学士学位论文锅炉运行与节能减排.docx
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学士学位论文锅炉运行与节能减排
毕业论文（设计）
论文题目：
锅炉运行与节能减排
学生姓名:
张晓东
学院:
能源与动力工程
专业:
电厂热能动力装置
年级:
2009级
指导教师姓名:
赵元宾
2011年10月7日
山东大学毕业设计（论文）成绩评定表
学院：
能源与动力工程学院专业：
热能与动力工程年级：
09级
姓名
设计（论文）成绩
设计（论文）题目
指导教师评语
评定成绩：
签名：
年月日
评阅人评语
评定成绩：
签名：
年月日
答辩小组评语
答辩成绩：
组长签名：
年月日
注：
设计（论文）成绩=指导教师评定成绩（30%）＋评阅人评定成绩（30%）＋答辩成绩（40%）
摘要
目前我国能源的利用效率较低，且一次能源消费中以煤为主，煤炭的大量消费造成了严重的环境污染。
作为国家中长期科学技术发展的11个重点领域之首的能源领域，发展思路是坚持节能优先，以降低单位GDP的能耗。
必须把节能减排作为当前加强宏观调控的重点，要正确处理经济增长速度和节能减排的关系，真正把节能减排作为硬任务，使经济增长建立在节约能源资源和保护环境的基础上，实现工业文明的超越。
从消极的污染型、破坏型向积极的恢复型、建设型演变，最终实现从一维的社会经济繁荣而走向三维的复合生态繁荣：
财富、健康、文明。
关键词：
改善环境、能源与环境、煤炭资源、节能、锅炉
Abstract
Atpresentourcountryenergyuseefficiencyislow,alsoanenergyexpendsbythecoalprimarily,thecoalmassiveexpenseshavecausedtheseriousenvironmentalpollution.Asthenationalmediumandlong-termscienceandtechnologydevelopmentheadof11keydomainenergydomain,thedevelopmentmentalityispersistedtheenergyconservationfirst,reducesunitGDPtheenergyconsumption.
Mustreducetheenergyconservationtherowofachievementcurrentenhancementmacroeconomicregulationandcontrolthekeypoint,mustprocesstheeconomyrateofriseandtheenergyconservationcorrectlyreducesrowofrelations,reducestrulytheenergyconservationtherowofachievementclear-cutassignment,enabletheeconomicalgrowthestablishmentintosavetheenergyresourcesandintheprotectionenvironmentfoundation,realizesindustrycivilizationsurmounting.Fromthenegativepollution,thedestructiontothepositiverestoration,theconstructionevolution,finallyrealizesfromtheone-dimensionalsocialeconomyprospersmovestowardsthethreedimensionalcompoundecologytobeprosperous:
Wealth,health,civilization.
KeyWords：
EnvironmentImprovement;EnergySourceandEnvironment;CoalSource;Energy-saving;Boiler
目录
第一章绪论…………………………………………………………………………1
1.1我国目前生态环境现状堪忧…………………………………………………1
1.2我国环境问题的产生和环境污染加剧的主要原因…………………………2
1.2.1经济发展的压力……………………………………………………………2
1.2.2改善环境的经济承受力较弱………………………………………………2
1.2.3社会心理对环境质量的期望值不高………………………………………3
1.2.4政策偏差……………………………………………………………………3
1.2.5战略扭曲……………………………………………………………………3
1.2.6政府的失灵…………………………………………………………………4
1.2.7地方保护主义成为环境持续恶化的主因…………………………………4
1.3我国煤炭资源与环境概况………………………………………………………4
1.3.1煤炭生产发展趋势…………………………………………………………5
1.3.2大型煤炭基地建设可能造成的环境影响…………………………………5
第二章锅炉运行（电力系统）中节能减排问题初探……………………………7
2.1节能减排现状不容乐观…………………………………………………………7
2.1.1工业锅炉制造业的隐忧……………………………………………………7
2.1.2节能减排面临的困难………………………………………………………7
