趙靜波

摘 要：國民經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行的一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)就是對(duì)鍋爐設(shè)備的建設(shè)，對(duì)于提高鍋爐的安全性、高效性以及節(jié)能減排等具有重要意義。文章對(duì)基于全生命周期的鍋爐安全高效運(yùn)行及節(jié)能減排進(jìn)行相關(guān)分析與探討，為鍋爐設(shè)備的生產(chǎn)與設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：全生命周期；安全高效運(yùn)行；節(jié)能減排

鍋爐設(shè)備的使用存在很大的危險(xiǎn)性，隱藏了一定的安全隱患，而且對(duì)能源的消耗比較大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展鍋爐設(shè)備的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)技術(shù)得到了一定的提高，使鍋爐設(shè)備能夠擁有更高的蒸汽參數(shù)與容量，但是在這個(gè)過程中仍然存在一些問題，制約了鍋爐設(shè)備安全性能的提高與能源消耗的減少。因此，對(duì)全生命周期的鍋爐設(shè)備安全高效運(yùn)行及節(jié)能減排的探討成為了當(dāng)前鍋爐設(shè)備設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的一項(xiàng)重要研究內(nèi)容。

1 鍋爐安全高效運(yùn)行設(shè)計(jì)

1.1 電站鍋爐

高效應(yīng)用材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是電站鍋爐設(shè)計(jì)中獲得安全高效的核心，本文對(duì)鍋爐生產(chǎn)廠家以及電廠高溫耐熱鋼型號(hào)的判定使用的是高溫耐熱鋼非均勻成核蠕壽命預(yù)測(cè)法，對(duì)耐熱鋼材的選取在鍋爐造型設(shè)計(jì)過程完成，鍋爐安全高效運(yùn)行的獲得也是利用鍋爐造型設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)來完成的。爐膛和燃燒器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以利用新結(jié)構(gòu)中削弱爐膛出口殘余旋轉(zhuǎn)而獲得，并得出準(zhǔn)則數(shù)為XJ的爐膛出口煙氣偏差值，進(jìn)而使?fàn)t膛出口的熱偏差值得到有效緩解，而且還可以改善爐膛的腐蝕與冷壁結(jié)渣現(xiàn)象，避免了爆炸事故在過熱器與再熱器中的發(fā)生。燃料燃燒效率以及廣泛適應(yīng)能夠應(yīng)用高煤粉燃燒器的安全性與穩(wěn)定性而獲得。上述技術(shù)已經(jīng)得到了大范圍應(yīng)用，應(yīng)用較多的是600MW和1000MW的超臨界鍋爐[1]。這是通過鍋爐設(shè)計(jì)的優(yōu)化與材料的選型而為基于全生命周期電站鍋爐安全高效提供的堅(jiān)實(shí)保障，以產(chǎn)生巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 燃煤工業(yè)鍋爐

煤質(zhì)材料在火力發(fā)電過程中容易變質(zhì)，其負(fù)荷也會(huì)發(fā)生較大的改變幅度，而且如果將燃煤工業(yè)鍋爐長期處于一個(gè)水循環(huán)穩(wěn)定差、熱效率不足的環(huán)境中，會(huì)不利于鍋爐容量的擴(kuò)大。設(shè)計(jì)方法和配風(fēng)裝置在新設(shè)計(jì)的工業(yè)鍋爐結(jié)構(gòu)中得到了明確，工業(yè)鍋爐長期存在的問題得到本質(zhì)上的解決。29MW～140MW過程系列鍋爐是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中使用較多的，而且該系列產(chǎn)品已經(jīng)打破了國外技術(shù)的壟斷，在我國企業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，使燃煤工業(yè)得到了安全高效運(yùn)行。

1.3 燃油燃?xì)夤I(yè)鍋爐

燃油燃?xì)夤I(yè)鍋爐設(shè)計(jì)核心是燃油燃?xì)馊紵?，也是這種類型鍋爐發(fā)展的主要制約因素。我國燃燒器檢測(cè)技術(shù)的匱乏無法完成對(duì)這類鍋爐的檢測(cè)而長期依賴于國外技術(shù)與產(chǎn)品。但是近年來我國的相關(guān)科研單位對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行了不懈的研究并獲得了巨大的成功，我國已經(jīng)自主研制出了具有測(cè)繪燃燒器功率曲線功能的油氣燃燒器測(cè)試設(shè)備，能夠同時(shí)檢測(cè)燃燒器的燃燒效率、安全性和輸出功率，使我國在這一技術(shù)缺口上得到了填補(bǔ)[2]。

1.4 余熱鍋爐

余熱鍋爐也是工業(yè)發(fā)電中常用的一種鍋爐，主要是對(duì)余熱的回收，我國對(duì)這一鍋爐的研究與設(shè)計(jì)起步較晚，因此相關(guān)的研究還沒有形成完整的理論體系，對(duì)于余熱鍋爐的積灰、腐蝕、磨損等方面還缺乏明確的目標(biāo)與方向。但是隨著我國“十一五”“十二五”規(guī)劃的發(fā)展與完成，對(duì)于余熱鍋爐的研究也取得了較大的進(jìn)步，使用煙塵設(shè)計(jì)思路的提出是眾多設(shè)計(jì)方案中一項(xiàng)非?？尚械姆桨竅3]。這個(gè)思路的設(shè)計(jì)基于突擴(kuò)形煙風(fēng)通道導(dǎo)流裝置設(shè)計(jì)，改進(jìn)了入口多級(jí)防磨裝置，使積灰、腐蝕問題得到了有效解決，并且對(duì)余熱鍋爐的熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)作出了研究。對(duì)有毒煙氣余熱鍋爐的處理，設(shè)計(jì)并使用了2500t/d～6000t/d系列水泥窯，當(dāng)前已經(jīng)對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行了很好的應(yīng)用，使余熱鍋爐的安全高效運(yùn)行得到了顯著提高。

