陜西金泰氯堿化工有限公司熱電分廠 魯曉強(qiáng) 魯 韻

1 電廠鍋爐運(yùn)行中應(yīng)用節(jié)能降耗技術(shù)的必要性分析

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用于電廠生產(chǎn)運(yùn)行中，并從電廠鍋爐生產(chǎn)運(yùn)行的多個方面解決了能源消耗的問題，進(jìn)而提高了電廠過程運(yùn)行中的能源利用效率。在工業(yè)化快速發(fā)展的時代，節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用提高了電廠鍋爐管理和控制的效率。我國電廠多是火電廠發(fā)電，依靠煤炭資源燃燒進(jìn)行發(fā)電，因此鍋爐設(shè)備在煤炭能源的節(jié)能降耗方面非常重要。節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化了鍋爐設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低了電廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵物質(zhì)，達(dá)到了電廠能源利用節(jié)能降耗的目標(biāo)，因此節(jié)能技術(shù)在電廠鍋爐運(yùn)行中的應(yīng)用是非常必要的。

電廠鍋爐運(yùn)行中存在的能源消耗量大以及能源利用率不高的問題，采用節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用于電廠鍋爐運(yùn)行中，是改善和優(yōu)化能源供需不平衡及能源利用率低等問題的有效方法。電廠生產(chǎn)對于人們的生活生產(chǎn)及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展都是非常重要的，電廠鍋爐運(yùn)行中節(jié)能降耗方案的實(shí)施促進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。電廠鍋爐運(yùn)行應(yīng)用節(jié)能降耗技術(shù)也是響應(yīng)國家政策號召，不僅滿足減少能源消耗的基本需要，而且可以提高電廠的生產(chǎn)效益。在電廠生產(chǎn)中，鍋爐運(yùn)行技術(shù)結(jié)合節(jié)能降耗技術(shù)并對節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和優(yōu)化，才能夠真正實(shí)現(xiàn)電廠鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時達(dá)到節(jié)能降耗的目的。節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用于電廠鍋爐設(shè)備運(yùn)行中是可實(shí)現(xiàn)的，可在較少能源的基礎(chǔ)上最大化實(shí)現(xiàn)電廠生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，并保護(hù)了國家的生態(tài)環(huán)境發(fā)展，減少了更多煤炭資源的損耗[1]。

電廠鍋爐運(yùn)行中應(yīng)用節(jié)能降耗技術(shù)已成為電廠生產(chǎn)中重要的發(fā)展方向。節(jié)能降耗技術(shù)在電廠鍋爐運(yùn)行中應(yīng)用降低電廠生產(chǎn)能源消耗，提高電廠鍋爐運(yùn)行效率，保證電廠企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。電廠鍋爐設(shè)備更新很快，生產(chǎn)效率以及節(jié)能水平都得到了優(yōu)化和提高，但在某些關(guān)鍵環(huán)節(jié)還是存在能源消耗和浪費(fèi)的情況，因此在電廠鍋爐設(shè)備運(yùn)行中采用節(jié)能降耗技術(shù)是非常必要的。

2 電廠鍋爐運(yùn)行中節(jié)能降耗存在的問題分析

水質(zhì)對節(jié)能的影響。鍋爐水質(zhì)對鍋爐節(jié)能效果具有一定的影響，很多電廠鍋爐里的水沒有按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，在水循環(huán)中沒有安裝凈水設(shè)備，這樣沒有經(jīng)過凈化的水直接用于鍋爐加熱。由于水里含有較多的雜質(zhì)會吸附在鍋爐內(nèi)壁上，經(jīng)長時間積累鍋爐內(nèi)壁水垢越來越厚，鍋爐加熱需消耗比以往更多的能源。相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查分析，鍋爐內(nèi)壁水垢厚度每增加2mm，鍋爐消耗的能源比沒有水垢鍋爐消耗的能源多出5%。很多電廠都忽視了鍋爐內(nèi)水的凈化處理，這樣在水里產(chǎn)生很多的化學(xué)物質(zhì)，導(dǎo)致熱能的傳送速度降低，嚴(yán)重影響電廠鍋爐生產(chǎn)效率。鍋爐里面沒有經(jīng)過處理的水質(zhì)不僅會增加能源的消耗，而且會對鍋爐的安全生產(chǎn)增加安全隱患。

