电厂锅炉节能降耗技术探究

前言：

随着全球能源结构过渡与可持续发展理念深入贯彻的背景，各国能源战略核心议题聚焦能源利用效率提升。作为能源消耗和碳排放关键范畴的电力行业，其绿色低碳转型于达成“双碳”目标意义重大，而电厂锅炉作为电力生产的核心装置，运行效率跟能源转化成果以及环境影响直接相关。伴随新型电力系统建设进程加速，加之能源市场竞争渐趋白热化，借由技术革新实现锅炉节能减耗，既是契合国家能源政策的必然要求，更是促进电厂经济成效、增强行业竞争实力的有效方式。基于这一背景，实施对电厂锅炉节能降耗技术的系统探究，呈现鲜明的时代特性与实践意义，能为电力行业高质量发展给予关键支撑。

1 电厂锅炉节能降耗的必要性

电厂锅炉作为电力生产核心装置，其节能降耗呈现出多方面不可替代的必要特征，覆盖能源利用完整链路与行业发展整个阶段。

我国化石能源的禀赋呈现出“煤炭富足、石油贫瘠、天然气不足”的特性，而电力行业是煤炭消耗的主要力量。电厂总能耗中，锅炉能耗所占比例达 70% 以上，跟随“双碳”目标推进与能源结构变革态势，依靠减少锅炉单位发电所耗煤量，可直接降低对化石能源的消耗水平，减轻能源供应所面临的压力，

生态环保层面审视，锅炉燃烧阶段是碳排放及污染物排放的关键源头。就目前而言，火电厂氮氧化物、二氧化硫等污染物排放的额度限制持续收紧，而节能与减排具备协同关系——高效燃烧能削减不完全燃烧的产物，降低烟气净化系统的承载量；回收排烟余热可达成脱硫塔入口烟温的降低，增强脱硫绩效。锅炉节能改造操作结束后，单位发电量碳排放可出现 3% - 5% 的降低，推动电力行业达成超低排放与碳达峰愿景[1]。

就经济效益维度剖析，电厂运营成本中能源成本占比超出 60% ，若使锅炉能耗每下降 1g/kWh ，一座百万千瓦级火电厂年度成本支出可减少超千万元。处于电力市场化改革不断推进当下，实施节能降耗能显著提高电厂在电价竞争里的优势地位，尤其是当新能源发电占比增长引发火电机组调峰频繁的状况下，依靠优化锅炉于变负荷状态下的运行能效，可缩减低负荷工况期间的能耗损失，增进企业抗御风险本领。

2 电厂锅炉节能降耗的有效措施

2.1 优化燃烧系统技术参数

燃烧系统是锅炉能量转换的核心，技术参数是否处于最佳水平，直接关乎燃料利用率。空燃比和燃烧器工况若不合理，将造成大量能量以未充分燃烧、排烟热损失方式浪费 [2]。

对燃烧器实施技术层面改造，采用低氮浓淡相分离燃烧器，把一次风划分为浓相和淡相两股气流，浓相气流在燃烧器中心范围形成富燃料的地带，凭借提高局部燃料浓度以缩短着火的延迟周期，外侧被淡相气流打造为贫燃料区域，抑制火焰峰值温度的升高，减少氮氧化物的生成同时强化燃烧稳定性。

引入烟气在线监测分析体系，在省煤器出口烟道布置激光气体分析仪和氧化锆氧量传感器，即时对烟气中的氧含量与一氧化碳浓度实施监测，每 5 秒把数据传递到 DCS 系统，自动控制模块按照负荷的变化态势动态调节送风量。若机组负荷在 50%-100% 区间有波动现象，把过量空气系数稳定在1.08 到1.12界限，负荷若低于 50% ，调整为 1.12-- 1. 15 范围，防止低负荷状态当中因气流扰动减弱引发的燃烧不彻底现象。

2.2 受热面清洁与强化传热技术

受热面作为热量传递的核心载体，经长期运转，积灰、结渣会造成热阻，造成传热效率下滑，引起排烟温度上升 [3]。

就清洁技术范畴而言，启用高频声波吹灰装置，在锅炉过热器、再热器、省煤器等受热面区域，按 3m 间隔布置声波发生器，把发生器频率设定成从120Hz 到 150Hz ，声压级维持于150 至160dB 区间，每日结合炉膛各区域积灰情况，制定吹灰周期。针对过热器区域，每 4 小时开展一回吹灰操作，设定省煤器区域每 6 小时实施一次吹灰。开展吹灰操作前，需借助红外热像仪检测受热面温度分布情形，厘定积灰严重范围，对该区域而言，吹灰时间延长为 30 秒，除确定的积灰严重区，其他区域吹灰时长为15 秒标准时长。就增进传热效果层面，对省煤器原有的光管进行更换，换成螺旋肋片管，把肋片高度界定成 15mm，设定螺旋肋片管的螺距达 25mm ，采用高频焊接手段将肋片和基管进行连接，保证结合强度达到150MPa 及以上，实现换热面积增大30% 以上。

