摘要:锅炉的能源消耗量较大,且存在着能源利用率低的问题,因此,做好锅炉的节能工作就成了我国节能工作的重要组成部分,本文分析了影响锅炉能源利用率的原因,列举了锅炉节能的主要方法,并提出了具体的节能措施。
关键词:电厂 节能减排 锅炉节能 用热系统
0 引言
能源是一种重要的战略物资,无论是对国民经济的发展,还是对人民生活水平的提高,都起着至关重要的作用。随着我国改革开放的深入进行,国民经济迅速发展,综合国力逐渐增强。同时,对能源的需求量也日益提升。尽管我国幅员辽阔,各种资源的储备量均位居世界前列,但由于人口众多,导致人均资源占有量远低于世界平均水平,能源形势不容乐观。为了应对这种情况,我国政府提出了节约与开发并重的能源方针,其中节约处于首要位置。当前我国的能源利用率还不够高,节能技术和设备还不够先进,因此,节能设备和方法的研究工作具有很大的潜力。
1 锅炉节能工作面临的主要问题
1.1 燃煤质量不稳定且多变 我国大多数电厂所使用的工业锅炉都是以煤作为燃料,燃烧方式基本上都是层燃燃烧,因此,燃煤的品级高低和颗粒度大小直接影响着锅炉的燃烧效率。而我国供应的燃煤大多数是原煤,并没有经过加工处理,供应商们也往往将各种品级的煤混合在一起出售给工厂,导致了煤炭质量不稳定、品种混杂,热值往往低于锅炉的设计热值。此种供应状况导致了以层燃燃烧为主要燃烧方式的锅炉难以适应此种燃料,使得燃烧状况变差,锅炉输出功率降低,燃料燃烧不完全,降低热效率,同时也容易造成污染。
1.2 平均运行负荷率低 我国的工业锅炉普遍存在的另一个问题就是运行负荷率低,尤其是受世界金融危机的影响,很多地方的电厂锅炉运行负荷率还不到一半。造成这种情况的主要原因就是大多数企业在设计锅炉房的时候对企业的长期发展考虑过多,为最大需求量保留了过多的余地,导致了锅炉在实际运行时不能处于最佳的负荷状态,使得锅炉的运行效率进一步降低。
1.3 锅炉控制水平低下 我国电厂的工业锅炉运行条件差,运行控制水平低,检测仪表配备较少,缺少监控手段,不能全面反映锅炉运行工况,运行人员仍然依靠经验运行锅炉,人员素质普遍高。因此,往往不能对锅炉的运行状况做出准确判断,并进行相应的运行调整,无法使锅炉处于最佳工况运行。
2 锅炉节能的主要方式
工业锅炉对能源的消耗总量占全国能源总消耗量的三分之一以上,是我国耗能最多的设备之一,提升锅炉的节能水平对于我国的节能工作将起到重要作用。锅炉通过消耗能源来生产蒸汽或热水等二次能源,并通过热力管网将它们输送到各处用热设备。锅炉、管线和用热设备这三者组成了一个完整的用热系统,这个系统能源利用率的值等于锅炉、管线和用热设备各自热效率的积。很多单位在对锅炉进行节能改造的时候,只是一味的增加对锅炉本身的技术投入,缺乏对整个热力系统的总体考虑,由此导致锅炉越改越大,热效率有所增高的同时耗能量也随之增加,能源利用率没有显著提升甚至反而下降。因此,要提高锅炉的能源利用率,除了要提高工业锅炉本身的热效率,还要顾及到整个热力系统能源利用率的提升。
目前,锅炉节能主要通过三方面的工作来实现,一是软节能、二是硬件节能、三是系统节能。所谓软节能,就是重视对锅炉运行人员的培训工作以及加强燃料供应的管理,让燃料去适应锅炉。软节能相比于改造锅炉来说,投资少见效快,是锅炉节能的主要措施。硬件节能包括燃料加工(原燃的洗选、混配、筛分、破碎、成型煤等),采用新工艺、新设备,改造旧工艺、旧设备等。开展企业热平衡,改进管网和用热设备基础上,对锅炉的容量和热效率提出合理的要求,避免改造锅炉或更新的盲目性。硬件节能投资大周期长,而且只有在做好软件节能的基础上才能发挥作用,但它是大幅度节能的根本措施。
