当前,国内80%的家庭用电都是由火力发电厂提供的,因此,为了满足社会需求,供电企业就不得不加大发电量。核能,太阳能,水电,风能等都是一种很好的发电形式,但是受各种因素的限制,还不能实现规模化发电。众所周知,火力发电厂中燃煤质量的高低直接影响到机组的经济效益。例如一个600兆瓦的单元,其煤炭消耗量约为320克/度。随着全球对环境与能源问题的重视,各种产业都在努力实现节能减排,因此,减少燃煤的使用,将成为火力发电厂今后发展的重要方向。
一、减少排放的主要方式
1.1增加电厂净化系统的运行效率
在生产过程中,要实现节能减排,提高经济效益,可采取如下措施:(1)对火电厂的燃煤质量进行控制,做好节能降耗工作。煤的品质是火电厂经济效益的直接反映。在当今社会,燃煤电厂的发电成本中,煤炭占据了主导地位,大约占总成本的80%左右,同时也构成了上网电价的约40%的份额。如果煤的品质不得到提高,所用的煤的品质很低,就不可避免地会造成电厂的耗煤量和用电量的大幅度增加,这就使得锅炉等辅机具有了很高的能耗。因此,在实践中,要提高煤自身的品质,对入炉和入厂的煤进行质量管理,以达到对煤的合理控制,达到降低排放和提高效益的目的。(2)对锅炉的燃烧效率进行了优化,减少了燃煤能量的使用,同时对节能减排进行了有效的调控和管理。燃煤电厂用煤量最大的装置就是锅炉,通过对锅炉的燃烧效率进行优化,可以很大程度上达到节能减排的目的。在实际生产中,需要从多方面进行优化。首先,对炉膛内的空气温度、空气系数进行适当的升高,使空气与煤的配比得到最大程度的混合;其次,对锅炉内的一、二次风进行适当的调节,保证一次风与二次风的充分混合,进而对未完全燃烧的可燃气体和固体中的热量进行有效的控制。其次,通过严密的水冷壁、炉壁结构和先进的隔热材料等手段,提高锅炉周围环境的温度,减少热量的散失,进而达到对锅炉本身散热所引起的热量损耗的调控目标。第三,通过对锅炉排渣量的控制,以及对排渣温度的检测,对其所承载的热能进行了控制。
1.2加强锅炉过程管理
针对锅炉的工作条件及生产特性,合理安排大、中、小修的计划,做到未“病”就预防,有“病”就及早治疗,将事故消除于萌芽阶段。制定锅炉启停的工作程序及关键点,制定运行过程中巡视的程序及内容,做好锅炉在使用过程中及停机后的维修工作。指定给旋转装置加润滑油的时间。定期检查安全设备,例如:每六个月检查一次压力表,每班按照常规程序清洗一至二次水位表,每星期手动排汽一次,每个月一次让安全阀手动排汽测试。强化备份件的管理,以保证在必要的情况下可以进行及时的替换和维护。对各岗位的岗位进行分工,建立健全的安全巡查机制,将安全隐患排除在外。要做好点火前的各项准备工作,及时排除可能发生的危险,保证锅炉的安全运转。要清楚定期检查的内容,程序,记录事项,以保证锅炉和辅机的正常运转。对锅炉本体、安全附件、安全保护装置、仪表及辅机等进行监督检查,以保证设备的安全可靠运转。
1.3引入新技术减少污染物排放
目前,我国火力发电厂超过80%的可燃材料来源于燃煤。如果使用的煤炭品质不好,那么热能工程在燃烧过程中就不能得到灵活的利用,电厂想要达到同样的用电量,就必须提高煤炭的使用量,这会直接导致成本的提高。所以掌握好煤源,提高煤质质量,是实现能源节约的重要措施。另外,电厂加热炉的燃烧效率和节能减排也有直接的关系。对于火电厂来说,加热炉是一个能源消耗大户,通过提高其燃烧效率,减少燃煤消耗,有利于实现节能。加热炉的燃烧效率是一个多层次的工作,可以通过如下措施来实现:(1)增加炉内的温度,确保在锅炉中能够充分地燃烧,同时要使空气和煤炭均匀地混合在一起,或者把煤研磨成细粉,使加热炉内与煤气充分地接触;(2)采用优质的绝缘材料等方法,使加热炉周围的气体温度升高,减少由温度变化引起的发热量损耗。
