电站锅炉煤-渣及烟-风系统设计
摘要：我国是工业高速发展的国家，燃煤电站锅炉污染排放、资源消耗占全国比列越来越大，节能减排成为缓解日益增长的能源消耗的必要而有效的途径。随着国家对节能环保的重视，我国燃煤电站锅炉的运行存在着污染物排放严重、煤耗高、热效率低等问题，平均运行效率仅为60%-65%[1]。中小型容量锅炉面临着淘汰和改造的抉择，若不对燃煤电站锅炉进行优化设计和技术改进，不仅增加煤耗量，能源经济成本会增加，而且煤的燃烧会产生SO2、NO、粉尘等有害气体，造成严重的环境污染。本文根据国内外燃煤电站锅炉的利用现状，分析了燃煤锅炉的存在主要问题，并整理出未来燃煤电站锅炉的发展趋向，提出燃煤锅炉节能改造的相关方法。其意义在于，对未来我国电站锅炉的发展规定了基本方向，为进一步提高锅炉效率，降低环境污染提供了理论技术支持。
关键词：电站锅炉；运行现状；节能；技术进展
引言
近几年来，我国电力工业发展迅猛，越来越多的大功率、高参数电力设备投入使用，从而使得对煤炭的需求量不断增加。锅炉作为电站的重要设备之一，提高其热效率可以降低煤耗量，对提高电厂经济性有着重要作用；另一方面，随着我国能源结构的进一步调整，煤炭资源的供应逐步紧张，每年需消耗标准煤4亿吨，以及对节能环保意识的不断重视，这就需要对燃煤锅炉的效率进一步的提高，降低锅炉的能耗量，提高其经济效率。其次，锅炉在燃煤的过程中，会排放大量的SO2、NO、CO2、CO、粉尘等污染物。所以对电站燃煤锅炉而言，不仅要提高煤的利用率，从而提高锅炉经济效益，二是需降低污染气体的排放，达到节能减排的要求。所以，对电站锅炉的优化设计是每个科研人员都应重视的问题。
1 我国燃煤电站锅炉的利用现状
锅炉是重要的能源转化设备，也是能源消耗大户和重要的大气污染源。目前，我国电站锅炉、燃油燃气工业锅炉产品技术水平较高，设计效率和运行效率与国际水平相当。而燃煤工业锅炉量大面广，产品技术水平参差不一，系统运行能效偏低，能效水平与国外相比有一定差距。我国电力工业在改革开放以来发展更加迅速，1999年底总安装已经达到三亿零七百万千瓦[2]，其中容量的大约75%是火力发电。截止2015年底，中国锅炉总数为57.92万台，在用燃煤工业锅炉约46.4万台，总容量177万吨，年消耗原煤约为7亿吨，占全国煤炭消耗总量的17%左右，实际平均效率仅为70%左右，如果平均效率从70%提高到80%以上，每年可节约一亿吨原煤以上，节能潜力巨大。目前，我国电厂锅炉已进入大容量、高参数、高度自动化的新时期。电站锅炉、汽轮机的蒸汽参数从中压、高压发展到超高压、亚临界压力；汽轮发电机电压从6.3kV 发展到20kV；到目前为止已投入运行的500-800MW机组已有近40台；300MW以上的超临界压力机组已有12台投入正常使用；国电泰州一期工程2台1000MW的超超临界机组于2005年投入运行使用。900MW的超临界压力机组也在建设中。对于炉型，既有通常采用的“II”型布置锅炉，也有大型塔式布置锅炉；既有四角切圆燃烧、墙式燃烧方式，也有“U”和“W”型下射火焰燃烧方式；既有固态除渣、液态除渣锅炉，也有备受关注的循环流化床锅炉。燃用煤种从褐煤、烟煤、劣质烟煤、贫煤到无烟煤一应俱全。冷却方式已掌握了空冷、氢冷、双水内冷、水氢氢冷等技术。
2 国外燃煤电站锅炉的利用现状
目前，国外大力发展大容量、高参数、自动化水平高、低能耗、低污染机组。单机容量达到600~800MW。积极开发超临界压力机组；开发高效、低污染常压、增压流化床联合循环；燃气轮机单机容量已达226MW。空冷机组向大容量方向发展，直冷型空冷机组单机容量已达665MW，间冷型空冷机组单机容量已达688. 6MW。火电机组大多能快速启停，有较好的调峰能力，自动化水平不断提高，并采用更为可靠、灵活的集散型微机控制系统。如由澳大利亚奥斯塔电力公司运营的斯坦韦尔电厂（容量为1400MW的燃煤电厂），除办公室人员外，目前仅需要两名现场工人运行，大部分时间整个电厂均处于地区调度中心的自动控制之下[3]。
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