鍋爐燃料燃燒不足。鍋爐燃燒的能源主要是煤炭為主，燃料燃燒程度不同產(chǎn)生的熱水也不一樣。燃料不能充分燃燒的原因很多，包括鍋爐結(jié)構(gòu)以及燃料結(jié)構(gòu)的不同。燃料不能充分燃燒對電廠發(fā)電效率產(chǎn)生很大的影響，是提高鍋爐生產(chǎn)效率的重要內(nèi)容。鍋爐在運(yùn)行過程中需消耗很多能源，電廠發(fā)電負(fù)責(zé)很大的生活生產(chǎn)區(qū)域，電廠鍋爐數(shù)量多且規(guī)模也較大，鍋爐正常運(yùn)作時機(jī)組設(shè)備消耗能源多，影響電廠生產(chǎn)成本。鍋爐燃料中某些煤炭沒有經(jīng)過科學(xué)的加工處理，煤炭中的粒徑和灰分不同，這樣在燃燒過程中不夠充分，煤炭能量沒有徹底發(fā)揮出來，這樣鍋爐在運(yùn)行過程中會有不同程度的能量損失[2]。

鍋爐運(yùn)行消耗能源。電廠發(fā)電主要是給各個地區(qū)的用戶提供電力資源，電力發(fā)電的工程非常大，電廠鍋爐機(jī)組數(shù)量多，在鍋爐機(jī)組運(yùn)行過程中會消耗很多的能源。鍋爐機(jī)組系統(tǒng)比較復(fù)雜，因此鍋爐熱損失相對較大。電廠不同設(shè)備在中參數(shù)、高參數(shù)、超高參數(shù)、超臨界參數(shù)下的熱損失統(tǒng)計如下：鍋爐熱損失10%、9%、8%、7%；管道熱損失1%、1%、0.5%、0.5%；發(fā)電機(jī)熱損失1%、0.5%、0.5%、0.5%；汽輪機(jī)熱損失、0.5%、0.5%、0.5%、0.5%，據(jù)此可分析出鍋爐熱損失是整個電廠設(shè)備中熱損失最多的，在電廠運(yùn)行過程中鍋爐熱損失消耗了很多的能源。

節(jié)能降耗技術(shù)缺乏正確應(yīng)用。電廠生產(chǎn)運(yùn)行中所有的設(shè)備都會開啟，那么能源損耗比較大，而且沒有采用相應(yīng)的節(jié)能降耗技術(shù)，直接影響電能的生產(chǎn)。鍋爐運(yùn)行過程中缺乏有效的控制管理，而且又缺少一定的監(jiān)測設(shè)備，對鍋爐生產(chǎn)的參數(shù)無法精確的掌握，這樣根本無法保證燃料燃燒的充分，鍋爐生產(chǎn)運(yùn)行效率受到一定的影響。節(jié)能降耗技術(shù)在電廠鍋爐生產(chǎn)中應(yīng)用程度不夠，節(jié)能降耗技術(shù)具有一定的局限性，很多電廠對節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用重視度不夠。電廠鍋爐運(yùn)行過程中缺乏科學(xué)的管理方法，造成燃料燃燒不充分，影響電廠運(yùn)行效率，不利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。電廠鍋爐機(jī)組運(yùn)行中對再熱器的設(shè)計缺乏科學(xué)性，再熱器作用是再度提高鍋爐溫度，這樣鍋爐的利用率不僅受到影響而且降低了鍋爐使用壽命，還造成了一定的能源消耗。

3 節(jié)能降耗技術(shù)在電廠鍋爐運(yùn)行中的應(yīng)用

3.1 變頻調(diào)速技術(shù)

電廠鍋爐設(shè)備長期高負(fù)荷運(yùn)作，利用變頻調(diào)速技術(shù)可緩解鍋爐設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷，優(yōu)化鍋爐機(jī)組生產(chǎn)系統(tǒng)，減少鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行中能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目的。變頻技術(shù)是采用計算機(jī)控制系統(tǒng)以及交流電動設(shè)備對電廠鍋爐能源消耗能量進(jìn)行控制，變頻技術(shù)在電廠鍋爐運(yùn)行中的應(yīng)用，可對電廠鍋爐風(fēng)機(jī)進(jìn)行升級并促進(jìn)鍋爐風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而起到節(jié)能降耗的作用。

