能源与环保中节能减排技术综述
2023年10月29日发(作者：有什么好听的歌经典的歌词)
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节能减排技术综述
引言
我国以燃煤发电为主，燃煤发电目前约占80％ 的发电份额。电力工业不仅是经济发展的支撑，也是能源消耗与环境污染的大户，要发展资源节约型社会经济必须要提高电力生产效率，处理好电力生产环节的污染问题。随着国家节能减排的力度不断加大，电力企业尤其是燃煤发电企业作为我国一次能源的消耗大户，节能减排迫在眉睫。据辽宁质监系统数据库，目前辽宁省安全监察 范围内在用锅炉32 014台，其中燃煤锅炉有 29 470台．燃油锅炉470台，燃气锅炉1864台， 还有其他类型锅炉210台。 由此可见燃煤锅炉还占主要的本文以电站锅炉为依据，通过介绍电厂锅炉几个部件及结合具体节能技术展开叙述。
关键词：节能 环保 锅炉 改造技术 效率
一、国内对锅炉节能减排的研究
2008年安永民锅炉采用热管换热器减少了煤、电的能源使用量，减少锅炉的二氧化硫和烟尘污染物排量，节约锅炉运行费用，是节能减排增效较好的先进技术；2011年杨志宇在首台国产超临界褐煤塔式锅炉中进行试验 华能九台电厂1，2号机组机经过一年的运行， 灰渣含碳量多在1%以内，尽管燃用偏离设计值，含灰量很高的煤种时，灰渣含碳量最高也不超过1.3%证，事实证明首台国产超临界褐煤塔式锅炉已经具备安全、稳定、文明、连续生产的条件，节能减排效效果显著；2011年茆敦平运行参数的调节对锅炉节能减排效果的影响得出建立锅炉能效测试与运行参数调节有效结合的测试模式，是实现锅炉节能减排的有效途径之一。因此，在充分发挥专业技术优势的基础上，推行锅炉热工测试与运行参数调节有效结合的测试模式可较为明显地提升锅炉运行效率，取得事半功倍的效果；2014年在HEDP水化学工况与中低压锅炉节能减排技术研究李茂东、刘娟 、叶向荣、吴从容 通过研究得到中低压锅炉采用HEDP水化学工况，只需改变锅炉原来的锅内水化学工况所使用的药剂，不需要增加任何设备，就能大幅度减少锅炉排污，提高锅炉效率，对中低压锅炉的节能减排效果显著，经济社会效益良好。
二、锅炉部分的节能减排
（1）旋流燃烧器的改进
锅炉运行的安全性与燃烧器型式和设计关系很大。严重影响锅炉可靠运行的锅炉水冷壁结渣和高温腐蚀问题，与燃烧器系统的设计密切相关。但现有旋流燃烧器在燃烧低挥发分煤时的着火和稳燃问题还未得到很好解决。结合这一问题，东南大学研究出一种既有良好稳燃性能，又有利于降低锅炉NOx，排放和减小飞灰炭损失的新型旋流燃烧器——花瓣燃烧器。
花瓣燃烧器为一扩锥形结构，出口边界为花瓣形曲线，故名“花瓣”。花瓣凸出的地方称为瓣峰，凹陷的地方称为瓣谷。花瓣燃烧器主要解决低挥发分煤及低负荷时煤粉的及时着火、稳燃和降低NOx排放等完善燃烧问题，着重从增加高温烟气回流，增加一次风粉气流与回流高温烟气接触边界，加强两者之间的混合，促使煤粉颗粒进入中心回流区（内回流区)，以加大中心回流区燃烧的煤粉量等方面加以考虑。花瓣燃烧器传统燃烧器的流场不同，在每个花瓣的后面都会形成较低的静压和一个二次环流场，并由此产生大尺度的回流区。因此，除中心回流区外，在每个花瓣的后面都存在一个径向和一对轴向回流区。径向回流区引导煤粉气流与高温烟气对流混合，煤粉颗粒进入炉膛后即能进入回流区，而不会过早地向二次风扩散；煤粉气流与热烟气之间的热质交换不只是传统旋流燃烧器回流区边界剪切层上的微观湍流脉动，而是宏观的对流混合。
经济效益分析
花瓣燃烧器的主要作用是在燃用劣质煤时起到稳燃及提高锅炉效率的作用，因此其经济效益可以从两方面来估算：
A、按掺烧劣质煤及无烟煤估算。
劣质煤和无烟煤比常用贫煤单价低约50元/t，以300MW机组为例，掺烧劣质煤比例再增加5%进行估算，年节约资金约700万元。
B、按低负荷稳燃计算。
