锅炉全生命周期安全高效运行和节能减排樊英鹏

锅炉全生命周期安全高效运行和节能减排樊英鹏

樊英鹏

（内蒙古大板发电有限责任公司内蒙古赤峰市025150）

摘要：锅炉作为推动国民经济增长的重要基础工业设备，具有能耗高、危险性大的特点，特别是近年来其容量、蒸汽参数等不断提升，而生产、设计、材料冶炼、运行监控等方面的发展相对滞后的特殊情况下，锅炉的危险性更是受到社会各界的高度关注，随着可持续发展战略的逐步落实，锅炉节能减排的问题也逐渐显现，本文为对锅炉全生命周期安全高效运行和节能减排产生更加全面的认识，推动我国锅炉安全性和节能性的提升，对两个方面分别展开研究。

关键词：锅炉；全生命周期安全高效运行；节能减排

一、提高锅炉全生命周期安全高效运行的有效途径

1.1发明了通过控制杂质和残余元素含量显著提高锅炉高温耐热钢综合性能的方法，并研制了耐热钢性能数据库系统，开发了性能优于国外同类产品的系列锅炉高温耐热钢，解决了锅炉高温耐热钢国产化的重大技术难题，从锅炉制造的源头上保证了其安全高效运行。

1.2发明了锅炉高温耐热钢非均匀成核的端变寿命预侧和性能评价方法，充分发挥了锅炉高温耐热钢的潜在性能优势，实现了高温耐热钢的合全成分、组织、性能、杂质和残余元素、蠕变寿命的有机配合和精确选型，解决了锅炉耐热钢选型的重大技术难题，从锅炉选型设计上保证了其安全高效运行。

1.3发现了第Ⅳ类裂纹开裂引致锅炉高温耐热钢焊接接头的强度弱化机理，通过对锅炉高温耐热钢等异种钢焊接接头和弯曲变形后材料是否热处理状态的性能研究，提出了在锅炉制造过程中控制成形变形率和热处理参数防止焊接结构破坏的工程技术方法，从锅炉制造过程质量控制上保证了其安全高效运行。

1.4发明了锅炉承压部件在线监测、安全评定、风险评估和预防预警的方法及其系列装置，解决了困扰锅炉高精度、高效和高可靠性检测和监刚控制的技术难题，开发了锅炉承压部件失效预防预警、安全性评价和风险评估系统，使锅炉从被动抢险转变为主动预防，从锅炉运行环节上保证了其安全高效运行。锅炉日趋大型化且长期处于恶劣的运行工况之下，给现有的检测和监测技术提出了新的挑战我国迫切需要开展复杂工况条件下锅炉承压部件失效机理研究，研制开发高精度、高效率和高，可靠性监测、检测的方法、装置及系统。

1.5基于以关键技术，发明了锅炉新结构、高效燃烧器及设计系统，开发了性能优异的系列锅炉和燃烧器产品，实现了优化锅炉设计预防失效的理念，从锅炉设计根本』二保证了其安全高效运行炉节能减排据资料显示我国每年煤炭消耗总量的70%左右都由工业或电站的锅炉完成，而且其产生的污染物总量也十分巨大，所以在可持续发展战略落实过程中，对锅炉的节能减排展开研究至关重要。现阶段普遍认为增加锅炉蒸汽参数是锅炉节能减排的前提，所以锅炉长期以超高的容量和蒸汽参数作为发展的主要方向，但受锅炉耐热材料的相关研究不全面的限制，使锅炉在追求节能减排的同时危险性加大。锅炉容量与锅炉炉墙内截热面负荷、炉腔出口水平烟道热偏差之间具有显著的正相关性，这在一定程度上也会加大过路的安全风险。而蒸汽温度的提升会使蒸汽输送各结构中的铬、镍等元素含量增加，使锅炉材料的结构发生改变，也会提升其安全风险；现阶段受到广泛关注的通过缩减排烟中的热量，实现节能减排的方法在事件中发现其会导致硫酸在温度过低的情况下发生凝结，在积灰的作用下，加大腐蚀作用，使咕噜结构受到损坏也会增加安全风险。