本文采用變頻調(diào)速技術(shù)可在鍋爐燃燒充分的狀態(tài)下，提高鍋爐內(nèi)部風(fēng)機(jī)的覆蓋范圍，提升鍋爐風(fēng)機(jī)的運(yùn)行模式，通過變頻來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的作用。在鍋爐給水泵的配置運(yùn)行中，采用變頻調(diào)速技術(shù)可對鍋爐水泵的性能進(jìn)行強(qiáng)化，提高水泵分配負(fù)荷的能力，進(jìn)而達(dá)到鍋爐水泵運(yùn)行效率的最大化，對鍋爐燃燒的狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)的調(diào)節(jié)。電廠鍋爐在沒有電機(jī)降容輔助情況下，采用變頻技術(shù)不僅可以減少轉(zhuǎn)矩脈動，提升鍋爐設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行性，而且可以減少調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障率，提高設(shè)備對電流抗干擾的能力，這樣設(shè)備的運(yùn)行可達(dá)到最佳狀態(tài)，提升了設(shè)備的使用壽命，從科學(xué)角度實(shí)現(xiàn)了電廠鍋爐運(yùn)行過程中的節(jié)能降耗 。

變頻調(diào)速應(yīng)用設(shè)計。由流體力學(xué)原理得知風(fēng)機(jī)和水泵都是平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，本文以IS150-125-400型號的離心泵為例，設(shè)定額定流量200.16m3/h，揚(yáng)程50m。然后配備額定功率45kW 電動機(jī)，電動機(jī)型號Y335M-5，采用變頻調(diào)速技術(shù)對泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)電廠鍋爐機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際情況，水泵全天24小時進(jìn)行運(yùn)作，在24小時內(nèi)12小時為負(fù)荷90%、電量W1；另12小時為50%負(fù)荷、電量W2；然后按照全年300天算，每年的節(jié)約總電量公式為W=W1+W2，其中W1=45×12×（100%-69%）×300=50220kWh，W2=45×12×（95%-20%）×300=121500kWh，W=W1+W2=50220+121500=171720kWh，如果每度電按0.5元計算，那么每年可節(jié)約電費(fèi)85860萬元，真正節(jié)約了電廠生產(chǎn)成本?？偨Y(jié)出變頻技術(shù)可降低風(fēng)機(jī)和水泵等設(shè)備的工作負(fù)荷，并提高了整個風(fēng)機(jī)和水泵等設(shè)備的工作效率，降低鍋爐系統(tǒng)的能源消耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的作用。

本文采用的變頻調(diào)速技術(shù)，在鍋爐機(jī)組中安裝定速設(shè)備并進(jìn)行參數(shù)配置，采用變頻技術(shù)對鍋爐機(jī)組運(yùn)行速度進(jìn)行合理控制，可降低鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行的能源消耗。電廠鍋爐運(yùn)行有效合理控制是降低能源消耗的重要內(nèi)容，因此定速設(shè)備的安裝和配置是鍋爐運(yùn)行系統(tǒng)節(jié)能降耗的重要工具。對定速設(shè)備進(jìn)行科學(xué)配置并對其工作性能進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合變頻技術(shù)對電廠鍋爐運(yùn)行的實(shí)際情況以及需求等方面進(jìn)行實(shí)時調(diào)控，尤其是對鍋爐機(jī)組中風(fēng)機(jī)和水泵的變頻調(diào)控，從技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

例如：在250MW 以上的鍋爐機(jī)組運(yùn)行中，給水泵標(biāo)準(zhǔn)配置為70%電動和3臺汽動。其中能耗消耗較高的是電動給水泵，且對每個250MW 的機(jī)組都要配置5MW 的電動給水泵，如按照每臺15小時運(yùn)行后退出電動給水泵，那么電能可節(jié)約30MW/h 以上，相當(dāng)于人民幣大約1.5萬元。根據(jù)國家政策在新的電廠鍋爐建設(shè)中選用高能源利用率和技術(shù)水平高的先進(jìn)設(shè)備，可提高能源利用率并實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的作用。本方案在輔助系統(tǒng)中安裝變頻調(diào)速裝置，應(yīng)用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對輔助機(jī)組系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的調(diào)節(jié)，保證輔助系統(tǒng)工作負(fù)荷滿足鍋爐機(jī)組運(yùn)行的基本需要。

