电厂锅炉热动系统优化设计与运行管理

邢彦龙

摘要：近年来，我国社会发展迅速，电力工业是重要的支柱产业之一。电力工业是关系到国计民生的重要基础产业，也是社会经济发展、人民生活水平提高和社会稳定的重要保障。随着经济社会的不断发展，能源结构也在不断调整，能源消耗总量逐年增加。在节能减排的大背景下，电厂锅炉的运行方式也在进行优化。从锅炉运行中存在的问题出发，通过对其燃烧过程和影响因素的分析，探讨了电厂锅炉燃烧优化运行的相关策略。

关键词：电厂锅炉；热动系统；优化设计；运行管理

引言

燃煤锅炉是中国主要能源消耗和环境污染的来源之一。为了配合国内“能耗双控”和“碳达峰、碳中和”政策的全面落实，本文从燃煤锅炉的节能改造和环保改造两方面进行技术探讨。通过研究，这些技术可以提高能源利用效率，减少环境污染物排放，实现经济效益和环境效益的双赢。但是面对一些挑战，需要各方共同努力，加强合作，推动燃煤锅炉节能环保改造工作的顺利实施。

1电厂锅炉节能改造的重要性

作为能源转换的重要装置，电厂锅炉的能效直接关系到整个电厂的能源利用效率。随着能源紧缺和环境污染日益严重，节能改造显得尤为迫切。通过节能改造，可以有效降低电厂锅炉的能源消耗，提高发电效率。采用先进的节能技术和设备，优化燃烧过程，改进热能回收系统，可以减少能源的浪费和损失。这不仅有助于降低电厂的运营成本，还能提高发电效率，增强电厂的竞争力。同时，电厂锅炉节能改造有助于减少对不可再生能源的依赖，推动能源结构的优化。引入清洁能源替代传统能源，如风能、太阳能等可再生能源，减少煤炭等高排放能源的使用，有助于实现绿色低碳发展，为可持续发展打下坚实基础。此举不仅有助于保护有限的不可再生资源，还能减少温室气体排放，积极响应全球应对气候变化的行动。

此外，电厂锅炉节能改造也是保护环境的重要举措。优化锅炉的运行管理，提高能源利用效率，减少排放量，有助于减少大气污染物的排放，改善空气质量，保护生态环境。这对于城市的环境治理和人们的身体健康都具有重要意义。电厂作为能源的主要生产和消费单位，其节能改造不仅能使电力行业发挥示范效应，还为其他行业的节能减排工作提供了有益借鉴。

2燃煤锅炉的问题分析

2.1能耗问题

燃煤锅炉是中国主要能源利用装置之一，但其能耗方面存在严重的问题，主要包括燃煤能源利用率低和热损失大。由于燃煤锅炉的燃烧过程不能充分利用煤炭，其能源利用率较低，造成了能源的浪费。同时，燃煤锅炉在燃烧过程中会产生大量的热量，但由于热损失的存在，其中大部分热能未能被充分利用，导致能效低下。能耗方面存在的问题不仅对能源的利用效率造成了影响，还增加了燃煤锅炉的运行成本。由于燃煤锅炉能耗方面存在问题，每年消耗的煤炭量较大，而煤炭的采购价格相对较高，使得能源成本大幅增加。此外，由于能耗问题的存在，燃煤锅炉每年的碳排放量较高，导致环境污染问题日益严重。

2.2污染排放问题

燃煤锅炉的污染排放是目前亟待解决的问题之一，现有的燃煤锅炉存在着污染物排放高的严重局限性。燃煤锅炉燃烧过程中会产生大量的二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）。SO2是燃煤锅炉燃烧中产生的主要污染物之一，它会导致酸雨的形成，对环境和人体健康造成严重影响；NOx也是一种主要的大气污染物，对空气质量和人体健康都有着不可忽视的影响。燃煤锅炉的烟气中还存在大量的颗粒物。这些颗粒物包括可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5），它们对大气质量和人体健康都具有一定的危害。颗粒物污染不仅直接威胁人体呼吸系统，还会引发心血管疾病和呼吸道疾病。燃煤锅炉在燃烧过程中还会产生一些有害物质，如重金属、多环芳烃等。这些有害物质会对环境和生态系统造成较大的影响，并可能对人体健康产生潜在危害。