2.2有关清洁生产的问题……………………………………………………………8
2.2.1清洁生产的概念……………………………………………………………8
2.2.2清洁生产审核及其思路……………………………………………………9
2.2.3清洁生产审核工作的实施……………………………………………………9
2.2.4清洁生产审核的实践和成果………………………………………………10
2.2.5企业清洁生产审核工作需把握的几个要点………………………………12
2.3锅炉的计算机化…………………………………………………………………13
2.3.1锅炉计算机控制概述………………………………………………………13
2.3.2锅炉计算机控制系统分述…………………………………………………14
2.3.3锅炉计算机控制系统的功能………………………………………………15
第三章节能减排的措施……………………………………………………………17
3.1锅炉方面………………………………………………………………………17
3.1.1加强锅炉的燃烧调整………………………………………………………17
3.1.2蒸汽参数的控制……………………………………………………………18
3.1.3锅炉汽压的调整……………………………………………………………18
3.1.4加强受热面吹灰……………………………………………………………18
3.1.5制粉系统运行方式…………………………………………………………19
3.1.6加强锅炉用油管理…………………………………………………………19
3.1.7加强补给水管理……………………………………………………………19
3.2汽轮机组方面…………………………………………………………………19
3.2.1提高真空……………………………………………………………………19
3.2.2维持正常的给水温度………………………………………………………20
3.2.3降低凝结水过冷度…………………………………………………………20
3.3用电节能方面…………………………………………………………………21
3.3.1提升规范化管理水平………………………………………………………21
3.3.2通过技术改造降低设备用电率……………………………………………21
3.3.3采取有效措施机组优化运行………………………………………………22
3.4技术方面………………………………………………………………………23
3.4.1推广工业锅炉加装余热回收装置…………………………………………23
3.4.2推广工业锅炉水处理技术…………………………………………………23
3.4.3推广低耗电量的变频技术…………………………………………………24
3.5政策方面………………………………………………………………………24
3.5.1建立和完善节能减排指标体系……………………………………………24
3.5.2充分发挥企业节能减排的主体作用………………………………………24
3.5.3加快建立节能技术服务体系………………………………………………24
第四章结论…………………………………………………………………………26
参考文献………………………………………………………………………………28
致谢…………………………………………………………………………………29
第一章绪论
1.1我国目前生态环境现状堪忧
党的十七大指出，全面贯彻落实科学发展观，必须加快转变经济增长方式。
我国土地、淡水、能源、矿产资源和环境状况对经济发展已构成严重制约。
要把节约资源作为基本国策，发展循环经济，保护生态环境，加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进经济发展与人口、资源、环境相协调，推进国民经济和社会发展信息化，切实走新型工业化道路，坚持节约发展、清洁发展、安全发展，实现可持续发展。
改革开放以来，我国经济发展取得举世瞩目的成就，但由于经济增长建立在高消耗、高污染的传统发展模式上，一些地区甚至以牺牲环境为代价实现经济增长，造成了严重的环境污染和生态破坏。
目前，我国的水环境状况严峻，全国70％的江河水系受到污染，3亿农民无法喝到安全的饮用水。
大气环境处于严重污染水平，1/5的城市空气污染严重。
固体废物和噪声污染日益突出，工业固体废物产生量达到10年前的2倍，1/3的国土面积受到酸雨影响，全国水土流失面积超过国土总面积的1/3，沙化土地面积接近国土总面积的1/5，90％以上的天然草原退化，生态环境退化严重，生物多样性呈锐减趋势。
如果继续延续传统发展方式，不仅环境将不堪重负，全面建设小康社会的奋斗目标也难以实现。
一些专家提出，中国未来若干年如出现危机，不在于经济增速突然放慢，甚至也不在于日益扩大的贫富差距，而是环境污染累积到整个经济体和社会无法承受时所爆发的大面积破坏力。
届时，中国改革开放几十年来所取得的发展成果可能毁于一旦。
提高能源利用率是我国“十一五”规划及长期的战略发展目标，电力行业节能降耗潜力十分巨大。
近年来，尽管节能降耗工作取得了较大成效，一些行业的能耗持续下降。
但与世界先进水平相比，我国能源利用效率仍然较低。
电力行业火电供电煤耗高出1/5。
综观全国已投入运行的发电机组供电煤耗值，与世界先进水平相比相差约60克/千瓦时，也就是说，按世界先进水平，目前我国一年发电多耗原煤约1.1亿吨。
能源效率低既是我国能源发展中的突出问题，也是节约能源的潜力所在。
伴随我国国民经济的蓬勃发展，近年来工业锅炉制造业取得了长足的进步。