目前电站锅炉燃煤煤质多变，低负荷稳燃问题比较突出。以已经进行小油改造的300MW 火电机组为例，按低负荷稳燃每年用油量80t计算，采用花瓣燃烧器后可以减少用油50%，年节省资金28万元。
（2）干排渣技术的应用
锅炉燃烧排除的渣在锅炉冷渣斗排出口的温度约850’C，其冷却方式主要有两种：风冷和水冷。采用干式风冷式排渣机除渣叫干排渣方案。采用水浸式刮板捞渣机的除渣系统为水冷式除渣。干式风冷式排渣机是利用炉内负压就地吸风，进风量约为锅炉总燃烧风量的1%，一方面冷空气吸收热炉渣的显热，升温到300～400℃送人锅炉炉膛，由于冷空气回收了渣的热量，提高了锅炉效率。同时冷空气将850℃
的炉渣在传送中冷却，使炉渣温度降到100～200℃，进入碎渣机，经后续输渣设备(机械或气力输送系统)送至渣仓储存，整个过程可不需要冷却水，无废水排放。水浸式刮板捞渣机将锅炉排除的渣经冷却水冷却、粒干排渣系统组成及工作流程图
化后，将渣冷却到60℃由刮板捞渣机连续捞出，并经过捞渣机的倾斜段脱水，使渣的含水率为30%，然后直接排入渣仓储存，由自卸汽车输送至灰场。
干排渣系统与传统的湿渣系统方案比较：
干式排渣方案耗水量明显低于湿式除渣方案，2台600MW机组年节
水124800m³，干式排渣方案初投资低于湿式除渣方案，两者初投资相差730万元。且干式排渣运行环境好，运行费用低，占地面积小；干渣综合利用条件好，无废水排放，对环境的污染较小；回收炉底残渣余热，有利于提高锅炉效率，降低煤耗。总之，干式排渣方案总体技术性能指标优于湿式除渣方案。
（3）回转式空气预热器双密度改造技术
空气预热器改造一般有三个目的：
A、防止低温腐蚀、积灰。低温腐蚀产物和煤灰相黏结，逐渐堵塞烟气通道，使烟风阻力增大，漏风加速，影响锅炉安全经济运行。
B、防止磨损。管式空气预热器由于其结构特点，飞灰对空气预热器人口端产生磨损穿孔，
C、减少漏风。管式空气预热器由于低温腐蚀或磨损，使空气预热器管子腐蚀穿孔，造成漏风；回转式空气预热器受热变形，密封间隙变大而漏风。
一般前两个目的容易满足但是第三个却为解决。采用豪顿公司VN技术设计制造的空气预热器，整体更换现有的旧空气预热器，将漏风效率降到最低，使整个锅炉系统运行更加安全和经济。同时由于豪顿公司的高效换热元件，空气预热器的整体质量大为减轻。另外，可动部件的减少使得电厂对于空气预热器的检修工作量大大减轻。采用此方案豪顿华工程有限公司不仅保证漏风率，同时保证对于更换后的空气预热器的其他热力性能包括出出口风温、排烟温度和阻力等。更换后的空气预热器漏风率下降最大，豪顿粒程有限公司保证三分仓空气预热器改造后漏风率可降至7%以下，二分仓空气预热器改造后漏风率降至6%以下。在锅炉的一个大修期内，漏风率增加不超过1%。
三、总结
为了发展低碳经济，促进电站锅炉节能减排事业的发展 建立健全我国在电站锅炉燃料政策、能效标识、节能产品等各个层面上的法规和标准，通过锅炉节能减排的技术创新不仅需要在设备结构、着火、燃烧、燃尽、传热、清灰和脱硫除尘等技术层面上进行不断创新、改良或改革现有落后的技术，也需要在系统集成方面进行创新，使我国燃煤工业锅炉节能 减排工作不断取得突破性进展，在改善锅炉部件的同时也要加强工作人员自身的素养，只有这样才能满足各方面的要求。
四、参考文献
尚金成 电力节能减排的理论体系与技术支撑体系 (河南电网电力交易中心，河南省郑州市450052)
陈鹏 工业锅炉的能效监测及节能减排措施 贵阳市节能监测站 陈阳贵州省环境工程评估中心 黎峻宇贵州省环保有限公司
杨志宇 首台国产超临界褐煤塔式锅炉节能减排探索和研究 华能吉林发电有限公司九台电厂
茆敦平 运行参数的调节对锅炉节能减排效果的影响 上海市特种设备监督检验技术研究院上海200062
李青 高山 薛彦廷 编著 火电厂节能减排手册 北京: 中国电力出版社
2013.10
节能减排技术综述