电厂锅炉热效率提升与运行维护策略研究

电厂锅炉热效率提升与运行维护策略研究

魏东

山东丰源通达电力有限公司，山东 枣庄277300

摘要：进入新时代，随着社会经济水平的提升，人们生活质量提升。文章探讨了电厂锅炉热效率提升与运行维护策略。在介绍了提升电厂锅炉热效率的意义后，分析了电力领域常用的锅炉热效率提升与运行维护策略，包括煤改气、余热利用、锅炉节能改造以及定期检修维护、异常报警监测、监测诊断等策略。文章研究旨在为电厂锅炉热效率提升与运行维护提供一定的参考。

关键词：锅炉；热效率；火力发电

引言

发电厂按照国家发展政策逐步淘汰高能耗小容量火电机组，部分电厂实现超低排放，但锅炉燃烧中仍对周围环境造成影响。电厂锅炉运行中节能降耗是升级改造的重要内容，当前节能环保背景下，电厂锅炉升级改造成为绿色可持续发展的必然要求，需要对锅炉燃烧技术创新，有效降低锅炉燃烧能耗减少污染物排放。

1提升电厂锅炉热效率的意义

1.1锅炉过热面短时过热

锅炉过热面的短时过热主要是指锅炉在运行过程中冷却出现异常，导致管壁的温度在短时间内忽然升高，进而导致锅炉壁材料的结构强度降低。当锅炉内部压力增加时，会使锅炉内壁出现塑性变形，管径直径增加，严重时甚至会导致管壁破裂、材料泄漏。锅炉过热面的短时过热的显著特点是温度超过下临界点温度，个别情况严重时会达到上临界点温度。锅炉过热面的短时过热主要发生在锅炉水冷壁的向火侧或者锅炉再热器的弯头位置，短时过热破坏图片如图1所示。

图1短时过热失效图片

1.2促进电厂技术创新

提升锅炉热效率需要依靠先进的技术和设备，这将促进电厂的技术创新和现代化水平的提升。通过引进和研发先进的锅炉热效率提升技术，不仅可以提高锅炉的热效率，还可以促进电厂技术的转型升级，推动电力行业实现高质量发展，增强电力企业的核心竞争力。总之，提升锅炉热效率不仅可以降低电厂的能源消耗及成本，还可以减轻环境的负担，提高企业的社会形象，促进电厂技术的创新。因此，电力行业应加大对锅炉热效率提升的投入和研究力度，积极引进和研发先进的锅炉热效率提升技术，不断提高锅炉热效率，推动电力行业实现高质量发展。同时，政府也应出台相应的政策，鼓励企业开展技术创新和改造，提高电力行业的技术水平和核心竞争力。

2电厂锅炉热效率提升与运行维护策略

2.1余热利用

余热利用的主要方式包括废气余热回收和余热发电两种形式。（1）废气余热回收是指回收利用燃烧产生的废气中的余热，一般可以通过烟气余热锅炉等设备实现。在火力发电厂中，废气余热回收主要应用于烟气余热回收，通过安装烟气余热锅炉等设备，回收利用废气中的余热，可以降低燃料消耗；在核电厂中，废气余热回收主要应用于冷却水余热回收，将冷却水中的余热用于锅炉加热等方面，可以减少电厂的能耗。（2）余热发电是指利用余热产生电能的一种方式。余热发电主要采用闪蒸发电技术和有机朗肯循环技术。闪蒸发电技术是将余热用于发生蒸汽，通过蒸汽驱动涡轮发电机产生电能的技术。有机朗肯循环技术是将热能转化为动能再转化为电能的技术，其原理是利用气态和液态工质在膨胀过程中的体积变化来产生能量。在电力行业中，余热利用得到了广泛的应用。例如，在华能天津热电厂，通过废气余热回收，提高了锅炉的热效率；在中国大唐集团下属的多个火电厂中，应用了闪蒸发电技术；在北京电力公司的多个发电厂中，通过余热发电，提高了能源利用效率。在实际应用中，余热利用也面临一些挑战：（1）余热的利用与电厂设备运行状态密切相关，需要对设备进行精准的监控和管理，以保证余热利用效率；（2）余热利用需要克服技术上的难点，例如废气中的污染物会影响余热回收装置的运行效率，需要加强对污染物的控制和减排工作；（3）余热利用需要充分考虑电厂的特点和实际情况，选择合适的余热利用方式和技术路线。

