浅析锅炉汽轮机引起的环境问题及节能运行管理

2021-12-30

科学与信息化 2021年7期

神华神东电力山西河曲发电有限公司山西忻州 036500

引言

近年来随着人们用电需求的增加，电厂的发电生产压力随之提高。锅炉汽轮机作为电厂发电机组中的关键设备以及主要的能源消耗部位，其能耗问题直接决定电厂的整体运行效率和经济性。而由于锅炉汽轮机运行中需要消耗大量的煤炭等燃料，同时排放二氧化硫等污染物质，表现出能耗高且造成环境问题的特点。为此，就需要研究锅炉汽轮机的节能技术以及运行管理措施。

1 锅炉汽轮机引起的环境问题

锅炉汽轮机运行中会释放二氧化硫和二氧化碳等大气污染物质，同时还会排除废渣和废烟气等，造成资源浪费。以燃煤发电机组为例，在锅炉汽轮机系统中燃烧煤炭的同时，会排放出大量的二氧化硫物质，如果不经处理就排放到大气中会加剧生态环境恶化，造成酸雨等有害物质，对建筑物、农作物以及土壤和水资源等造成污染。同时，在煤炭燃烧过程中还会释放大量的二氧化碳气体，此问题会加剧全球变暖问题，威胁沿海地区居民和生态环境安全。此外，煤炭燃烧产生大量的固体废渣，如果没有及时处理会降低机组的运行效率并造成煤炭资源的浪费，还会由于灰尘等危害周围的生态环境以及影响居民的正常生活。最后还有废烟气问题，其中不仅含有上述危害型气体，还会加剧对生产设备的腐蚀危害。同时高温废烟气的排放还会造成热能等资源的浪费[1]。

2 锅炉汽轮机节能降耗运行可行性

分析锅炉汽轮机节能降耗的可行性主要从经济和技术两个层面上开展，对于前者来说，想要对锅炉汽轮机进行节能环保技术改造，需要对投入产出比进行分析和计算，在保证节能和环保效果的同时，还要综合考虑改造成本和节能收益等。虽然目前如果采购新型的汽轮机或者对其进行技术改造所需要的成本较高，但是在成功改造之后可以显著降低能耗，长期运行有利于降低电厂运行成本并提升经济效益，从经济层面上具有可行性。对于后者来说，目前我国针对汽轮机的节能改造的研究已经几十年，在此过程中不断提升汽轮机的能源转化率以及热效率，形成比较成熟的汽轮机改造技术，取得了运行能耗降低等成果，因此在提升汽轮机运行的安全性和可靠性方面具有技术可行性[2]。

3 锅炉汽轮机节能技术及措施

3.1 改进设备结构

此节能技术主要针对锅炉汽轮机的生产制造企业来说，不仅要扩大锅炉的容量，而且从尺寸和形状上进行改进，解决配风不合理以及漏煤等问题，而且通过保温石棉材料的应用提升锅炉的保温性能，减少热量损失。而对于汽轮机来说，则可以通过高压或低压缸的改进来降低运行阻力，提升其运行效率。或者是对动叶型汽轮进行动叶片的固定并增加动力强度和扩大隔板气轴间缝隙。此外，还可以对静叶型汽轮机中的静叶片进行改进，通过去除加强筋的方式降低运行阻力，从而实现能耗的降低以及运行效率的提升。

3.2 改进设备运行方式

此节能环保改造技术主要是改变设备的进风和出风等运行方式，通过分层燃烧技术来确保燃料的充分燃烧，并且合理利用烟气余热，减少热量浪费。还可以将变频技术应用于锅炉中，合理控制煤量和风量来减少燃料消耗。并且对循环水泵运行方式进行改进，对机组负荷进行控制，提升设备运行效率并降低能耗。制造企业还可以调节机组负荷，将作用力控制在允许范围之内，最大化提升机组增加值与循环水泵增加值之间的差值，实现机组运行能耗的降低。在加热器中还可以安装传感器并结合PLC的应用对其温度进行调节，最大化降低端差和能耗。对于抽气设备来说，则可以结合环境问题进行调整，通过低温冷却水的应用降低液体温度，通过空调系统的应用来降低环境温度等。

3.3 应用多元化节能技术

通过多种节能技术的应用可以有效优化设备的运行工况并起到节能减排的作用。比如将多齿蜂窝状汽封技术应用于设备制造过程中可以提升其流通性能并降低运行阻力，实现运行效率的提升。在设备运行中可以通过干冰清洁技术以及锅炉水处理技术的应用，将锅炉设备中的煤垢和油垢及时清除，并且合理利用低温废热，实现能耗的降低[3]。

4 锅炉汽轮机运行管理路径

为了达到锅炉汽轮机的节能降耗运行要求，首先要完善管理制度。通过责任制度明确具体职责并加强人员培训，加强监督、约束操作人员的行为，有效开展设备维护，保证其始终处于最佳状态。其次是加强日常管理。按照正确的操作开展设备启动点火操作，尽量降低启动时间和能耗。合理利用停机时间开展设备检修工作，严格控制真空值，避免出现内漏问题，确保各个疏水阀门的良好密封性。最后是控制参数并提升机组性能与效率。锅炉汽轮机运行中不仅要控制好给水温度以及对加热器进行定期检修，还要控制凝汽器中的真空度，保证其真空状态始终达标。同时要遵循经济和技术层面上的可行性原则开展设备改造和技术改进工作，引进先进设备和技术，提升汽轮机的实际运行效率。