電力工程鍋爐節能排污技術研究

貴州粵黔電力有限責任公司 韋 榮

當前，我國正處于能源結構調整的關鍵階段，電力工程鍋爐作為國家能源體系中的核心關鍵，為了實現低能耗運行，需要對不同的環節進行系統的優化、改造，從而建設出新型能源體系，提高能源轉化率。在電力工程鍋爐節能運行過程中排污方面的技術優化格外關鍵，本文以某公司為例，針對當前排污方面存在的問題提出最優的技能控制措施，以實現環境可持續發展和最佳節能控制目標。

1 電力工程鍋爐節能排污工作開展要點

1.1 排污工作開展要點

在推進可持續發展的目標下，電力工程領域積極響應，逐步深化生產改革和技術升級。這些舉措的核心目的在于提升電力工程鍋爐的運行效率和運行質量，從而在降低能源消耗的同時，促進經濟效益、社會效益、生態效益得到根本上的提高。然而，鍋爐在運行過程中不可避免地會產生一系列污染物，例如鍋爐給水蒸發后留下的雜質堆積物，以及鍋水中高濃度的鹽分、腐蝕物質和沉淀物等，這些都需要經過妥善處理后才能排放。鍋爐在運行中，為了保證受熱面的內部清潔和汽水品質合格，必須對鍋水進行相應的排污處理。

在鍋爐運行中，日常排污工作主要是利用重力或壓力差，將鍋水中的懸浮物、沉淀物以及部分鹽分通過排污口排出，這些雜質如果長時間在鍋爐內積累，不僅會影響鍋水的品質，還可能導致受熱面的結垢、腐蝕，從而影響鍋爐的傳熱效率和安全運行。

定期排污主要在鍋爐低負荷運行或停爐期間執行，旨在清除在鍋爐底部積累的泥渣以及磷酸鹽處理過程中生成的軟質沉淀物。盡管定期排污的操作時間較短，但其對鍋內沉淀物的清除效果卻較為顯著。而連續排污，也被稱為表面排污或上部排污，是一種持續性的排污方式，主要從鍋水表面附近排出濃度較高的鍋水。這種方式旨在調整鍋水中的堿度和溶解固形物，以滿足汽水品質標準。連續排污管口一般裝在汽包正常水位下200～300mm 處，以連續排出高濃度的鍋水[1]。

1.2 排污案例分析內容

某廠作為大型電廠，其中600MW 機組的鍋爐在運行過程中，通過連續排污和定期排污相結合的方式，有效地控制了鍋水的品質。根據電廠的運行數據，連續排污率通常維持在0.6%～1.2%的范圍內，而定期排污則根據鍋水的化驗結果和泥渣的積聚情況來，確定具體的排污時間和排污量。

本電廠使用的是DG2028/17.35-Ⅱ2型鍋爐，該鍋爐采用亞臨界、中間再熱機組設計，與600MW等級的汽輪發電機組相匹配，能夠適應汽輪機的定壓（滑壓）啟動和運行。鍋爐運用采用二級點火方式，由高能電火花點燃輕油，然后輕油點燃煤粉，采用前后墻對沖燃燒方式。本電力工程中鍋爐的主要燃料為周邊煤礦產出煤，其煤質較差，低位發熱量達到15000kJ/kg。本電力工程中鍋爐采用膜式水冷壁作為蒸發受熱面，并利用單汽包、自然循環來實現水循環。

此外，爐膛頂部還布置了屏式過熱器和屏式再熱器。通過調整燃燒參數，如空氣過剩系數、燃燒器傾角等，可實現燃料的充分燃燒。在實際應用中，采用燃燒優化技術后，鍋爐的熱效率提高了2.5%，燃料消耗量減少了約3%。同時，煙氣中的氮氧化物含量也降低了約20%。為了降低能耗并實現資源的再次利用，某電廠借助大氣式熱力除氧器處理鍋爐產生的蒸汽。同時，鍋爐產生的廢水在經過熱交換器冷卻和加熱后，會被安全地排入溝渠。這種處理方式不僅有助于清除鍋爐內的泥沙、雜質等污染物，還能有效控制鍋爐的利用率，延長其使用壽命。