2.2节能降耗技术

可以优化相关节能管理内容实现节能减排目的，发电厂选购煤炭原料需要按照燃烧类型分类，煤炭不同组成热损耗存在差异，发电厂管理人员需要进行系统的教育培训，促使工作人员了解节能降耗技术做好煤炭分类工作。发电厂管理人员需要对燃烧系统升级，采用深层次燃烧技术强化锅炉内部结构，可以将纤维填充进炉墙保护层，可以选择合适的助燃剂提高燃烧效能。辅机节能技术应用需要根据锅炉配置与发电需求调节，通过锅炉动力转换可以降低能源损耗。电厂辅机节能改造中要做好风轮机优化，扩大对煤炭阶梯燃烧的控制。发电厂管理人员需要合理控制预铺设的材料，对粒子优化设计保障启动安全。优化锅炉底部提高锅炉内饱和度，利用高温开展二次燃烧保证温度整体供应率。

2.3异常报警监测

随着自动化控制技术的发展，异常报警监测已经成为电厂锅炉运行维护的重要手段之一。根据统计数据，在国内一些大型电厂中，异常报警监测的覆盖率已经达到了95%以上。

2.3.1异常报警监测可以及时发现和处理设备的故障和异常情况

异常报警监测可以及时发现和处理设备的故障和异常情况，避免设备的损坏和人员的伤亡。采用异常报警监测系统后，设备故障率可以下降30%，大幅度降低了电厂的维修成本、缩短了维修时间。同时，异常报警监测系统可以对锅炉的关键参数进行实时监测和分析，及时发现异常情况，避免设备事故。在某些重要的电力生产设施中，异常报警监测系统的覆盖率已经达到了100%。

2.3.2异常报警监测可以提高电厂锅炉的热效率

在锅炉的运行过程中，大量热能会被浪费，导致锅炉热效率下降。通过异常报警监测，可以及时发现和处理异常情况，避免锅炉的能量浪费，提高锅炉的热效率。在实际应用中，异常报警监测已经成为提升电厂锅炉热效率的重要手段之一。例如，某些大型电厂采用异常报警监测后，锅炉热效率可以提高3%～5%。

2.3.3异常报警监测可以降低电厂的环境污染

在电力生产过程中，锅炉的烟气中存在一些有害物质，如氮氧化物、二氧化硫等，这些气体会对环境和人体健康造成影响。采用异常报警监测，可以及时发现和处理锅炉烟气中的异常情况，降低有害气体的排放量，保护环境和人体健康。

结语

综上所述，电厂锅炉热效率提升与运行维护是电力生产中重要的一环。随着社会能源环保的要求越来越高，提高锅炉的热效率和安全性已经成为电厂的发展方向和目标。文章所提到的策略已经在电力生产中得到广泛的应用和验证，提高了锅炉的热效率和安全性，为电力行业的可持续发展提供了强有力的支持。相信通过不断探索和创新，电厂锅炉热效率提升与运行维护将会迎来更加广阔的发展前景。

参考文献

[1]林闽城,项群扬,赵志慧,等.超超临界参数锅炉贴壁风改造方案设计及工程应用[J].锅炉技术,2023,54(1):49-54.

[2]阳开应,康恒瑜,盛倩云,等.无汽水分离器直流余热锅炉启动过程仿真研究[J].锅炉技术,2023,54(1):21-26.

[3]李明皓,白永岗,鲁晓宇,等.基于调度需求的多机组耦合电锅炉优化配置及运行分析[J].热力发电,2023,52(2):126-135.

[4]戴晨，纪冬梅，郭恒超，等.锅炉炉管氧化皮的生成及剥落研究综述[J].上海电力学院学报，2018，34（1）：24-32；65．

[5]冯珑.火电厂锅炉金属氧化皮剥落问题研究及防范措施[J].世界有色金属，2016（13）：67-68．

[6]王明洋，管玉保，于瀚博，等.锅炉水冷壁受热面新型防结焦喷涂技术应用综述［J］.沈阳工程学院学报（自然科学版），2022，18（1）：38 - 42.