2 鍋爐節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用

2.1 煙氣深度冷卻技術(shù)

鍋爐節(jié)能減排技術(shù)中的煙氣深度冷卻技術(shù)一般應(yīng)用在提升煙氣深度冷卻器系統(tǒng)中，在靜電除塵前后或者脫硫塔前后使用，處理鍋爐的排煙溫度與余熱，進(jìn)而提高發(fā)電功率的熱能，且明顯增強(qiáng)了機(jī)組熱循環(huán)效率。在煙氣余熱應(yīng)用等裝置中也經(jīng)常用到煙氣深度冷卻器。為了使煙氣深度冷卻器的重量在低溫環(huán)境下得到降低，一般對(duì)熱傳管的處理會(huì)使用外翅片，以與換熱原件的功能相符合。翅片管中經(jīng)常會(huì)存在一些水分，煙氣經(jīng)過時(shí)就會(huì)吸收一部分熱量而提高水溫。

煙氣深度冷卻器對(duì)煙氣余熱的回收是通過加熱工質(zhì)水來實(shí)現(xiàn)的，而且以下幾個(gè)方面也可以應(yīng)用到這部分產(chǎn)生的余熱：

（1）對(duì)冷凝水進(jìn)行加熱，使汽輪中的抽氣量得到降低，以提升汽輪機(jī)的發(fā)電性能。

（2）集中供熱中能夠應(yīng)用到加熱網(wǎng)水，冷暖空調(diào)中的熱源中也可以應(yīng)用。

（3）加熱脫硫之后的低溫?zé)煔庖部梢缘玫綉?yīng)用，減少煙囪內(nèi)腐蝕情況的發(fā)生，而且對(duì)于煙囪中的“煙羽”情況能夠有效去除。

（4）可以作為熱力來源應(yīng)用到暖風(fēng)器中，加熱鍋爐的冷空氣。

（5）將煙氣深度冷卻設(shè)備應(yīng)用在靜電除塵前后，以降低除塵器的溫度，而且能夠使煙氣的流量得到減少，降低煙氣流速，提高電除塵器的工作效率。

2.2 減排增效技術(shù)

我國對(duì)氮氧化物的排放量做出了明確規(guī)定，對(duì)二氧化硫等物質(zhì)的排放量給出了嚴(yán)格的數(shù)值范圍。對(duì)于一些環(huán)境較差的地區(qū)實(shí)行的物質(zhì)排放量規(guī)定更加苛刻，以控制燃煤鍋爐汞等化合物的排放量。我國使用的燃煤機(jī)組要想使當(dāng)前的煙塵排放與國家標(biāo)準(zhǔn)相符合，就需要加大監(jiān)管措施的投入，以優(yōu)化處理運(yùn)行與維護(hù)工作。

煙塵排放有以下幾點(diǎn)建議：

（1）對(duì)現(xiàn)役發(fā)電機(jī)組的改造與升級(jí)應(yīng)用煙氣深度冷卻除冷技術(shù)，煙塵排放盡量從30mg/m3降至20mg/m3。

（2）排放標(biāo)準(zhǔn)20mg/m3要求的可以通過移動(dòng)電極式除塵技術(shù)或電袋復(fù)合技術(shù)滿足。

（3）排放標(biāo)準(zhǔn)30mg/m3要求的可以利用煙氣調(diào)制技術(shù)來滿足。

（4）排放標(biāo)準(zhǔn)≤20mg/m3要求的可以通過顆粒聚合技術(shù)來滿足。

（5）排放標(biāo)準(zhǔn)10mg/m3要求的可以通過濕式電除塵技術(shù)來滿足。

3 結(jié)束語

文章對(duì)基于全生命周期的鍋爐安全高效運(yùn)行及節(jié)能減排做出了詳細(xì)的探討，以促進(jìn)火力發(fā)電的進(jìn)一步完善。我國在鍋爐安全高效運(yùn)行和節(jié)能減排方面技術(shù)的應(yīng)用還處于借鑒與模仿階段，還沒有把握核心的技術(shù)，因此，我國的鍋爐設(shè)計(jì)相關(guān)人員還需要加大研究力度，以促進(jìn)我國鍋爐設(shè)備這項(xiàng)國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]趙欽新，郭元亮，史進(jìn)淵，等.鍋爐全生命周期安全高效運(yùn)行和節(jié)能減排[J].壓力容器，2013，30（1）：1-14.

[2]林康華.鍋爐全生命周期安全高效運(yùn)行和節(jié)能減排[J].科技風(fēng)，2016（15）：133-134.

[3]黃彬.鍋爐全生命周期安全高效運(yùn)行和節(jié)能減排[J].低碳世界，2015（10）：314-315.