在電廠優化改革過程中，某電廠成功引入了智能排污工藝。該工藝借助控制器、電導率儀傳感器、管道系統等先進設備，有效完成了排污工作。從實際運行效果來看，排污率降低了20%～30%，每年減少了1400t 軟化水的使用，同時減少了300t 煤的消耗。經過計算，鍋爐的熱效率提高了4%。智能排污工藝的應用使本電廠能夠將鍋水的堿度控制在18～27mmol/l 的范圍內，鍋水的電導率也被有效限制在800～3200μs/cm。在保持相同的排污量的情況下，每班的累積排污時間縮短至37s。此外，在智能排污模式下，排污總量達到了1683kg，比傳統模式提高了1967kg。

在過去的1年中，某電廠通過合理的排污策略，成功地將鍋水的含鹽量控制在200mg/L 以下，堿度控制在9.0～9.7的范圍內，確保了鍋爐的安全、經濟運行。同時，通過排污回收的熱量也進一步提高了電廠的經濟效益。此外，某電廠還定期對排污管道和閥門進行檢查和維護，確保排污系統的暢通無阻。這些措施的實施，不僅延長了鍋爐的使用壽命，還減少了因鍋爐結垢、腐蝕等問題而導致的停機事故，為電廠的穩定運行提供了有力保障。

總的來說，通過引入智能排污工藝，某電廠在經濟效率、生態效益和社會效益方面都取得了顯著的提升。這不僅體現了電廠在推動可持續發展方面的積極努力，也為電廠行業的技術升級和環保改造提供了有益的借鑒。

表1 熱力性能參數

2 電力工程鍋爐節能排污工作開展技術細節分析

2.1 鍋爐節能排污系統設計

排污系統的設計是確保鍋爐排污效果的關鍵環節，從本電力工程鍋爐排污工作開展現狀來看，合理設計的排污系統能夠有效地排除鍋水中的雜質和污染物，保持鍋爐內部的清潔和正常運行[2]。從某電廠的工作經驗來看，在排污系統設計中，首要考慮的是排污管道的布局規劃。合理的布局能夠確保廢水順暢地排出，避免管道堵塞和泄漏等問題。設計時需要考慮管道的走向、坡度、管徑等因素，排污閥門的選型與配置也格外關鍵，以才能夠確保排污的順暢性和效率。

由上述可知，某電廠在設計鍋爐管道的過程中，根據鍋爐的實際情況和生產需求，重新規劃了管道的走向和坡度，確保了鍋水能夠順暢地排出。選用了耐腐蝕、耐磨損的閥門，并配置了自動化控制系統，實現了鍋爐排污的精確控制。

尤其是某電廠在燃燒室內，采用了膜式水冷壁作為蒸發受熱面，這種設計不僅提高了熱效率，還有效地保護了爐墻。同時水循環方面，電廠采用的是單汽包、自然循環、單段蒸發系統，這種系統能夠確保水在鍋爐內的循環流動更加順暢，從而提高整體的熱效率。燃燒器采用對沖旋流式燃燒器，煤在爐膛內進行充分的燃燒，有效地降低了煙氣中的有害物質含量。

在尾部對流煙道中，某電廠配置了低溫過熱器、低溫再熱器、省煤器以及空氣預熱器，這些裝置共同協作，對煙氣進行深度冷卻和高效處理，確保最終排放的煙氣達到標準。為了精準調控蒸汽溫度，鍋爐內還設置了兩級噴水減溫器，其減溫水源自給水泵出口的高加前段。此外，在冷段再熱器和熱段再熱器之間，某電廠加裝了再熱蒸汽事故噴水減溫器，其減溫水由給水泵的中間抽頭提供。同時，在低溫過熱器與屏式過熱器、屏式過熱器與高溫過熱器之間的管路上，也分別設置了一、二級噴水減溫器。這些減溫器的布局確保了鍋爐在各種運行條件下都能維持穩定的溫度，從而提升了整體的安全性和經濟性。

