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摘要：
探討燃煤發電過程中常用的節能技術，并在此基礎上結合實例分析了節能技術的應用情況，為進一步加快電力節能技術的發展提供參考建議。
關鍵詞：
節能技術；燃煤；發電；淺析
引言
火力發電是目前電力生產的主要形式，在進行火力發電時需使用大量煤炭資源，為降低煤炭能源使用量、減少環境污染物的排放量與提高發電效率，則需在燃煤發電過程中應用節能技術，如改善機組設計方法、制造質量及運行水平等[1]。應用節能技術是降低燃煤發電企業生產成本與提升經營效益的有效途徑。
1燃煤發電過程中常用的節能技
1.1IGCC節能技術
IGCC（整體煤氣化聯合循環發電系統）技術具有高效及清潔的特點，能有效減少燃煤發電能耗，在燃煤發電領域中得到了廣泛應用。在應用IGCC技術的過程中可對含碳燃料，包括重渣油、石油焦、生物質及煤炭等進行氣化處理，經過氣化處理后將會得到可用于發電的合成氣，在發電前需對合成氣進行凈化處理，以確保蒸汽、燃氣可實現聯合循環。IGCC技術的機組設備主要包括兩大部分，第一部分中的設備有煤氣凈化裝置、空分設備及氣化爐等，余熱鍋爐、燃氣輪機系統及蒸汽輪機系統則屬于另一部分。從IGCC技術的發電設備制造與系統構成角度來看，該發電技術融合了燃煤發電系統中的多種先進技術，能優化集成燃氣輪機循環技術、煤氣凈化工藝、煤氣化工藝及空氣分離工藝等[2]。因此可優化整個發電系統的運行狀態，同時可梯級利用燃煤化學能，減少燃煤能耗，具有減少污染物如CO2、S等排放的優勢，在火電企業中應用不但可有效解決發電效率低下的問題，同時有利于保護環境，符合節能減排的發展要求。
1.2煤粉爐節能運行技術
煤粉爐是常用的火力發電設備，該設備的燃燒效率較高，因此被許多發電廠引進使用。煤炭質量、煤種波動等外界因素可對煤粉爐運行質量產生影響，在煤炭質量降低時還可能導致設備無法正常運行，進而造成設備燃燒效率降低，這樣就會增加用電量，不利于節能。因此，可根據發電要求對煤粉爐運行狀態進行適當調整或改造鍋爐設計結構，以實現節能運行。以300MW煤粉爐為例，為實現節能運行，則可合理調整送風量、引風量。在調節引風量時需要考慮煤粉爐運行負荷情況，在需增加煤粉爐運行負荷時，應提前加大引風量，以免造成爐膛內部出現正壓，加大引風量之后才能增加燃料量與送風量，以提高燃料利用率及確保煤粉爐實現節能運行。在降低煤粉爐的運行負荷前，先將送風量與燃料量減少，隨后再將引風量減少。在調整煤粉爐送風量時應將氧量作為參考依據，確保送風后煤粉爐中氧量為3%～6%；同時在送風后觀察火焰變化情況，如火焰處于熾白刺眼狀態或暗紅不穩狀態，則表明風量不合理，需及時調整送風量[3]。在煤粉爐改造方面，首先可優化選擇煤粉爐的型號，在發電時采用性能相對穩定，燃燒效率較高的W型火焰爐或R型火焰爐，同時采用反向切圓、反吹風等方法優化射流配置，或將煙氣回流裝置安裝在燃燒器出口處等，確保煤粉在局部富集，并在燃燒過程中充分利用火熱。此外，可通過改造煤粉爐輔助設備，如磨煤機等確保煤粉爐實現節能運行。
2燃煤發電節能技術的應用
以青海華電大通發電有限公司中的燃煤發電機組為例，深入分析節能技術的應用情況。該公司中的1號發電機組與2號發電機組煤粉爐存在粉管積粉及堵管問題，且爐渣含碳量較高，不但會對機組安全運行構成威脅，還會導致煤粉化學能利用率降低，不利于實現節能。對煤粉爐進行檢修后發現其輔助設備磨煤機中的分離器存在設計缺陷，因此為使煤粉爐實現節能運行，決定適當改造及優化分離器的設計形式。該公司采用的鍋爐為懸吊式、單爐膛及平衡通風亞臨界汽包爐，機組容量為2×300MW。煤粉爐中配備的磨煤機為BBD4054型，共為6臺，分離器共為6臺。分離器的直徑為290cm，出口溫度為70℃，入口溫度為330℃，出口風壓為2.8kPa，入口風壓為9.2kPa，總風壓為12.4kPa，一次風溫為70℃，一次風速為24m/s。磨煤機的電機型號為YTM710-6，額定出力為54t/h，額定電流為163A，額定電壓為6000V，額定功率為1300kW，煤粉細度在18%～20%之間。
2.1分離器存在的問題
由于分離器與磨煤機不屬于同一生產廠家的產品，在使用過程中難以實現配套，主要表現為分離器實際容積過大，利用率偏低，且在工作過程中需克服較大阻力，在燃煤雜質含量較大時，分離器極容易發生堵塞問題，且分離煤粉效果不理想。同時需增大磨煤機負荷才能有效分離煤粉，造成能耗量增加[4]。另一方面，分離器在回粉過程中入口氣流可將簾板吹起，造成含塵氣流進入到簾板下部內椎體中，內椎體中煤粉無法得到有效分離，直接進入到風管道當中，因此爐膛中煤粉均勻性就會受到影響，粗大顆粒煤粉比例增加，造成燃燒效率明顯降低。
2.2分離器的節能改造
1）需對分離器進行合理選型。合理選擇分離器的目的在于有效調節煤粉細度，降低循環倍率、減少分離后粗大顆粒所占比例，進而提高燃燒效率與實現節能[5]。由于磨煤機的風量為80t/h，風煤比為1.4，出力為55t，出口溫度為70℃，因此將分離器煤粉細度調整為15%，選擇直徑為310cm的分離器。2）選擇好與磨煤機運行工況相符合的分離器后，采用以下方法進行安裝：在粉管入口與磨煤機的出口之間安裝好分離器，同時適當增加擋板角度，以便加快分離器流速；根據煤粉爐運行需要適當增加回粉管直徑，以避免回粉管出現堵塞，還將耐磨性能良好的陶瓷粘貼于椎體內側，以增強分離器抗磨損能力，進而起到改善運行工況及節約煤炭能源的作用。
3結語
煤炭資源具有不可再生的特點，提高煤炭資源利用率有助于保證能源供應穩定性，同時可減輕使用煤炭能源時產生的大氣污染。在火力發電中需使用大量煤炭，因此要注重應用節能發電技術，包括IGCC節能技術及空冷節能技術。此外，在應用節能技術的過程中重視強化發電節能管理，如在啟動發電機組時應做到連續監督大氣疏水過程，從而降低啟動機組時的能耗。
作者：黃曉虎 單位：青海華電大通發電有限公司
參考文獻
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