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摘要：锅炉是一种能耗总量高、应用风险高的特殊设备，也是推动我国可持续发展的关键基础设施。锅炉故障会造成巨大的人员和经济损失，对区域内环境造成严重污染。在此基础上，对锅炉的安全运行和节能减排的研究十分重要。本文件首先简要概述了锅炉生命周期内安全运行的技术，并探究了锅炉安全运行和节能减排的具体技术。
关键词：锅炉;全生命周期;高效运行;节能减排
一、锅炉高效安全运行相关设计种类
（一）电站锅炉
在电站锅炉建设中，为确保其运行的安全性和高效性，需要提高材料利用率和结构设计水准。以高温耐热钢非均匀成核蠕变寿命预测法为例。首先要确定锅炉房和发电厂使用的耐热钢的种类，以及耐热钢的型号。在选择和设计锅炉时，应慎重选择钢材，以提高锅炉选型的设计合理性，确保运行安全高效。对于炉膛出口的剩余旋转，必须在第一个施工阶段采取措施使其减少。为了评估炉膛出口烟气偏转的程度，需要优化炉膛和燃烧器的设计，使炉膛出口处的热偏转炉可以减少炉渣的形成和腐蚀，可改善炉膛水冷壁，有效控制过热器和预热器的爆炸。其次，为了提高燃烧器的点火稳定性，可采用高效煤粉燃烧器，提高燃料的适用性，达到燃烧率升高。目前，该技术的应用越来越广泛，常用于600和100MW超临界锅炉的建设。由此可见，材料的选择和锅炉设计的优化可以提高电厂锅炉的安全性和运行效率。
（二）燃煤工业锅炉
可燃烧材料作为能源载体，其特点是具有可变性和显著的负荷变化，我国长期引入煤炭能源作为火力发电的供给能源。因此，燃煤工业锅炉因其原料的多变性始终处于困境之中。燃煤工业锅炉水循性差和热效率不足限制了锅炉容量的进一步增加。新型工业锅炉设计的引进，以及特殊的设计和配风装置，可以有效解决燃煤锅炉存在的问题。在中国使用的燃煤工业锅炉中，29-140MW的中国锅炉系列最为先进，甚至部分产品的性能同时在国内外处于垄断地位，许多企业将其应用在自己的生产过程中，从而保证了锅炉设备的高效运行。
（三）余热锅炉
它是一种回收发电余热的锅炉系统，由于我国在这方面起步较晚，理论依据不足，无法实现减少磨损、漏烟、粉尘堆积、设备腐蚀等问题，导致设备无法进行实际技术操作。但近年来，得益于各项科研项目的开展，我国在余热锅炉的发展方面取得了长足的进步。尤其是余热锅炉的设计，是根据粉煤灰特性的相关数据进行标准化设计，突破了传统设计的束缚。在实施过程中，负责人提出了设计方案：突扩形烟风控制通道导流装置，通过对进口的多级磨损保护，确保钢柱膨胀在合理范围内变化，有效解决了锅炉的腐蚀、磨损和积灰，确定了计算基准为余热锅炉的热量输出提供数据支撑。
（四）燃油燃气工业锅炉
燃油燃气工业锅炉建设的基础是油气燃烧器，这也是制约该类型锅炉发展的最重要原因。我国没有先进的燃烧器检测技术，不能检测这种类型的锅炉，长期依赖进口技术和产品。但近年来，我国有关研究机构对这项技术进行的研究取得了长足的进步。我国自主研发了具有测量和记录燃烧器性能曲线功能的油气燃烧器试验装置。它还可以测量燃烧效率、安全性和燃烧功率，填补了国内相关领域的空白。
二、锅炉高效安全运行改进措施
（一）推动原料研发
在过去的几十年里，中国的能源工业发展迅速，这意味着中国的锅炉制造行业技术也在世界相关技术领域占有一席之地。更高参数锅炉的开发还在继续，锅炉的最新蒸汽参数达到700℃和29 MPa。对于参数而言，原材料是最重要的原因之一，但开发参数更高、耐热性更好、高耐热、耐高压的研究仍然不足。如果大面积进口原材料将导致生产成本大规模上升，在工业生产中是不切实际的。因此，我们必须重视技术投入，在相关环节进行更深一步的探索开发。除了开发更耐高温、耐压的优质材料外，更应注意控制和降低生产成本，以有效提高其在锅炉行业的适用性。