值得一提的是，某電廠為了實現自動化管理和精確控制，可引入自動化控制系統。借助智能排污裝置，通過設置合理的排污周期、排污量和排污時間等參數，能夠實現鍋爐排污的自動化控制，再加上爐水加藥，提高排污效率和效果。根據前文給出數據來看，自動化控制系統的引入，操作人員的勞動強度得到了降低，還減少了管道的堵塞和泄漏等問題，降低了維修成本和維護工作量。

2.2 鍋爐節能排污處理技術

鍋爐在運行過程中，其污染物排放速率通常與其容量有關，約占其容量的3%～10%。為了確保鍋爐的正常運行和減壓后水的再利用效果，需要定期排放鍋爐內的污染物。這樣做不僅有助于水的分離使用，還能維持鍋爐的良好工作狀態。

2.2.1 廢水處理技術

某電廠格外重視排污處理技術，為了保證鍋爐排污效果，在完善鍋爐節能排污系統設計的基礎上，針對鍋爐節能排污處理技術展開進一步分析。以求通過采用合適的處理技術，能夠有效地去除鍋水中的有害物質，保護鍋爐的安全運行，并減少對環境的污染[3]。從實際工作經驗來看，廢水處理是鍋爐排污處理中的重要環節，在實際處理過程中，某電廠重點針對鍋爐廢水中含有的懸浮物、有機物、重金屬等污染物進行處理，綜合采用物理、化學或生物等方法，以此最大限度提高處理效果。

從某電廠實際運行情況來看，主要采用了沉淀法、氧化法、離子交換法等，去除廢水中的懸浮物、降解有機物以及去除重金屬離子。某電廠通過反滲透膜的過濾作用，能夠有效地去除廢水中的鹽分、有機物和微生物等污染物。經過處理后的水質達到了回用標準，實現了廢水的資源化利用。每年通過廢水回用技術節約了大量的水資源，并減少了廢水排放對環境的壓力。

2.2.2 煙氣處理技術

在工業鍋爐的操作中，減少熱量損失、加強排放控制尤為關鍵。鑒于此，某電廠采納了排煙系統的余熱回收技術，旨在最大化地回收余熱，顯著降低排煙溫度，并實現余熱的梯級利用。從某電廠應用這一技術后的實際效果來看，不僅降低了排煙溫度，且因為采用了高效冷卻介質，該技術有效減少了熱能浪費，從而提升了鍋爐熱工設備的整體效能和效率。

在處理過程中，某電廠主要運用了電除塵器和濕法脫硫技術。為了進一步解決煙氣中的余熱損失問題，電廠在排煙系統中增設了煙氣冷卻器。該設備利用空氣、水等導熱介質，將余熱有效地傳遞給鍋爐的給水或進氣系統，進而通過預熱助燃空氣和冷凝水達到節能減排的效果。

根據某電廠的試驗數據，經過這兩種技術處理后，煙氣中的粉塵、二氧化硫和氮氧化物的排放濃度分別降低到了遠低于國家排放標準的水平。為了驗證處理效果，某電廠委托了第三方監測機構進行煙氣排放監測。監測結果顯示，經過電廠的煙氣凈化技術處理后，煙氣排放濃度不僅遠低于國家排放標準。

具體來說，在除塵器之后，煙氣冷卻器對煙氣進行進一步冷卻，從而充分利用余熱。在使用除塵器裝置時，某電廠的工作人員會密切監控進氣溫度和煙氣溫度，并結合實際情況采取合理的布局方式，以確保達到最優的余熱利用效果。與未處理前相比，某電廠周邊地區的空氣質量指數（AQI）下降了約20%，二氧化硫和氮氧化物的濃度也分別下降了60%和50%以上。

3 結語

排污處理技術與實踐對于鍋爐排污效果的提升和環境保護具有重要意義。從某電廠工作經驗來看，通過采用合適的廢水處理技術和煙氣凈化技術，能夠實現鍋爐排污的高效、環保和可持續發展。根據電廠實際運行數據來看，優化后的排污系統使得同時，由于排污過程更加安全可靠。此外，優化后的排污系統綜上所述，排污系統的設計與優化對于鍋爐排污效果的提升具有重要意義。通過合理的布局規劃、閥門選型與配置以及自動化控制系統的引入等措施，能夠實現鍋爐排污的高效、穩定和可靠運行。