3电厂锅炉燃烧运行优化策略

3.1配风系统优化

配风系统是整个电厂锅炉燃烧系统的核心部分，通过对其进行优化，能够有效提升锅炉燃烧效率。通常情况下，锅炉配风方式主要有以下几种：一是直吹式；二是侧吹式；三是混合式。首先，在进行配风系统优化时，应尽可能减少侧吹式的配风方式，主要是因为侧吹式的配风方式会导致锅炉燃烧不稳定，容易引起火焰偏斜等问题。但是在实际应用过程中，由于侧吹式的配风方式也能够对锅炉燃烧效率起到一定的促进作用，因此，应尽量采用侧吹式的配风方式。其次，在进行锅炉配风系统优化时，还需要尽可能减少直吹式的配风方式，这主要是因为直吹式的配风方式容易造成炉膛火焰中心的偏移，导致出现火焰不稳等问题。另外在进行锅炉配风系统优化时，还应尽可能采用混合式的配风方式，因为混合式的配风方式能够将两种或多种类型的风门进行有效结合，从而提升锅炉燃烧效率。最后在进行锅炉配风系统优化时还应尽量采用混合型

3.2增设冷凝水回收装置

回收热能是锅炉运行节能的最佳渠道。冷凝水回收是必要举措，可以提高锅炉给水温度、降低燃料耗量、减少补给水量，大幅度降低锅炉内、锅炉外的水处理损耗。根据案述火电厂锅炉运行情况，首先可以选择开放式冷凝水回收系统，即在蒸汽输送到热设备完成做功后，借助疏水器向冷凝水箱排放冷凝水；然后可以借助高温水泵，将冷凝水箱内冷凝水输送到锅炉软化水箱；最后可以借助锅炉给水泵，将锅炉软化水箱内软化水输送到锅炉，同时向锅炉供应冷水、冷凝水，节省水资源。在此基础上，考虑到锅炉反应温度具有一定要求，同时供给供水、冷凝水会导致温度下降，不利于预定反应目的的达成。在条件许可的情况下，火电厂可直接在冷凝水输出后密闭输送到冷凝水回收设备，经高温高压泵输送到锅炉，形成密闭冷凝水回收系统，以降低运行过程中冷凝水回收期间的散热损失。

3.3炉膛温度控制

控制好炉膛温度对于锅炉燃烧至关重要，它是一个复杂的动态过程，而且对运行参数也有严格的要求。但是在实际运行中，炉膛温度很难做到控制，往往是通过控制送风机频率、一次风量、二次风量来达到温度控制的目的。锅炉送风量和一次风量的比例关系是影响炉膛温度的一个重要因素，而炉内送风量和一次风量又直接影响着炉膛温度，所以只有将这两者之间的比例关系调整到最佳状态时，才能使锅炉温度得到有效控制。为了确保锅炉燃烧正常稳定，可以采取以下两种措施：一是将炉膛温度控制在额定值；二是对送风量和一次风量进行调节，以确保炉内送风量和一次风量之间的合理比例。

3.4锅炉燃烧过程优化

控制燃烧温度是优化锅炉燃烧过程的关键。过高或过低的燃烧温度都会导致烟气中的污染物增加。通过准确测量燃烧温度并采取相应的调节措施，可以使燃煤锅炉在最佳温度范围内运行，提高燃烧效率，减少污染物排放。控制燃烧过程中的氧量也是优化锅炉燃烧过程的重要措施之一。过多的氧量会导致煤炭的浪费和大量的NOx产生，而过少的氧量则会导致煤炭未完全燃烧，产生大量的CO和颗粒物。通过控制供氧系统和废气排放系统的运行参数，可以实现对燃烧过程中氧量的精确控制，达到最佳供氧效果，减少污染物的生成。

结语

引进先进的燃烧技术、完善余热回收系统、优化锅炉运行管理、清洁能源替代传统能源以及提高员工节能意识和技能水平等措施的实施，将有助于提高电厂锅炉的能源利用效率，降低环境污染，实现可持续发展。

参考文献

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