鍋爐全生命周期安全高效運(yùn)行和節(jié)能減排

1、鍋爐全生命周期安全高效運(yùn)行和節(jié)能減排 摘 要: 電站鍋爐向著高參數(shù)、大容量、高等級(jí)方向持續(xù)發(fā)展，鍋爐制造工藝和制造材料并未取得突破式進(jìn)步，節(jié)能減排要求愈發(fā)嚴(yán)格，要求鍋爐制造和運(yùn)行要朝著更加安全更加高效的方向發(fā)展。 1 鍋爐高效安全運(yùn)行的改進(jìn)措施 鍋爐在運(yùn)行期間需要消耗大量能量，有效提高鍋爐運(yùn)行效率能夠減少鍋爐能耗，提高整個(gè)發(fā)電廠的效率。由于運(yùn)行過程中產(chǎn)生了大量高溫高壓蒸汽，鍋爐作為承壓容器必然需要保持對(duì)安全問題的高度重視，提升鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性。 1. 1 加強(qiáng)材料研發(fā) 隨著近些年國(guó)內(nèi)發(fā)電事業(yè)的蓬勃發(fā)展，在鍋爐制造領(lǐng)域我國(guó)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，并不斷開展著對(duì)更高等級(jí)參數(shù)鍋爐的研發(fā)和制造，

2、正在研制的最新型鍋爐主蒸汽參數(shù)已經(jīng)可以達(dá)到700、29Mpa，而制約參數(shù)繼續(xù)提高的重要條件就是材料，對(duì)更高參數(shù)高溫受熱面的材料研發(fā)仍然未能得到有效解決，而如果全部采用進(jìn)口材料則會(huì)導(dǎo)致成本快速攀升，無法真正應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。因此我們應(yīng)該組織專家圍繞材料研發(fā)展開更加深入的研究，一方面要研發(fā)能夠承受高溫高壓的優(yōu)質(zhì)材料，另一方面也要盡量降低材料制造成本，使其能夠更好地應(yīng)用與鍋爐制造領(lǐng)域。 1. 2 優(yōu)化鍋爐設(shè)計(jì) 鍋爐的設(shè)計(jì)參數(shù)直接決定了鍋爐的效率，越來越多的高參數(shù)、百萬級(jí)、超超臨界等類型鍋爐投入到研發(fā)和運(yùn)營(yíng)階段，高效的提升了鍋爐的運(yùn)行效率，國(guó)內(nèi)投運(yùn)的百萬等級(jí)超超臨界二次再熱鍋爐效率測(cè)試已經(jīng)達(dá)到了95.2

3、%。為了更加有效地提高鍋爐運(yùn)行效率并保持安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)鍋爐持續(xù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，重點(diǎn)研究方向應(yīng)包括燃燒器優(yōu)化、鍋爐受熱面布置調(diào)整、在尾部增加多級(jí)受熱面等，以期減少燃燒污染物生成數(shù)量、減小煙溫?fù)p失等。例如通過燃燒器性能優(yōu)化，我們可以在實(shí)現(xiàn)減少NOx等污染物排放的同時(shí)有效提升煤粉燃燼效果，進(jìn)而減低鍋爐大渣和飛灰中的碳含量損失，使鍋爐效率獲得進(jìn)一步提高。 1. 3 加強(qiáng)燃燒調(diào)整 鍋爐在燃燒過程中的燃燒狀態(tài)將會(huì)直接影響到鍋爐的燃燒效率，保持爐膛較低結(jié)焦率、較好的穩(wěn)定性，是保障鍋爐安全高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。無論最新建成機(jī)組還是老機(jī)組，都應(yīng)邀請(qǐng)專業(yè)調(diào)試團(tuán)隊(duì)協(xié)同運(yùn)行人員共同開展鍋爐系統(tǒng)化燃燒調(diào)整，通過制粉系統(tǒng)