2.3 辅机设备高效化改造

引风机、送风机、给水泵等辅机设备构成锅炉辅助能耗主要源头，传统定速运行模式于负荷转变期间，呈现出“大马拉小车”现象，引起巨量电能的无效耗费。

引风机和送风机这两者，采用变频调速技术优化方案，拆掉原有的定速电机跟液力耦合器，更替为额定功率匹配的永磁同步变频电机，配套一种 12 脉冲整流的变频装置，把变频器输出频率范围界定为 10-50Hz ，采用 DCS 系统接收炉膛负压、风量的信号。经 PID 控制器计算后输出变频相关控制信号，实现风机转速随负荷的动态调节。

实施改造操作时需重新设计电机基础构造，运用减震垫削减运行振动，把振动幅值调控到 0.08mm 以下范围，实施风机入口风道的流体力学改良，剔除风道内非必需导流板，把直角弯头替换成圆角的弯头，曲率半径定为风道直径的 1.5 倍这一数值，使局部阻力系数降低幅度超 30% 。改造阶段应安装轴向位移监测装备，位移若达 0.6mm 以上，自动启动停机保护，与此同时配套构建给水泵再循环体系框架，低负荷的时候把部分给水回流到除氧器，杜绝给水泵出现气蚀情形。

2.4 余热回收技术集成

锅炉排烟内隐匿着大量有回收潜力的热量，传统锅炉排烟温度大多是在130 到 150^∘C 这个度数，此热量部分未作利用就直接排放出去，造成能源浪费，高温烟气会提高脱硫系统的耗水、能耗水平。

尾部烟道省煤器、空气预热器之间添设低温省煤器，采取横向排列的布置样式，管束以 20G 无缝钢管作为材料，规格为 Φ32×3mm ，管排的横向间隔为80mm ，管排纵向间隔距离 60mm ，总换热面积由排烟量计算得出，使排烟温度自130^∘C 降至不足 90^∘C 。于低温省煤器入口安置三通调节阀，冬季出现气温过低情况时可把部分烟气予以旁通，防止管束结露后出现腐蚀现象；管束布置采用顺流和逆流组合的样式，前段作顺流布置可降低低温腐蚀隐患，后段按逆流布置强化热交换的成效，并引入换热后的凝结水到低压加热器，增进回热系统功效。

燃气锅炉则在燃气锅炉的尾部烟道安装烟气冷凝回收器械，采用不锈钢波纹管样式的换热器，波纹管的外径为 25mm ，该波高为 3mm ，经由加大湍流强度强化热量传导。于冷凝换热器入口安置了喷淋系统，喷洒 30^∘C 循环水，与烟气中的水蒸气触碰后形成冷凝水，将冷凝水 pH 值把控于 5.5-- 6.5 区间，依靠加药设施添加氢氧化钠溶液以调整。并在余热回收系统出口安装一套烟气阻力监测装置，若阻力突破 200Pa ，自动启动在线清洗系统，启用压力达 5MPa 的高压水对管束实施清洗，让换热效率稳定在设计值的 90% 以上水平。

结束语：

本文对电厂锅炉节能降耗技术进行系统性剖析后，提出优化燃烧系统技术参数、受热面清洁与强化传热技术、辅机设备高效化改造、余热回收技术集成等措施，能有效提升锅炉热效率，降低能耗。相关技术人员未来应积极探索更先进的节能技术与集成方案，加强智能化控制与数字化管理在锅炉系统中的应用，以契合新型电力系统对高效、低碳、灵活运行的要求，推动电力行业向绿色低碳方向持续迈进。

参考文献：

[1] 刘波 . 浅谈节能降耗技术在电厂锅炉运行中的应用 [J]. 锅炉制造 ,2025, (03): 10-12.

[2] 尹冬年 . 电厂锅炉运行中节能降耗技术的应用 [J]. 电力设备管理 ,2024, (24): 258-260.

[3] 徐娟 . 节能降耗技术在电厂锅炉运行中的应用 [J]. 能源与节能 ,2024, (08): 101-103.