二、提高发电机组效率的主要方式
2.1锅炉节能技术
因为锅炉中的熔渣越多,SO3的含量就越高。水冷壁、后屏、后屏等部位的渣量增大,使烟气中SO3的生成增多,从而影响了受热面的传热效果。传统的节能方法,即将过程设计成一种熔渣与污垢的控制方案,尤其是在锅炉的辐射区和对流区。化学处理剂与空气和水混和,然后被喷射到烟气之中。“标靶性”区是根据计算流体力学(CFD)来确定的,从而保证了在知道有问题的区域时实现最大覆盖范围。向烟气中加入化学品,目标是存在热量传递问题或有利于SO3生成的化学反应的地区。从而可以确保:喷出的物料可以顺利地抵达故障地区,并得到高效的使用。这样,当生成熔渣时,这些添加剂就会与熔渣进行反应,并且会渗入现有的沉淀物中,对其结晶性质产生影响。这样做可以使飞灰破碎,并使其易于从表面上除去。综合以上分析,可以有效地提高锅炉的运行效率。这样,不仅可以解决废气排放问题,而且可以产生可观的经济效益。水冷壁性能改造(喷节能涂层)对换热、换热进行优化是锅炉设计的基本目标。电厂锅炉的传热元件包括水冷壁、过热器和省煤器等,而水冷壁又是其主要的传热元件。在保证其他换热元件正常工作的情况下,加强水冷壁换热,可以使机组输出功率增大,实现最优换热,实现节能。锅炉水冷壁传热与其几何尺寸和材质有关。在役锅炉中,最好的传热方式是:不改动结构,不替换材质,只增加吸热能力。该工艺是为改善水冷壁传热效果而开发的。根据电厂锅炉的工作条件,选用了在炉温范围内黑度很高的各种材质,并进行了纳米化处理。并具有良好的粘接强度,抗冲刷,耐老化,减缓高温氧化,减少积炭等特性。本发明还可加快燃油脱附速率,强化燃烧,扩大节煤效应。
2.2优化汽机系统
作为电站的又一关键部件,汽轮机组的正常工作与生产效率直接相关。为了改善涡轮的性能,应采取高效率的设计、改善叶片、转子的加工质量、降低机械损失等措施。另外,对机组进行经常性的维修保养,是保证机组安全可靠地工作的重要保证。此外,对机组进行适当的负荷调节、启停等操作策略的优化,对改善机组的性能以及机组的综合效益都是有帮助的。
2.3充分利用余热产生电力
提高燃油利用率的途径有很多,其中包括使用先进的燃烧技术、提高燃烧效率和降低燃油消耗等。另外,通过对燃料进行干燥、粉碎和分级,可以提高燃料的燃烧性能,减少燃料的能耗。通过对燃料的选择、处理及燃烧过程的调控,使燃料利用率最大化,降低热扰动对发电的负面影响。
结语
随着社会的进步与发展,国家对电力的需求量将不断增加,能源行业也将继续发展。目前,我国仍以燃煤发电为主体,虽然新能源将在今后的几年中得到大力发展,但在短时间内仍将以煤为主体,因此,如何有效地利用煤炭资源,是目前煤炭行业的重要工作。世界上的能源是有限的,这必然会对工业的发展产生一定的影响。所以,加强煤炭能源的节能研究,对于国家和世界都具有十分重大的意义。
参考文献:
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作者简介:孙雷(1995-),男,汉族,江苏沭阳人,本科,集控运行主值,研究方向:火电厂集控运行。