摘 要:?電站鍋爐向著高參數(shù)、大容量、高等級方向持續(xù)發(fā)展，鍋爐制造工藝和制造材料并未取得突破式進步，節(jié)能減排要求愈發(fā)嚴格，要求鍋爐制造和運行要朝著更加安全更加高效的方向發(fā)展。

1 鍋爐高效安全運行的改進措施

鍋爐在運行期間需要消耗大量能量，有效提高鍋爐運行效率能夠減少鍋爐能耗，提高整個發(fā)電廠的效率。由于運行過程中產生了大量高溫高壓蒸汽，鍋爐作為承壓容器必然需要保持對安全問題的高度重視，提升鍋爐運行穩(wěn)定性。

1. 1 加強材料研發(fā)

隨著近些年國內發(fā)電事業(yè)的蓬勃發(fā)展，在鍋爐制造領域我國已經(jīng)處于世界領先地位，并不斷開展著對更高等級參數(shù)鍋爐的研發(fā)和制造，正在研制的最新型鍋爐主蒸汽參數(shù)已經(jīng)可以達到700℃、29Mpa，而制約參數(shù)繼續(xù)提高的重要條件就是材料，對更高參數(shù)高溫受熱面的材料研發(fā)仍然未能得到有效解決，而如果全部采用進口材料則會導致成本快速攀升，無法真正應用于工業(yè)生產。因此我們應該組織專家圍繞材料研發(fā)展開更加深入的研究，一方面要研發(fā)能夠承受高溫高壓的優(yōu)質材料，另一方面也要盡量降低材料制造成本，使其能夠更好地應用與鍋爐制造領域。

1. 2 優(yōu)化鍋爐設計

鍋爐的設計參數(shù)直接決定了鍋爐的效率，越來越多的高參數(shù)、百萬級、超超臨界等類型鍋爐投入到研發(fā)和運營階段，高效的提升了鍋爐的運行效率，國內投運的百萬等級超超臨界二次再熱鍋爐效率測試已經(jīng)達到了95.2%。為了更加有效地提高鍋爐運行效率并保持安全運行，設計人員應對鍋爐持續(xù)進行優(yōu)化設計，重點研究方向應包括燃燒器優(yōu)化、鍋爐受熱面布置調整、在尾部增加多級受熱面等，以期減少燃燒污染物生成數(shù)量、減小煙溫損失等。例如通過燃燒器性能優(yōu)化，我們可以在實現(xiàn)減少NOx等污染物排放的同時有效提升煤粉燃燼效果，進而減低鍋爐大渣和飛灰中的碳含量損失，使鍋爐效率獲得進一步提高。

1. 3 加強燃燒調整

鍋爐在燃燒過程中的燃燒狀態(tài)將會直接影響到鍋爐的燃燒效率，保持爐膛較低結焦率、較好的穩(wěn)定性，是保障鍋爐安全高效運行的基礎。無論最新建成機組還是老機組，都應邀請專業(yè)調試團隊協(xié)同運行人員共同開展鍋爐系統(tǒng)化燃燒調整，通過制粉系統(tǒng)調整、一二次風配比調整、汽水參數(shù)調整等來綜合改善鍋爐的燃燒狀態(tài)，相關研究表明，進行系統(tǒng)的燃燒調整后可以將鍋爐飛灰含碳量控制1%以內，可以將排煙溫度控制在設計范圍內，可以實現(xiàn)鍋爐燃燒運行方式的最優(yōu)化。同時，在燃燒調整過程中，我們應該重點關注鍋爐的風粉配比問題，這方面的調整利于鍋爐燃燒處于穩(wěn)定狀態(tài)，能夠有效減少鍋爐燃燒不完全現(xiàn)象。

2 鍋爐節(jié)能減排的改進措施

電站鍋爐能源供應基本以煤炭、油氣、天然氣等化石能源為主，這類能源本身的礦物質特性造成了在入爐燃燒時，產生大量的硫化物和氮化物等污染氣體，伴有CO2等溫室氣體，并且燃燒產生的煙氣還會帶走大量的余熱，未來應著重研發(fā)爐內降低污染物排放燃燒技術，和余熱利用技術。

2. 1 煙氣深度冷卻與利用技術

目前國內鍋爐尾部換熱器經(jīng)常布置有低溫省煤器和煙氣冷卻器等，低溫省煤器改造是很多電廠都在采用的煙氣深度冷卻與利用方式。為了更好地實現(xiàn)煙氣深度利用，在低溫省煤器的制造過程中可以借鑒余熱鍋爐的設計理念，替代以翅片型管作為換熱元件，有效加大換熱面積。對此，低溫省煤器改造將成為煙氣深度冷區(qū)與利用的最有效措施，玉環(huán)電廠某機組在實施了低溫省煤器改造后就有效的提升了鍋爐效率，為國內其他大參數(shù)鍋爐低溫區(qū)改造起到較好的借鑒和參考作用。

2. 2 積極開展燃燒器改造

近幾年來，我國發(fā)電廠已經(jīng)完成了脫硫脫硝改造工作，尾部煙氣處理已經(jīng)能夠滿足需要。為適應將來更高的減排目標，應在鍋爐效率不受影響的前提下，進行燃燒器構造的深入研發(fā)改造，從結構上來實現(xiàn)高效燃燒和低氮燃燒，如近些年研究的分層燃燒技術理念，就是從物理上實現(xiàn)燃料的逐級燃燒，解決燃料燃燒不充分的情況，減少燃燒過程中生成大量污染氣體的問題。從長遠看，燃燒器改造配合受熱面改造是未來節(jié)能減排改造的最有效措施。

圖 1 國產翅片型管圖片示例

2. 3 SCR 脫硝及清洗再生技術

SCR可以利用催化劑氮氧化物進行還原處理，進一步降低鍋爐氮氧化物排放，使氮氧化物從鍋爐出口的100ppm以上降至10ppm以內。SCR的核心設備是催化劑，如何保持好催化劑活性是生產過程時減低NOx排放量的工作之重，從這方面考慮應加強對催化劑清洗方面的材料結構研發(fā)和設備研發(fā)，加強對催化劑再生技術方面的材料研發(fā)，來避免出現(xiàn)生產時催化劑失效的意外情況。同時，從發(fā)電廠運營角度思考，開發(fā)更高效耐用的催化劑結構和技術有助于提升SCR工作效率和催化劑使用壽命，從設備根本上實現(xiàn)降低脫硝成本。

3 結束語

綜上，電站鍋爐繼續(xù)在高參數(shù)和大容量道路上研發(fā)的同時，也應持續(xù)開展對現(xiàn)有設備結構的深度開發(fā)和改造，無論哪個方向的提升都會對鍋爐的運行安全和節(jié)能減排產生積極影響，和實現(xiàn)鍋爐運行效率提升。而受制于材料和工藝的限制，我們更應該重點關注鍋爐設計優(yōu)化、燃燒器改造、受熱面改造，通過這些改造來保護鍋爐長時間高效穩(wěn)定的運行，同時達成節(jié)能減排的目標。