3.2 鍋爐燃料技術(shù)

目前火力發(fā)電是電廠發(fā)電的主要方式，因此電廠鍋爐燃料技術(shù)的應(yīng)用是電廠鍋爐運(yùn)行重要的環(huán)節(jié)，提高鍋爐燃料技術(shù)應(yīng)用效率是電廠鍋爐節(jié)能降耗的重要手段。電廠鍋爐運(yùn)行中應(yīng)用節(jié)能降耗技術(shù)的同時，要充分考慮到燃料應(yīng)用問題，燃料是鍋爐運(yùn)行的主要能源，是鍋爐運(yùn)行節(jié)能降耗的關(guān)鍵部分。鍋爐燃料燃燒充分，提高燃料燃燒的效率要對鍋爐進(jìn)行改造升級。綠色環(huán)保前提下提高節(jié)能降耗技術(shù)在鍋爐燃料燃燒中的應(yīng)用，采用135MW 汽包煤粉爐對鍋爐燃燒進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，維持鍋爐運(yùn)行氣壓的穩(wěn)定，提高燃料在燃燒過程中的充分性和經(jīng)濟(jì)性，減少煤炭消耗，并結(jié)合對引風(fēng)量和送風(fēng)量的科學(xué)調(diào)節(jié)維持鍋爐內(nèi)氣壓的恒定，提高鍋爐燃料燃燒過程中的蒸汽壓力穩(wěn)定性。

本方案中鍋爐燃料技術(shù)的應(yīng)用，在蒸汽負(fù)荷壓力不斷變化過程中，在灰渣含碳量比較低的情況下提高煤炭燃燒的充分度，保證了鍋爐燃料燃燒的效率。采用鍋爐燃料技術(shù)作為工藝技術(shù)并對其進(jìn)行改進(jìn)，并采用清潔能源和生物能源作為鍋爐燃料，并對燃料能源進(jìn)行優(yōu)化配置，減少燃料在燃燒過程中的熱量損耗。電廠鍋爐設(shè)備體型大且內(nèi)部設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此對鍋爐設(shè)備的材料應(yīng)用和機(jī)組部件的連結(jié)上要進(jìn)行專業(yè)設(shè)計，選擇節(jié)能環(huán)保的材料對鍋爐進(jìn)行制作，這樣可改進(jìn)能源消耗不科學(xué)的問題。采用鍋爐燃料技術(shù)對煤排漏進(jìn)行優(yōu)化合理調(diào)整配風(fēng)參數(shù)，提高電廠鍋爐兩側(cè)通風(fēng)模式，通過纖維材料對鍋爐保溫材料進(jìn)行改造，提高鍋爐保溫性能并加強(qiáng)鍋爐的熱輻射和密封性。在鍋爐燃料燃燒過程中可適當(dāng)加入燃料添加劑，提升灰熔點(diǎn)進(jìn)而提高燃料充分燃燒的性能。采用鍋爐燃料技術(shù)對燃料進(jìn)行優(yōu)化管理，包括采購、運(yùn)輸、存儲和應(yīng)用等多方面的燃料管理控制，采用鍋爐燃料技術(shù)手段提升鍋爐燃料燃燒的利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗作用[3]。

3.3 輔機(jī)節(jié)能技術(shù)

輔機(jī)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用要結(jié)合電廠鍋爐運(yùn)行的實(shí)際情況，在輔機(jī)節(jié)能設(shè)計方案中，提高輔機(jī)節(jié)能系統(tǒng)的性能并降低電廠鍋爐運(yùn)行消耗的能源。采用液藕離心式風(fēng)機(jī)，提高電廠鍋爐節(jié)能降耗效率。液藕離心式風(fēng)機(jī)工作原理，是在減少自身對電能消耗的同時不斷提高輔機(jī)系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)的工作效率。對輔機(jī)節(jié)能方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化和完善，并在鍋爐實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行應(yīng)用，定期分析并討論輔機(jī)節(jié)能效果的實(shí)際情況，在輔機(jī)節(jié)能技術(shù)中，液藕離心式風(fēng)機(jī)在輔機(jī)節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用起到了節(jié)能降耗的效果，對輔機(jī)節(jié)能系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行不斷的技術(shù)改進(jìn)可提升風(fēng)機(jī)工作效率。

