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摘 要 随着能源消耗的日益加剧，能源危机笼罩着全世界绝大多数国家，我国也不能幸免，近几十年来，我国的经济高速发展，可是付出的代价是能源的急速消耗以及环境的严重破坏。其中热电厂是耗能、排污严重的产业之一，文章分析了热电厂锅炉的耗能问题，对如何做好节能措施提出了建议。
关键词 热电厂；锅炉；节能措施
中图分类号：TK229 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）15-0179-01
2006年，我国把节能减排列为基本国策，国家开始重视对能源的节约和对环境的保护。节能与减排，两者相互关联，却又相互独立，节约能源与保护环境也一样。本文对热电厂锅炉的节能措施分析，就是从“节能”与“减排”两方面着手。
1 传统热电厂锅炉的工作原理
热电厂是功能是发电供热，它利用锅炉，将煤炭等化学能转化成热能，热能一部分直接供热，另一部分转换成电能。传统热电厂锅炉的工作原理是利用电能对锅炉进行预热，然后利用送风机向锅炉里吹入煤粉等原料，煤粉等原料在锅炉里充分燃烧，引风机则根据锅炉的温度、气压情况，将锅炉内的空气吸走，保持锅炉温度、气压维持在稳定值，锅炉最后输出可供利用的高温蒸汽、高温水等。
2 传统热电厂锅炉的能量损耗问题
传统热电厂锅炉在运行过程中，能量损耗主要来自于以下几个方面：锅炉预热加热、风机、排放物（废水废气废渣）。
1）锅炉预热加热能量损耗：锅炉预热加热所消耗的电能，占据锅炉总电能消耗的55%，传统锅炉的功率因素低，对电能的利用率不高；隔热效果差，对电能的损耗大。
2）风机能量损耗：风机分为送风机和引风机，送风机又一次风机和二次风机，一次风机是向锅炉吹入煤粉和空气，二次风机则是根据煤粉在锅炉的燃烧情况，适时的吹入适量的空气，使煤粉充分燃烧，所以在锅炉工作过程中，二次风机会随着煤粉的燃烧情况，频繁的调节送风量。而传统风机采用的是全压输出、挡板调控的方式，即风机以额定电压满负荷工作，输出风量固定不变，在出风口设置挡板，根据风量需求，调整挡板的开合度。这样的调控方式会造成大量的电能损耗。风机消耗的电能占据锅炉总电能消耗的45%左右，而二次风机所消耗的电能占据风机总电能消耗的70%以上，在二次风机工作过程中，锅炉低负荷运转时，二次风机的电能耗损约为75%，锅炉高负荷运转时，二次风机的电能耗损约为25%。
3）排放物能量损耗：分析锅炉工作原理，根据能量守恒定律可知，如果转换的热能少于煤炭等原料的化学能加上电能的总和，那么必定有一部分能量浪费了。而浪费的这部分能量，大多来自于废水、废气、废渣。废水废弃的排放，带走了大量的热能，使得热能没有充分被收集；废渣的排放，带走了大量的热能和化学能，一方面化学能没有得到充分转换，另一方面热能没有得到充分收集。
3 热电厂锅炉的节能措施
分析传统热电厂锅炉的能量损耗问题可知，要采取节能措施，就需要从两方面入手，一个是节省设备的能量消耗，另一个是减少废弃物的排放（废水、废弃、废渣等）。
3.1 节省设备的能量消耗
1）改进锅炉。锅炉对于能量的利用率虽然达到了80%以上，但是仍存在改进的空间，对锅炉的改进主要来自于两方面：一方面是改进电路，提高锅炉的加热功率因素，使其对电能的转换率更高；另一方面是改进锅炉材质，增强锅炉的保温隔热效果，避免锅炉内部的热能流失。
2）改进风机。全压挡板式风机存在两个问题，一个是功率因素低，即电能转化成动能的转化率不高；另一个是能量耗损严重，尤其是在锅炉低负荷工作时，需要吹入的风量不多，但是风机依然是全压运转，多余的风量被挡板消耗了。可以采用高压变频技术对风机进行改进，高压变频技术能够控制输入电压，从而控制电机的功率，通过控制电机功率，进而控制电机的转速，调节风机的风量。而且使用单元串联型高压变频器对风机进行改造，还能利用拓扑结构电路提高电机的功率因素。如此一来，功率因素提高，对电能的转化率就得到了提升，同时避免挡板消耗风力。
