環(huán)境，就必須對火力發(fā)電廠鍋爐的能耗進行有效地限制。只有如此，才能在維護我國能源安全的同時更加有效的保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[2]。

（二）提升我國電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平

對于火力發(fā)電廠本身來說，鍋爐的能耗過高，也會導(dǎo)致其生產(chǎn)成本無法得到有效的控制。因此，需要針對鍋爐能耗問題進行重點的研究和解決。

1. 火力發(fā)電廠能夠通過節(jié)能減排有效地降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)自身盈利能力的進一步提升。

2. 降低鍋爐能耗也能夠促使火力發(fā)電廠合理的降低電力資源的價格，從而在實現(xiàn)自身經(jīng)營水平提升的基礎(chǔ)上促進電力行業(yè)整體發(fā)展水平的進一步提升。

3. 在解決鍋爐能耗問題之后，火力發(fā)電廠的總體技術(shù)水平也能夠得到更加有效地提升。

從這幾個角度來看，對火力發(fā)電廠鍋爐能耗問題加以解決是相當(dāng)必要的。

（三）為經(jīng)濟的發(fā)展提供穩(wěn)定的電力保障

對于電力企業(yè)來說，降低鍋爐的能耗，意味著其在單位能耗和時間相同的情況下能夠生產(chǎn)出更多的電能。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，生產(chǎn)生活用電的需求不斷加大，這一情況對電力資源的穩(wěn)定供應(yīng)能夠起到非常重要的促進作用。

從這一角度來看，采用技術(shù)和管理手段對火力發(fā)電廠鍋爐的能耗進行削減也是相當(dāng)有必要的。同時，在其他條件大致相當(dāng)?shù)那疤嵯?，鍋爐的能耗越高，其在運行過程中發(fā)生故障的概率也就越高。降低鍋爐的能耗，有利于保障火力發(fā)電廠鍋爐的穩(wěn)定運行，從而為電力資源的穩(wěn)定供應(yīng)提供有力的保障。

四、導(dǎo)致我國火力發(fā)電廠鍋爐能耗較高的原因

（一）鍋爐質(zhì)量差

在我國，一些中小型火力發(fā)電廠為提升自身的經(jīng)濟效益，在建設(shè)過程中選擇了質(zhì)量交叉的鍋爐作為發(fā)電設(shè)備。這些質(zhì)量比較差的鍋爐在運行過程中不僅無法實現(xiàn)對燃料的有效利用，而且會產(chǎn)生大量的空氣污染物。

質(zhì)量比較差的鍋爐還存在運行不穩(wěn)定，安全事故發(fā)生率高等問題，對火力發(fā)電廠的穩(wěn)定運行造成嚴重的不利影響。在現(xiàn)階段，鍋爐質(zhì)量參差不齊已經(jīng)成為導(dǎo)致我國火力發(fā)電廠能耗大幅度增加的最重要原因之一[3]。例如在圖2中，某火力發(fā)電廠的鍋爐就存在能耗高和廢氣排放量大的問題。

（二）燃料質(zhì)量不穩(wěn)定

在我國的火力發(fā)電廠中，煤炭是應(yīng)用率最高的燃料（部分技術(shù)比較先進的火力發(fā)電廠使用的是燃氣鍋爐）。而在使用煤炭發(fā)電的過程中，相當(dāng)一部分火力發(fā)電廠不會對煤炭的質(zhì)量進行系統(tǒng)的檢測，導(dǎo)致煤炭的質(zhì)量不穩(wěn)定。

在這樣的情況下，很多火力發(fā)電廠使用煤炭發(fā)電的過程中存在電力供應(yīng)不穩(wěn)定的問題。煤炭質(zhì)量不穩(wěn)定導(dǎo)致的另外一個重要問題就是煤炭的使用量和單位時間內(nèi)的能耗增大。可以說，燃料質(zhì)量不穩(wěn)定是導(dǎo)致火力發(fā)電廠能耗增加的重要原因之一。