二、针对不愿意实施节能改造用户应采取的措施

针对不愿意实施节能改造用户可采取相应的措施，具体内容包括以下几个方面：

2.1节能减排是以企业为主体、政府为主导的一项工作。要加大节能减排紧迫性、重要性的宣传力度，提高全社会的节能意识，提高个体的社会责任感和集体的社会责任意识。

2.2加快完善节能规章制度，提高处罚的标准，要让人们意识到，燃料属于公共资源，不属于任何个人。

2.3政府需要完善节能减排的税收、信贷和价格等政策，调整社会、企业的节能行为；政府还可以制定出节能产品的鼓励项目，对在使用和生产的产品实行减免政策，在生产中大力推行优惠政策。

2.4针对节能减排假冒伪劣产品众多的现象，相关部门应尽快采取相应的措施，使真正具有价值的节能产品和技术成为市场的主流。

三、锅炉全生命周期安全高效运行

高温耐热钢炼制及其关键生产技术不达标；设计选型不能满足高温耐热钢精确选型的实际要求；锅炉耐热材料在处理的过程中不能满足安全需要；离线、在线监测的可靠性、高效性不达标、安全评估装置或方法不全面；整体优化设计锅炉和燃烧器的设计技术在安全、效率方面不能满足需求五个方面是制约我国锅炉全生命周期安全高效运行的主要因素。现阶段我国相关方面的技术取得了较大的突破，为锅炉全生命周期安全高效运行奠定了技术基础，如现阶段锅炉高温耐热钢综合性能可以依靠对杂质、残余元素含量进行针对性控制实现；利用耐热性能数据库系统实现锅炉高温耐热钢国产，是我国锅炉原料得到保证，这在一定程度上有利于其全生命周期安全运行。其次，在锅炉耐热钢选型方面，我国研发出非均匀成核的蠕变寿命预测和性能评价机制，其不仅有利于对原材料潜在有力性能进行充分挖掘，而且可以结合原材料在性能、成分等方面的特征实现针对性的优化和选型，使锅炉在选型设计过程中的安全性提升；再次，在锅炉制造时质量控制方面发现通过对成形变形率、热处理参数等进行合理控制，可以有效地避免焊接结构在制造的过程中受到损坏，此研究成果建立在锅炉原料结构强度弱化机理的原因和锅炉原料在变形后的热处理状态深入研究的基础上，可见此方面的相关技术都得到了较大程度的优化，这在一定程度上也推动了锅炉全生命周期安全运行的实现。另外在锅炉运行的过程中，我国针对锅炉运行风险展开了技术研究，锅炉结构中具有较大安全风险的承压部件实现了在线实时监测，安全状态评估、风险预警等技术突破，而且相关控制装置也呈现出多样化发展的态势，使我国针对运行中的锅炉状态进行检测的水平向更可靠、更全面、更精准的方向深化，在危险部件的运行状态发生异常的情况下，监测系统不仅能够及时准确地发现，还会自动对风险进行评估，对风险的原因、趋势等进行判断，并提出有效的风险控制方案，为锅炉全生命周期安全运行奠定了基础，同时我国锅炉风险控制也从传统的事后被动处理向事前主动预防转变，为锅炉全生命周期安全高效运行提供了保证。除此之外，我国在各项技术不断深化的过程中有意识的将各项技术有机整合，对锅炉的结构不断进行优化设计，而且使燃烧器的整体性能不断提升，并在此基础上使锅炉和燃烧器的品种向多样化的趋势不断发展，使锅炉整体性能一直处于不断优化的状态，这也为我国锅炉全生命周期安全运行提供了技术支持，例如在电站锅炉安全设计过程中研发的能够缩减炉腔出口残余旋转的结构，使炉腔和燃烧器的结构得到了显著优化，而且炉腔出口的热偏差也明显降低，使炉腔水冷壁受腐蚀或过热器爆管等危险得到大幅缩减。

结语：

综上所述，可以得知，只有不断加强和完善锅炉技术体系，建立更加严格的锅炉安全保障体制，才能进一步提高锅炉运行效率，促使锅炉全生命周期安全高效运行，从而达到理想的节能减排效果，促使我国锅炉事业的蓬勃发展。

参考文献：

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