如此一来，达到同样的加热效果，改进后的锅炉和风机所消耗的能量更少，从而达到了节能的目的。
3.2 减少废弃物的排放
减少废弃物的排放是另一种意义上的“节能”，减排的手段包括：回收引风机吸走的高温空气，回收锅炉排放的烟气和废渣余热，回收冷凝水，等等。这些排放的废弃物，往往携带着大量的热能，根据能量守恒定律，这些热能同样来自于化学能和电能的转化，所以，减少废弃物排放，对废弃物的余热进行综合利用，也是一种节能，节省了设备的初始能量投入。对低温余热的利用主要有以下三种方式。
1）热能交换技术。回收热电厂锅炉中的烟气余热，利用其对煤粉等原料进行初步预热，加快煤粉等原料在锅炉中的燃烧速度；或者对其他锅炉的空气进行预热，加快锅炉内部温度的提升。
2）热能转换技术。对回收的烟气余热，进行蒸汽化处理，从而利用蒸汽的气压，产生动力，为动力机械提供动能，产生机械能，利用机械能直接做功，或者产生电能，进行余热发电。
3）利用温差制冷制热。利用回收的低温烟气，对温度低于烟气温度的环境进行制热，对温度高于烟气温度的环境进行制冷。
如此一来，既减少了废弃物的排放，保护了环境，又对能量进行了综合利用，相当于节省了能源的消耗。
4 结束语
综上所述，传统电热厂锅炉存在大量的问题，主要集中在风机、锅炉、排污这三者上。采用高压变频技术改进风机，对锅炉电路和材料进行优化，综合利用废弃物的低温余热，是实现电热厂锅炉节能的有效措施。
参考文献
[1]梁宏明，王小军.热电厂锅炉的节能措施探讨[J].魅力中国，2013（25）：363-363，364.
[2]吴洪达，赵洋.电厂锅炉节能措施分析[J].中小企业管理与科技，2010（15）：240-241.
[3]田立先，陈建森.电厂锅炉的节能措施[J].硅谷，2012（19）：147-147，187.
[4]范世祥，张宏，马文哲，等.火电厂锅炉运行过程中的节能措施探析[J].科技传播，2013（19）：68-68，46.
作者简介
温志杰（1977-），男，汉族，河南洛阳人，工程师，研究方向：热电厂运行与管理。
齐雅丽（1981-），女，汉族，河南开封人，工程师，研究方向：热电厂运行与管理。
关键词 热电厂；锅炉；节能措施
中图分类号：TK229 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）15-0179-01
2006年，我国把节能减排列为基本国策，国家开始重视对能源的节约和对环境的保护。节能与减排，两者相互关联，却又相互独立，节约能源与保护环境也一样。本文对热电厂锅炉的节能措施分析，就是从“节能”与“减排”两方面着手。
1 传统热电厂锅炉的工作原理
热电厂是功能是发电供热，它利用锅炉，将煤炭等化学能转化成热能，热能一部分直接供热，另一部分转换成电能。传统热电厂锅炉的工作原理是利用电能对锅炉进行预热，然后利用送风机向锅炉里吹入煤粉等原料，煤粉等原料在锅炉里充分燃烧，引风机则根据锅炉的温度、气压情况，将锅炉内的空气吸走，保持锅炉温度、气压维持在稳定值，锅炉最后输出可供利用的高温蒸汽、高温水等。
2 传统热电厂锅炉的能量损耗问题
传统热电厂锅炉在运行过程中，能量损耗主要来自于以下几个方面：锅炉预热加热、风机、排放物（废水废气废渣）。
1）锅炉预热加热能量损耗：锅炉预热加热所消耗的电能，占据锅炉总电能消耗的55%，传统锅炉的功率因素低，对电能的利用率不高；隔热效果差，对电能的损耗大。
2）风机能量损耗：风机分为送风机和引风机，送风机又一次风机和二次风机，一次风机是向锅炉吹入煤粉和空气，二次风机则是根据煤粉在锅炉的燃烧情况，适时的吹入适量的空气，使煤粉充分燃烧，所以在锅炉工作过程中，二次风机会随着煤粉的燃烧情况，频繁的调节送风量。而传统风机采用的是全压输出、挡板调控的方式，即风机以额定电压满负荷工作，输出风量固定不变，在出风口设置挡板，根据风量需求，调整挡板的开合度。这样的调控方式会造成大量的电能损耗。风机消耗的电能占据锅炉总电能消耗的45%左右，而二次风机所消耗的电能占据风机总电能消耗的70%以上，在二次风机工作过程中，锅炉低负荷运转时，二次风机的电能耗损约为75%，锅炉高负荷运转时，二次风机的电能耗损约为25%。