輔助系統(tǒng)是鍋爐運(yùn)行系統(tǒng)中消耗能耗較多的機(jī)組部分，也是是鍋爐機(jī)組整體安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要部分。采用人工調(diào)整方式對輔助系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，不僅工作效率低，而且由于輔助系統(tǒng)采用的風(fēng)機(jī)和水泵等設(shè)備采用定速模式運(yùn)行，這樣會增加鍋爐機(jī)組的工作負(fù)荷，不能起到節(jié)能降耗的作用。電廠鍋爐運(yùn)行中需要主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)共同配合，實(shí)現(xiàn)鍋爐機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。在鍋爐輔助系統(tǒng)中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，對鍋爐輔助系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理配置，降低機(jī)組轉(zhuǎn)動扭矩的脈沖，提升機(jī)組對電流的抗干擾能力，保證輔助系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷可以滿足電廠鍋爐運(yùn)行的基本需要，實(shí)現(xiàn)了電廠鍋爐節(jié)能降耗的效果。

本文輔機(jī)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用主要是采用對風(fēng)機(jī)葉片形狀進(jìn)行改善的方式，以及對風(fēng)機(jī)運(yùn)行原理進(jìn)行轉(zhuǎn)變的方法來降低風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的能耗。輔機(jī)節(jié)能技術(shù)在電廠鍋爐中的具體應(yīng)用，要重點(diǎn)對輔機(jī)工作效率進(jìn)行優(yōu)化，從實(shí)際運(yùn)行中提升輔機(jī)工作效能，這樣鍋爐運(yùn)行能耗控制方面才可達(dá)到理想的效果。在電廠鍋爐主系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時，采用輔機(jī)節(jié)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的作用，輔機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行也會消耗能源，因此對輔機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計也是輔機(jī)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。采用輔機(jī)節(jié)能技術(shù)提升輔機(jī)系統(tǒng)的使用效率方法，一是改進(jìn)輔機(jī)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)葉輪，增強(qiáng)風(fēng)機(jī)在實(shí)際工作中的運(yùn)行效率；二是采用變頻調(diào)速技術(shù)來調(diào)整風(fēng)機(jī)運(yùn)行過中產(chǎn)生的負(fù)荷，提高輔機(jī)工作效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的[4]。

3.4 照明節(jié)能降耗技術(shù)

本文在電廠鍋爐節(jié)能降耗方案的設(shè)計中，要充分根據(jù)實(shí)際情況對鍋爐運(yùn)行主系統(tǒng)和輔機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計。在電廠日常運(yùn)行中照明系統(tǒng)是保證電廠鍋爐設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵部分，照明系統(tǒng)設(shè)備也是節(jié)能降耗中要考慮的問題。電廠運(yùn)行需要24小時的照明，在照明設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)上減少照明設(shè)備的能耗，采用照明節(jié)能技術(shù)對照明設(shè)備進(jìn)行改造，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。照明節(jié)能技術(shù)要根據(jù)電廠照明需求的不同，采用對照明設(shè)備布置合理并且科學(xué)的方案，對照明設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化布置，在保證電廠照明的同時實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

本文應(yīng)用照明節(jié)能技術(shù)主要是優(yōu)化照明系統(tǒng)節(jié)能降耗，滿足照明系統(tǒng)的充足性和穩(wěn)定性，在滿足日常照明需要基礎(chǔ)上降低照明系統(tǒng)的能耗。本文采用照明節(jié)能降耗技術(shù)的方案：一是選擇科學(xué)合理的照明設(shè)備，由于不同照明設(shè)備的效果不同，并且消耗的能源也不同，因此構(gòu)建節(jié)能照明系統(tǒng)要選擇節(jié)能型的照明設(shè)備；二是科學(xué)優(yōu)化布置照明設(shè)備，在保證電廠照明的每個角落和位置基礎(chǔ)上減少照明設(shè)備數(shù)量的應(yīng)用，進(jìn)而降低電能的消耗。在鍋爐設(shè)備生產(chǎn)區(qū)域采用照明節(jié)能技術(shù)降低照明設(shè)備的能耗，減少電廠生產(chǎn)成本，降低電廠能耗速率。