锅炉在运行期间需要消耗大量能量,有效提高锅炉运行效率能够减少锅炉能耗,提高整个发电厂的效率。由于运行过程中产生了大量高温高压蒸汽,锅炉作为承压容器必然需要保持对安全问题的高度重视,运用各类技术、经验以及锅炉系统等,提升锅炉运行稳定性。
1.1 加强材料研发
随着近些年国内发电事业的蓬勃发展,在锅炉制造领域我国已经处于世界领先地位,并不断开展着对更高等级参数锅炉的研发和制造,正在研制的最新型锅炉主蒸汽参数已经可以达到700℃、29Mpa,而制约参数继续提高的重要条件就是材料,对更高参数高温受热面的材料研发仍然未能得到有效解决,而如果全部采用进口材料则会导致成本快速攀升,无法真正应用于工业生产。因此我们应该组织专家围绕材料研发展开更加深入的研究,一方面要研发能够承受高温高压的优质材料,另一方面也要尽量降低材料制造成本,使其能够更好地应用与锅炉制造领域。
1.2 优化锅炉设计
锅炉的设计参数直接决定了锅炉的效率,越来越多的高参数、百万级、超超临界等类型锅炉投入到研发和运营阶段,高效的提升了锅炉的运行效率,国内投运的百万等级超超临界二次再热锅炉效率测试已经达到了 95. 2% 。
为了更加有效地提高锅炉运行效率并保持安全运行,设计人员应对锅炉持续进行优化设计,重点研究方向应包括燃烧器优化、锅炉受热面布置调整、在尾部增加多级受热面等,以期减少燃烧污染物生成数量、减小烟温损失等。
例如通过燃烧器性能优化,我们可以在实现减少 NOx 等污染物排放的同时有效提升煤粉燃烬效果,进而减低锅炉大渣和飞灰中的碳含量损失,使锅炉效率获得进一步提高。
2 锅炉节能减排的改进措施
电站锅炉能源供应基本以煤炭、油气、天然气等化石能源为主,这类能源本身的矿物质特性造成了在入炉燃烧时,产生大量的硫化物和氮化物等污染气体,伴有 CO2等温室气体,并且燃烧产生的烟气还会带走大量的余热,未来应着重研发炉内降低污染物排放燃烧技术,和余热利用技术。
2.1 烟气深度冷却与利用技术
目前国内锅炉尾部换热器经常布置有低温省煤器和烟气冷却器等,低温省煤器改造是很多电厂都在采用的烟气深度冷却与利用方式。
为了更好地实现烟气深度利用,在低温省煤器的制造过程中可以借鉴余热锅炉的设计理念,替代以翅片型管作为换热元件,有效加大换热面积。
对此,低温省煤器改造将成为烟气深度冷区与利用的最有效措施,玉环电厂某机组在实施了低温省煤器改造后就有效的提升了锅炉效率,为国内其他大参数锅炉低温区改造起到较好的借鉴和参考作用。
2.2 积极开展燃烧器改造
近几年来,我国发电厂已经完成了脱硫脱硝改造工作,尾部烟气处理已经能够满足需要。
为适应将来更高的减排目标,应在锅炉效率不受影响的前提下,进行燃烧器构造的深入研发改造,从结构上来实现高效燃烧和低氮燃烧,如近些年研究的分层燃烧技术理念,就是从物理上实现燃料的逐级燃烧,解决燃料燃烧不充分的情况,减少燃烧过程中生成大量污染气体的问题。从长远看,燃烧器改造配合受热面改造是未来节能减排改造的最有效措施。
3 专业锅炉安全管理系统应用
云酷科技的“锅炉防磨防爆管理系统”,能够在检修管理、数据监控与定向分析、三维展示等方面为锅炉防爆工作提供强大的支持。
3.1检修管理。系统内的检修管理功能是锅炉检修的管过程管理模块,包含:检修项目管理、检修文件归档、处理记录管理、膨胀指示管理、泄爆记录管理、以及重点位置劣化分析等功能。
3.2 数据监控与定向分析。锅炉受热面的腐蚀减薄受到锅炉本体运行状态、吹灰器运行状态、化水质量、煤质变化等多方面的影响。数据监督管理模块用于收集汇总其他平台上的相关数据,并进行实时的监控、分析与报警。其中主要包括金属壁温数据、运行调整数据、吹灰监督数据、化水监督数据、煤质监督数据等。功能层面包含:金属壁温监督、运行数据分析、吹灰统计分析、化水统计分析等功能模块。
3.3 三维展示。三维可视化模块以一个高精度的三维模型为核心,模型范围涵盖锅炉四管、各级连接管道、各级进出口集箱、分离器、给水管道以及主再热蒸汽管道等设备。通过三维模型可直观查看锅炉结构、材质分布、焊口位置等基础物理结构信息。在三维模型的基础上,三维可视化管理模块实现了与受热面的基础台帐信息、检修记录信息、维护处理信息、泄爆事故信息、金属壁温监督信息、劣化分析信息等数据的互通互联。通过受热面,可快速实现如图所示相关信息的快速查询。
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