（二）改善锅炉设计
由于锅炉设计参数是影响锅炉效率的直接因素，而锅炉设计和运行过程中包括数百万台锅炉和超临界锅炉涌入市场，锅炉运行效率取得了巨大的进步。目前，我国最优质超临界炉的效率测试已达到95.2%。锅炉设计的不断改进是提高锅炉运行效率、安全性和稳定性的决定性因素。为了减少污染物和热损失，需要改进燃烧器，使其适应受热面的位置，并扩大尾部的多级受热面。增加燃烧器效率后，可以减少污染物的排放，同时可以显著提高煤尘的燃烧效率，有效减少锅炉炉渣和飞灰中的碳损失，进一步提高了锅炉的效率。
（三）优化燃烧调整
燃烧状态是影响锅炉燃烧效率的直接因素。低结焦率和高稳定性是锅炉高效安全运行的最重要保证。因此，迫切需要组织技术人员和承包商，采用汽水参数调整、水泵系统调整、制粉系统调整等多种控制手段，对新旧锅炉组的燃烧进行系统控制，显著优化锅炉燃烧效率。多年研究数据证明，通过集成燃烧控制，可将飞灰的含碳量控制在1%以内，使烟气温度也能维持在规划目标内，使锅炉运行达到最大值。同时，锅炉内风粉比例的问题也需要重点关注，结合设计目标和实际情况作出适当的调整。如果这方面能调整好，锅炉就可以保持稳定，大大减少燃烧效率差的问题。
三、锅炉节能减排的改进措施
（一）烟气深度冷却与利用技术
石油、天然气和煤炭等化石燃料是电厂锅炉的主要能源，但由于这些原材料的特性，在燃烧时也会向环境中排出大量有毒有害气体。随着时间的推移，二氧化碳等气体也会增加温室效应。锅炉的余热也被烟气带走并造成热损失。因此，减排燃烧技术和余热回收技术应该是重点关注的研究课题。低温省煤器和烟气冷却器是现代锅炉中最新的尾部换热器，许多电厂采用低温省煤器转换来冷却和处理锅炉废气。通过使用翅片管作为传热元件，与余热锅炉的结构相比，可以有效地增加传热面积，从而可以更有效地利用烟气。这种转化是实现烟气深度冷却与利用的最有效措施。
（二）推动燃烧器改造
近年来，我国大部分电厂都完成了脱硫脱硝设备的现代化改造，尾部废气处理技术基本能满足实际需求。然而，技术的更新换代十分迅速，为了能更好适应节能减排要求，立足于此基础，假设锅炉效率不降低，我们必须继续投入研究，改进燃烧器结构的设计，从而建设性地实现高燃烧效率和低氮燃烧的目标。近年来，人们对逐层燃烧的概念进行了很多研究。为了实现燃料的充分燃烧，减少不必要浪费的同时减少排放有害气体，目前一般采用物理方式进行燃料分层燃烧，这种方法的应用使燃烧中的毒害气体可以显著减少。从长远发展的角度来看，燃烧器现代化改造可以成为未来实现节能减排的关键技术。
（三）SCR 脱硝及清洗再生技术
采用SCR脱硝技术，利用催化剂转化氮氧化物的原理，可以通过降低氮氧化物排放减少锅炉排放，将锅炉排放从100 ppm以上降低到10 ppm。显然，SCR-Nox 技术是基于添加催化剂，因此我们需要在生产过程中優先考虑催化剂的活性。从这个角度来看，材料结构开发和催化剂清洗的设备应该得到充分的加强。此外，再生技术中改进的材料开发，还可以避免制造过程中催化剂突然失效的意外影响。同时，为了提高根据装置情况降低脱硝成本的目标，需要能长期操作相应装置的技术人员参与。
结论：综上所述，锅炉技术需要进一步发展，以满足时代的要求。无论可再生能源技术的发展如何，火力发电仍然是世界范围内高效、稳定和可靠的选择，所以有必要进一步加强锅炉运行关键技术研究。与世界发达国家相比，我国在锅炉锅炉生产运营等科技领域依旧十分落后，因此，广泛开展高效低排放工作，促进技术革新和产业转型十分必要。
参考文献
[1]许宏宇.锅炉全生命周期安全高效运行和节能减排[J].锅炉制造，2019（04）：28-29.