3 锅炉节能的具体措施
3.1 按计划有效利用蒸汽 对于拥有多台锅炉的锅炉房,各锅炉供汽量的分配应该按机组总效率最高的原则进行。效率高的锅炉优先承担负荷,在其满载以后,再由效率低的锅炉承担负荷。
为了提高蒸汽的有效利用率,无论怎样都不要在未得到功的情况下将高压蒸汽膨胀为低压蒸汽。在锅炉刚刚启动的时候,应尽量杜绝或减少排汽量,尽可能的将这部分蒸汽利用起来。同时保持疏水器能够正常工作,以便其热量能被扩容器顺利回收,疏水器里的蒸馏水水质极佳,可以回收并用于锅炉给水,节约水处理费用。
3.2 注意管网的保温 管网中的保温蒸汽管道及各种用热设备都会通过周围空气散失热量,无论是处于节能目的还是安全目的,对其进行保温都是必须要做的工作。在选择保温材料的时候,一是要保证其绝热性能好、导热系数低。二是要保证其在高温环境下工作的时候,扔能维持稳定的机械性能。三是材料的吸湿性要低,不能队管线造成腐蚀。
为了减少蒸汽管线的散热率,降低热能损耗,在选择管线的时候要尽可能采用最小的管径,并缩短输送距离,保证其维持较小的压降。如果压降较大且不易降低,就应通过利用其做功的方式降低。对于动力装置,应该采用高温高压蒸汽;对于工艺用汽,应采用低压和小的过热度。
3.3 回收烟气余热 热管换热器是一种高效的传热元件,普遍应用于锅炉烟道的余热回收。这种换热器由许多热管组成,具有体积小、重量轻、流动阻力小和传热功率大等特点。热管换热器属于热流体之间互不接触的表面式换热器,受热面位于工业锅炉的尾部,因此可以充分回收锅炉的排烟余热,使锅炉的热能利用率提高,以达到节约能源的目的。同时它还可以被改造成为热管式热水器、热管式空气预热器和热管式省煤器。其中,热管式空气预热器可以用来加热燃气,不仅可以降低由排烟造成的热损失,还能大大加强燃气的燃烧程度,有效降低烟尘含碳量以及由于不完全燃烧而带来的损失,从而使电厂锅炉的热效率大大提高。
3.4 回收蒸汽冷凝水 在实际生产中,蒸汽在完成自身的加热作用后所生成的冷凝水往往被直接排放掉。而事实上,只要没有被污染,冷凝水的水质其实是很接近优质蒸馏水的,完全可以将其作为锅炉用水。而且,饱和冷凝水还具有大约20%左右的蒸汽热能,直接排放,不仅造成了热能的损失,还增加了水处理费用。
蒸汽冷凝水的回收主要有两种方式,分别为开式回收和闭式回收。开式回收的主要特点是在对冷凝水进行回收和利用的过程中,管路的一端是敞开的,这种方法的优点在于其操作方便、设备简单、所需资金少,缺点就是所获得的冷凝水能量较小。闭式回收所使用的设备都处于密封状态,且能保持一定的压力。闭式回收采用喷射技术来解决高温冷凝水的泵送气蚀问题,使得冷凝水中的大部分能量可以通过回收设备再次回到锅炉中。由于结构全封闭,水质也由此得到了保证,减少了净化费用。
相对来说,闭式回收方法具有更高的节能率,也具有更高的普及率。
4 结论
综上所述,想要搞好电厂锅炉的节能工作,就要做到软硬节能和系统节能的有效结合,以便其相互补充,相互完善。本文介绍的只是一些基本的锅炉节能措施,还有很多措施等着我们去开发和利用。只有真正将节能和对资源的合理利用放在心上,在日常工作中采取各种有效措施积极节能,才能不断的提高电厂锅炉的能源利用率,让有限的资源发挥出最大的作用,为国民经济的发展和综合国力的增强奠定坚实的物质基础。
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