3）排放物能量损耗：分析锅炉工作原理，根据能量守恒定律可知，如果转换的热能少于煤炭等原料的化学能加上电能的总和，那么必定有一部分能量浪费了。而浪费的这部分能量，大多来自于废水、废气、废渣。废水废弃的排放，带走了大量的热能，使得热能没有充分被收集；废渣的排放，带走了大量的热能和化学能，一方面化学能没有得到充分转换，另一方面热能没有得到充分收集。
3 热电厂锅炉的节能措施
分析传统热电厂锅炉的能量损耗问题可知，要采取节能措施，就需要从两方面入手，一个是节省设备的能量消耗，另一个是减少废弃物的排放（废水、废弃、废渣等）。
3.1 节省设备的能量消耗
1）改进锅炉。锅炉对于能量的利用率虽然达到了80%以上，但是仍存在改进的空间，对锅炉的改进主要来自于两方面：一方面是改进电路，提高锅炉的加热功率因素，使其对电能的转换率更高；另一方面是改进锅炉材质，增强锅炉的保温隔热效果，避免锅炉内部的热能流失。
2）改进风机。全压挡板式风机存在两个问题，一个是功率因素低，即电能转化成动能的转化率不高；另一个是能量耗损严重，尤其是在锅炉低负荷工作时，需要吹入的风量不多，但是风机依然是全压运转，多余的风量被挡板消耗了。可以采用高压变频技术对风机进行改进，高压变频技术能够控制输入电压，从而控制电机的功率，通过控制电机功率，进而控制电机的转速，调节风机的风量。而且使用单元串联型高压变频器对风机进行改造，还能利用拓扑结构电路提高电机的功率因素。如此一来，功率因素提高，对电能的转化率就得到了提升，同时避免挡板消耗风力。
如此一来，达到同样的加热效果，改进后的锅炉和风机所消耗的能量更少，从而达到了节能的目的。
3.2 减少废弃物的排放
减少废弃物的排放是另一种意义上的“节能”，减排的手段包括：回收引风机吸走的高温空气，回收锅炉排放的烟气和废渣余热，回收冷凝水，等等。这些排放的废弃物，往往携带着大量的热能，根据能量守恒定律，这些热能同样来自于化学能和电能的转化，所以，减少废弃物排放，对废弃物的余热进行综合利用，也是一种节能，节省了设备的初始能量投入。对低温余热的利用主要有以下三种方式。
1）热能交换技术。回收热电厂锅炉中的烟气余热，利用其对煤粉等原料进行初步预热，加快煤粉等原料在锅炉中的燃烧速度；或者对其他锅炉的空气进行预热，加快锅炉内部温度的提升。
2）热能转换技术。对回收的烟气余热，进行蒸汽化处理，从而利用蒸汽的气压，产生动力，为动力机械提供动能，产生机械能，利用机械能直接做功，或者产生电能，进行余热发电。
3）利用温差制冷制热。利用回收的低温烟气，对温度低于烟气温度的环境进行制热，对温度高于烟气温度的环境进行制冷。
如此一来，既减少了废弃物的排放，保护了环境，又对能量进行了综合利用，相当于节省了能源的消耗。
4 结束语
综上所述，传统电热厂锅炉存在大量的问题，主要集中在风机、锅炉、排污这三者上。采用高压变频技术改进风机，对锅炉电路和材料进行优化，综合利用废弃物的低温余热，是实现电热厂锅炉节能的有效措施。
参考文献
[1]梁宏明，王小军.热电厂锅炉的节能措施探讨[J].魅力中国，2013（25）：363-363，364.
[2]吴洪达，赵洋.电厂锅炉节能措施分析[J].中小企业管理与科技，2010（15）：240-241.
[3]田立先，陈建森.电厂锅炉的节能措施[J].硅谷，2012（19）：147-147，187.
[4]范世祥，张宏，马文哲，等.火电厂锅炉运行过程中的节能措施探析[J].科技传播，2013（19）：68-68，46.
作者简介
温志杰（1977-），男，汉族，河南洛阳人，工程师，研究方向：热电厂运行与管理。
齐雅丽（1981-），女，汉族，河南开封人，工程师，研究方向：热电厂运行与管理。