关键词：锅炉;全生命周期;高效运行;节能减排
一、锅炉高效安全运行相关设计种类
（一）电站锅炉
在电站锅炉建设中，为确保其运行的安全性和高效性，需要提高材料利用率和结构设计水准。以高温耐热钢非均匀成核蠕变寿命预测法为例。首先要确定锅炉房和发电厂使用的耐热钢的种类，以及耐热钢的型号。在选择和设计锅炉时，应慎重选择钢材，以提高锅炉选型的设计合理性，确保运行安全高效。对于炉膛出口的剩余旋转，必须在第一个施工阶段采取措施使其减少。为了评估炉膛出口烟气偏转的程度，需要优化炉膛和燃烧器的设计，使炉膛出口处的热偏转炉可以减少炉渣的形成和腐蚀，可改善炉膛水冷壁，有效控制过热器和预热器的爆炸。其次，为了提高燃烧器的点火稳定性，可采用高效煤粉燃烧器，提高燃料的适用性，达到燃烧率升高。目前，该技术的应用越来越广泛，常用于600和100MW超临界锅炉的建设。由此可见，材料的选择和锅炉设计的优化可以提高电厂锅炉的安全性和运行效率。
（二）燃煤工业锅炉
可燃烧材料作为能源载体，其特点是具有可变性和显著的负荷变化，我国长期引入煤炭能源作为火力发电的供给能源。因此，燃煤工业锅炉因其原料的多变性始终处于困境之中。燃煤工业锅炉水循性差和热效率不足限制了锅炉容量的进一步增加。新型工业锅炉设计的引进，以及特殊的设计和配风装置，可以有效解决燃煤锅炉存在的问题。在中国使用的燃煤工业锅炉中，29-140MW的中国锅炉系列最为先进，甚至部分产品的性能同时在国内外处于垄断地位，许多企业将其应用在自己的生产过程中，从而保证了锅炉设备的高效运行。
（三）余热锅炉
它是一种回收发电余热的锅炉系统，由于我国在这方面起步较晚，理论依据不足，无法实现减少磨损、漏烟、粉尘堆积、设备腐蚀等问题，导致设备无法进行实际技术操作。但近年来，得益于各项科研项目的开展，我国在余热锅炉的发展方面取得了长足的进步。尤其是余热锅炉的设计，是根据粉煤灰特性的相关数据进行标准化设计，突破了传统设计的束缚。在实施过程中，负责人提出了设计方案：突扩形烟风控制通道导流装置，通过对进口的多级磨损保护，确保钢柱膨胀在合理范围内变化，有效解决了锅炉的腐蚀、磨损和积灰，确定了计算基准为余热锅炉的热量输出提供数据支撑。
（四）燃油燃气工业锅炉
燃油燃气工业锅炉建设的基础是油气燃烧器，这也是制约该类型锅炉发展的最重要原因。我国没有先进的燃烧器检测技术，不能检测这种类型的锅炉，长期依赖进口技术和产品。但近年来，我国有关研究机构对这项技术进行的研究取得了长足的进步。我国自主研发了具有测量和记录燃烧器性能曲线功能的油气燃烧器试验装置。它还可以测量燃烧效率、安全性和燃烧功率，填补了国内相关领域的空白。
二、锅炉高效安全运行改进措施
（一）推动原料研发
在过去的几十年里，中国的能源工业发展迅速，这意味着中国的锅炉制造行业技术也在世界相关技术领域占有一席之地。更高参数锅炉的开发还在继续，锅炉的最新蒸汽参数达到700℃和29 MPa。对于参数而言，原材料是最重要的原因之一，但开发参数更高、耐热性更好、高耐热、耐高压的研究仍然不足。如果大面积进口原材料将导致生产成本大规模上升，在工业生产中是不切实际的。因此，我们必须重视技术投入，在相关环节进行更深一步的探索开发。除了开发更耐高温、耐压的优质材料外，更应注意控制和降低生产成本，以有效提高其在锅炉行业的适用性。
（二）改善锅炉设计