（三）鍋爐故障維修水平有待提升

1. 導(dǎo)致火力發(fā)電廠鍋爐能耗無法得到有效降低的另外一個重要原因就是鍋爐的故障維修水平不高。在一些火力發(fā)電廠中，鍋爐維修的技術(shù)與設(shè)備條件都處于比較落后的水平，維修工作效果的提升，主要依靠維修人員的經(jīng)驗和能力。在這樣的情況下，鍋爐出現(xiàn)故障后，維修人員就無法及時排除全部的鍋爐故障，導(dǎo)致鍋爐的能耗隨著運行時間的延長而不斷提升[4]。

2. 火力發(fā)電廠鍋爐維修的信息化水平處于比較落后的狀態(tài)，導(dǎo)致維修人員無法利用先進的信息技術(shù)手段第一時間發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對鍋爐故障，進而導(dǎo)致鍋爐運行的穩(wěn)定性隨著時間的推移進一步下降。在圖3中，某火力發(fā)電廠進行鍋爐維修時主要依靠維修人員手動進行，這種情況也加大了維修人員的工作負擔(dān)。

（四）鍋爐使用時間過長

火力發(fā)電廠使用的鍋爐與供暖鍋爐在使用中的最大區(qū)別就是火力發(fā)電廠的鍋爐需要保持長時間穩(wěn)定運行。

1. 長時間的運行導(dǎo)致鍋爐的使用壽命消耗給較快，因而其能耗會隨著運行時間的延長出現(xiàn)進一步增長的趨勢。

2. 長時間的運行也導(dǎo)致火力發(fā)電廠鍋爐的檢修時間比較有限，因而無法保障鍋爐運行狀態(tài)和能耗水平的穩(wěn)定。

3. 在我國一些建成時間比較長的火力發(fā)電廠，部分鍋爐已經(jīng)處于嚴重老化的狀態(tài)，卻仍然在運行，這一問題也是導(dǎo)致鍋爐能耗無法得到有效控制的重要原因之一。

（五）運行控制方式落后

在火力發(fā)電廠鍋爐的運行過程中，運行控制方式不合理也是導(dǎo)致鍋爐能耗增加的重要原因之一。在我國一些火力發(fā)電廠中，由于鍋爐的生產(chǎn)時間較早，性能比較落后，因而缺乏對鍋爐運行狀態(tài)進行監(jiān)測和控制的儀器儀表，鍋爐運行狀態(tài)的判斷和控制只能依靠操作人員的經(jīng)驗進行。這種情況不利于鍋爐運行的穩(wěn)定，也導(dǎo)致鍋爐運行過程中燃料無法充分燃燒，進而加大能耗與污染。對于火力發(fā)電廠來說，想要有效降低鍋爐的能耗與污染水平，就必須解決這一問題[5]。

五、降低火力發(fā)電廠鍋爐能耗的有效措施

（一）對鍋爐進行科學(xué)的改造升級

為保障過濾能耗的降低，需要火力發(fā)電廠對鍋爐進行更加科學(xué)的改造和升級。只有如此，才能保障鍋爐的燃料燃燒充分和燃料的利用效率，降低鍋爐的單位能耗。在具體措施方面有以下兩點。

1. 火力發(fā)電廠需要對鍋爐的送風(fēng)機和引風(fēng)機進行技術(shù)升級，提升其送風(fēng)和引風(fēng)效果，從而促使鍋爐內(nèi)的空氣更加充分的流通，保障燃料的燃燒與利用效率。

2. 在對鍋爐進行改造的過程中，還需要對鍋爐的熱力輸送效能進行進一步改善，從而在消耗燃料同樣多的前提下為發(fā)電機組提供更多的熱能，進而在提升發(fā)電機組工作效率的同時有效降低鍋爐能耗。

（二）全面控制燃料來源和質(zhì)量

對于火力發(fā)電廠來說，在利用鍋爐進行發(fā)電的過程中需要對燃料的質(zhì)量進行科學(xué)的控制。有效控制燃料質(zhì)量不僅能夠降低鍋爐的單位能耗，而且能夠有效縮減企業(yè)的生產(chǎn)和采購成本，因而具有非常重要的意義。

1. 火力發(fā)電廠需要在采購燃料的過程中對不同供應(yīng)商提供的燃料進行檢測和質(zhì)量對比，并在這一基礎(chǔ)上選擇燃燒熱值和燃效效率更高的燃料[6]。