4、調(diào)整、一二次風(fēng)配比調(diào)整、汽水參數(shù)調(diào)整等來綜合改善鍋爐的燃燒狀態(tài)，相關(guān)研究表明，進(jìn)行系統(tǒng)的燃燒調(diào)整后可以將鍋爐飛灰含碳量控制1%以內(nèi)，可以將排煙溫度控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒運(yùn)行方式的最優(yōu)化。同時(shí)，在燃燒調(diào)整過程中，我們應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注鍋爐的風(fēng)粉配比問題，這方面的調(diào)整利于鍋爐燃燒處于穩(wěn)定狀態(tài)，能夠有效減少鍋爐燃燒不完全現(xiàn)象。 2 鍋爐節(jié)能減排的改進(jìn)措施 電站鍋爐能源供應(yīng)基本以煤炭、油氣、天然氣等化石能源為主，這類能源本身的礦物質(zhì)特性造成了在入爐燃燒時(shí)，產(chǎn)生大量的硫化物和氮化物等污染氣體，伴有CO2等溫室氣體，并且燃燒產(chǎn)生的煙氣還會(huì)帶走大量的余熱，未來應(yīng)著重研發(fā)爐內(nèi)降低污染物排放燃燒技術(shù)，和余

5、熱利用技術(shù)。 2. 1 煙氣深度冷卻與利用技術(shù) 目前國(guó)內(nèi)鍋爐尾部換熱器經(jīng)常布置有低溫省煤器和煙氣冷卻器等，低溫省煤器改造是很多電廠都在采用的煙氣深度冷卻與利用方式。為了更好地實(shí)現(xiàn)煙氣深度利用，在低溫省煤器的制造過程中可以借鑒余熱鍋爐的設(shè)計(jì)理念，替代以翅片型管作為換熱元件，有效加大換熱面積。對(duì)此，低溫省煤器改造將成為煙氣深度冷區(qū)與利用的最有效措施，玉環(huán)電廠某機(jī)組在實(shí)施了低溫省煤器改造后就有效的提升了鍋爐效率，為國(guó)內(nèi)其他大參數(shù)鍋爐低溫區(qū)改造起到較好的借鑒和參考作用。 2. 2 積極開展燃燒器改造 近幾年來，我國(guó)發(fā)電廠已經(jīng)完成了脫硫脫硝改造工作，尾部煙氣處理已經(jīng)能夠滿足需要。為適應(yīng)將來更高的減排目標(biāo)

6、，應(yīng)在鍋爐效率不受影響的前提下，進(jìn)行燃燒器構(gòu)造的深入研發(fā)改造，從結(jié)構(gòu)上來實(shí)現(xiàn)高效燃燒和低氮燃燒，如近些年研究的分層燃燒技術(shù)理念，就是從物理上實(shí)現(xiàn)燃料的逐級(jí)燃燒，解決燃料燃燒不充分的情況，減少燃燒過程中生成大量污染氣體的問題。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，燃燒器改造配合受熱面改造是未來節(jié)能減排改造的最有效措施。 圖 1 國(guó)產(chǎn)翅片型管圖片示例 2. 3 SCR 脫硝及清洗再生技術(shù) SCR可以利用催化劑氮氧化物進(jìn)行還原處理，進(jìn)一步降低鍋爐氮氧化物排放，使氮氧化物從鍋爐出口的100ppm以上降至10ppm以內(nèi)。SCR的核心設(shè)備是催化劑，如何保持好催化劑活性是生產(chǎn)過程時(shí)減低NOx排放量的工作之重，從這方面考慮應(yīng)加強(qiáng)對(duì)催化劑清洗方面的材料結(jié)構(gòu)研發(fā)和設(shè)備研發(fā)，加強(qiáng)對(duì)催化劑再生技術(shù)方面的材料研發(fā)，來避免出現(xiàn)生產(chǎn)時(shí)催化劑失效的意外情況。同時(shí)，從發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)角度思考，開發(fā)更高效耐用的催化劑結(jié)構(gòu)和技術(shù)有助于提升SCR工作效率和催化劑使用壽命，從設(shè)備根本上實(shí)現(xiàn)降低脫硝成本。 3 結(jié)束語(yǔ) 綜上，電站鍋爐繼續(xù)在高參數(shù)和大容量道路上研發(fā)的同時(shí)，也應(yīng)持續(xù)開展對(duì)現(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)的深度開發(fā)和改造，無論哪個(gè)方向的提升都會(huì)對(duì)鍋爐