由于锅炉设计参数是影响锅炉效率的直接因素，而锅炉设计和运行过程中包括数百万台锅炉和超临界锅炉涌入市场，锅炉运行效率取得了巨大的进步。目前，我国最优质超临界炉的效率测试已达到95.2%。锅炉设计的不断改进是提高锅炉运行效率、安全性和稳定性的决定性因素。为了减少污染物和热损失，需要改进燃烧器，使其适应受热面的位置，并扩大尾部的多级受热面。增加燃烧器效率后，可以减少污染物的排放，同时可以显著提高煤尘的燃烧效率，有效减少锅炉炉渣和飞灰中的碳损失，进一步提高了锅炉的效率。
（三）优化燃烧调整
燃烧状态是影响锅炉燃烧效率的直接因素。低结焦率和高稳定性是锅炉高效安全运行的最重要保证。因此，迫切需要组织技术人员和承包商，采用汽水参数调整、水泵系统调整、制粉系统调整等多种控制手段，对新旧锅炉组的燃烧进行系统控制，显著优化锅炉燃烧效率。多年研究数据证明，通过集成燃烧控制，可将飞灰的含碳量控制在1%以内，使烟气温度也能维持在规划目标内，使锅炉运行达到最大值。同时，锅炉内风粉比例的问题也需要重点关注，结合设计目标和实际情况作出适当的调整。如果这方面能调整好，锅炉就可以保持稳定，大大减少燃烧效率差的问题。
三、锅炉节能减排的改进措施
（一）烟气深度冷却与利用技术
石油、天然气和煤炭等化石燃料是电厂锅炉的主要能源，但由于这些原材料的特性，在燃烧时也会向环境中排出大量有毒有害气体。随着时间的推移，二氧化碳等气体也会增加温室效应。锅炉的余热也被烟气带走并造成热损失。因此，减排燃烧技术和余热回收技术应该是重点关注的研究课题。低温省煤器和烟气冷却器是现代锅炉中最新的尾部换热器，许多电厂采用低温省煤器转换来冷却和处理锅炉废气。通过使用翅片管作为传热元件，与余热锅炉的结构相比，可以有效地增加传热面积，从而可以更有效地利用烟气。这种转化是实现烟气深度冷却与利用的最有效措施。
（二）推动燃烧器改造
近年来，我国大部分电厂都完成了脱硫脱硝设备的现代化改造，尾部废气处理技术基本能满足实际需求。然而，技术的更新换代十分迅速，为了能更好适应节能减排要求，立足于此基础，假设锅炉效率不降低，我们必须继续投入研究，改进燃烧器结构的设计，从而建设性地实现高燃烧效率和低氮燃烧的目标。近年来，人们对逐层燃烧的概念进行了很多研究。为了实现燃料的充分燃烧，减少不必要浪费的同时减少排放有害气体，目前一般采用物理方式进行燃料分层燃烧，这种方法的应用使燃烧中的毒害气体可以显著减少。从长远发展的角度来看，燃烧器现代化改造可以成为未来实现节能减排的关键技术。
（三）SCR 脱硝及清洗再生技术
采用SCR脱硝技术，利用催化剂转化氮氧化物的原理，可以通过降低氮氧化物排放减少锅炉排放，将锅炉排放从100 ppm以上降低到10 ppm。显然，SCR-Nox 技术是基于添加催化剂，因此我们需要在生产过程中優先考虑催化剂的活性。从这个角度来看，材料结构开发和催化剂清洗的设备应该得到充分的加强。此外，再生技术中改进的材料开发，还可以避免制造过程中催化剂突然失效的意外影响。同时，为了提高根据装置情况降低脱硝成本的目标，需要能长期操作相应装置的技术人员参与。
结论：综上所述，锅炉技术需要进一步发展，以满足时代的要求。无论可再生能源技术的发展如何，火力发电仍然是世界范围内高效、稳定和可靠的选择，所以有必要进一步加强锅炉运行关键技术研究。与世界发达国家相比，我国在锅炉锅炉生产运营等科技领域依旧十分落后，因此，广泛开展高效低排放工作，促进技术革新和产业转型十分必要。
参考文献
[1]许宏宇.锅炉全生命周期安全高效运行和节能减排[J].锅炉制造，2019（04）：28-29.