2. 在完成煤炭采購之后，需要針對煤炭進行全面的檢查和篩選，剔除煤炭中混入的石塊、煤矸石等雜質(zhì)，從而在原有的基礎(chǔ)上進一步提升煤炭的應(yīng)用效率。

3. 為保障燃料的燃燒效率和利用率，還可以通過設(shè)備改造進一步增大鍋爐的通風(fēng)效率。

（三）升級鍋爐維修技術(shù)

為有效降低鍋爐的單位能耗，火力發(fā)電廠需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對鍋爐的維修技術(shù)進行更加全面的升級和改造。只有做到這一點，才能在最大程度上保持鍋爐性能的穩(wěn)定性。

1. 火力發(fā)電廠需要研發(fā)或引進更多的先進維修設(shè)備和維修技術(shù)，提升鍋爐維修工作的技術(shù)水平和維修人員的工作效率。在這一基礎(chǔ)上，火力發(fā)電廠鍋爐的性能就能夠得到進一步提升，同時降低鍋爐的單位能耗。

2. 為進一步加強鍋爐維修工作的效率和質(zhì)量，火力發(fā)電廠需要在鍋爐維修中應(yīng)用更多的信息技術(shù)手段。例如，使用溫度傳感器對鍋爐溫度進行精確的檢測。在技術(shù)水平得到升級的前提下，鍋爐能耗就能夠得到更加有效地降低[7]。

（四）對老舊的鍋爐和零部件進行及時更換

為有效降低鍋爐能耗，需要火力發(fā)電廠對鍋爐或其中的關(guān)鍵零部件的使用狀況進行嚴密監(jiān)控，并在這一基礎(chǔ)上及時更換老舊的鍋爐或零部件。同時，由于火力發(fā)電廠使用的鍋爐屬于大型鍋爐，因而維修和更換的成本相對較高。為解決這一問題，需要做到以下幾點：

1. 需要火力發(fā)電廠對鍋爐進行全面的維護與保養(yǎng)，提升其使用壽命和使用效率，火力發(fā)電廠的生產(chǎn)成本就能夠得到比較有效地控制，從而為企業(yè)更換鍋爐提提供更加穩(wěn)定的資金保障。

2. 在更換鍋爐零部件的過程中，需要根據(jù)不同零部件對鍋爐能耗的影響決定零部件更換的優(yōu)先順序，鍋爐運行的穩(wěn)定性與能耗的降低就能夠得到更加有力的保障。

（五）改變落后的鍋爐運行方式

為改進鍋爐的運行方式，火力發(fā)電企業(yè)首先就必須對原有的鍋爐進行技術(shù)升級。

1. 增加各種對鍋爐運行狀態(tài)進行監(jiān)測的儀器與儀表，從而便于操作人員在鍋爐運行過程中對鍋爐的運行狀態(tài)進行更加科學(xué)的監(jiān)控和調(diào)整，將鍋爐的能耗維持在合理水平。

2. 針對鍋爐的不同運行狀態(tài)，需要建立完善的管理與控制機制。簡單來說就是規(guī)定在何種狀態(tài)下需要對鍋爐的運行狀態(tài)進行調(diào)整，以保障燃料的充分燃燒和利用效率[8]。

六、結(jié)論

綜上所述，在我國，部分火力發(fā)電廠的鍋爐能耗長時間處于較高的水平，對我國的能源安全與空氣質(zhì)量造成比較嚴重的威脅。由于火力發(fā)電是我國最主要的發(fā)電方式，因而解決這一問題刻不容緩。針對這一問題，本文對部分火力發(fā)電廠的鍋爐運行中存在的影響鍋爐能耗的問題進行深入研究，并在這一基礎(chǔ)上針對這些問題制定解決對策和措施。

通過本研究，希望能夠幫助我國的火力發(fā)電廠進一步降低鍋爐能耗，從而在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進一步加強自身的營運水平。同時，通過本研究，也能夠為緩解我國的能源與環(huán)境壓力做出一定的貢獻。

參考文獻：

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