其突出成效是，行业标准日益规范，技术水平逐步提高，产品品种不断增加，经济规模显著扩大。
然而，在行业高速发展的过程中，也付出了很大的资源和环境代价。
随着我国对安全、节能和环保方面的要求逐年提高，如何在推进行业健康稳步发展、确保工业锅炉安全运行的形势下，进一步加速推进节能减排工作的开展，已成为工业锅炉行业未来发展面临的新课题和严峻挑战。
1.2我国环境问题的产生和环境污染加剧的主要原因
我国环境问题的产生及其逐渐累积，是改革开放的副产品改革是要解放和发展生产力，首先就是要解决十几亿人的吃饭和贫困问题。
在一个资本有限而资源相对充足的国家，要发展首先就要向自然赐予我们的资源索取。
所以，在改革开放之初，我们看到，遍地开花的乡镇企业虽是中国农民的伟大创造，但是也造成了遍地开花的污染，而引进的外资企业，也多半是境外淘汰的污染严重的落后产业，更主要的原因还有以下几个因素：
1.2.1经济发展的压力
我国目前还处在经济文化比较落后的社会主义初级阶段，经济建设是社会主义建设的中心任务。
然而，几十年来的历史表明，我国的环境问题（尤其是环境污染）与经济发展存在着一定程度的正相关性，即经济越发展，对环境的压力就越大，环境问题也越严重。
而且，今后一段时间内，这种正相关还难以改变，经济发展对环境的压力将继续增大。
特别是随着城市化和工业化的进一步发展，将有越来越多的废弃污染物排出。
1.2.2改善环境的经济承受力较弱
我国经济的快速发展和仍然较落后的经济现状，一方面对环境产生强烈的冲击和破坏，导致严重的环境问题；另一方面又拿不出足够的资金来控制和治理环境问题，改善环境质量。
美国开始大规模治理环境问题时，人均国民生产总值达11000美元，日本虽较低，也超过了4000美元。
中国目前人均国民生产总值仅2000美元，人民的生活水平还很低，况且还要兼顾基础建设、交通、通信、文化教育等多方面的投资需求。
因此，在目前的国力下，社会还无力集中更多的资金来改善环境质量，也很难指望在近期内经济实力发展到足以跨越环境问题这一关。
1.2.3社会心理对环境质量的期望值不高
在不同的社会经济背景下，或是处于不同的发展阶段，人们对于环境质量的需求和选择有着很大的不同。
为环境所付出的代价随时间、收入、价值观念等而发生变化。
我国尚处于发展的初级阶段，人们更关心通过生产来满足各项基本的消费需求，而对于更高一级的环境享受则属于奢求之列，环境意识淡漠。
这一方面导致在生产过程中对环境产生更多的本来可以避免的破坏，另一方面使对环境治理、监督的社会驱动力减小。
1.2.4政策偏差
我国目前实行的是“谁污染、谁治理”的环保政策，但在一定技术条件下，污染治理设施有比较苛刻的经济运行规模要求，而大多数单个中小企业的污染排放规模与处理设施的经济运行规模之间存在着较大的差距。
同时，中小企业自身财力不足，筹集污染治理设施所需建设资金困难大、代价大。
这就使得中小企业污染治理的成本相对较高，造成一些企业的污染治理流于形式，有人检查就应付一下，或者交一些罚款，还留下了“寻租”的隐患。
另外，在垃圾处理、水处理、能源领域的价格管制和价格补贴政策方面，实际上也在鼓励企业和居民排放。
1.2.5战略扭曲
在我国，以经济建设为中心已经扭曲为以GDP增长为中心，环境保护在政府工作中的地位实际很低。
受发展战略扭曲的影响，我国粗放型的工业化、城市化方式并未得到改善，污染排放强度长期居高不下。
一些生态环境原本就很脆弱的地区，为了GDP的增长，超环境容量大上工业项目，甚至是污染强度大的重化工业项目，使环境问题雪上加霜。
1.2.6政府的失灵
环境保护和治理存在失灵现象，其根源在于现行的政策体制缺陷。
中国的官员并非由选举产生，而是由上级提拔，而提拔的首要标准，是看官员贡献了多少GDP。
因此，各级官员只关心经济增长，而不管付出多少环境代价。
这使得地方政府在GDP增长和环境保护目标产生冲突时，会发生职能错位。
特别是在存在强大区域竞争压力的情况下，地方政府为了GDP和财政收入，可能对创造GDP和税收但却破坏了环境的企业睁一只眼闭一只眼，甚至包庇怂恿，从而，由环境保护的监管者变成不作为者。
从现行的环保监管体制来看，也使得政府失灵成为可能。
总之，现行的官僚体制也是造成我国环境污染日益严重的原因之一。
1.2.7地方保护主义成为环境持续恶化的主因
为了地方利益，地方政府或部门往往置国家法律和法规于不顾，对损害生态环境和自然资源的违法行为采取放任自流。
这种以牺牲资源与环境为代价而寻求短期快速发展，牺牲长远利益和全局利益而寻求地方眼前利益的发展模式，造成一些地方经济畸形发展中的保护主义。
比如，有的地方以优化经济发展环境为由，禁止环保部门开展执法检查监督。
他们通过制订和实行“绿卡”“进厂审签”“预约执法”“挂牌”等土政策，为地方企业提供特殊保护，不准或禁止环保等有关执法部门到企业进行正常的监督管理和执法检查，造成了环保部门在环保执法中的盲区，这在一定程度上保护了企业的环境违法行为。
有的地方干预环保部门依法全面足额征收排污费。
1.3我国煤炭资源与环境概况
煤炭是我国的主要能源，资源极为丰富，产量占世界的37％，分别占一次能源生产和消费总量的76％和69％，未来我国仍将是以煤为主的能源结构。
当前随着煤炭工业经济增长方式的转变、煤炭用途的扩展，煤炭的战略地位仍然十分重要。
煤炭工业的发展产生了环境污染、资源开发利用与可持续发展等问题。
煤炭工业应以洁净煤技术为支撑,坚持资源开发利用与环境保护并重,煤炭的洗选加工对环境保护和实现我国煤炭工业的可持续发展有着重要的战略意义。
从环保角度分析，煤炭生产的主要环境问题是煤矸石、矿井水、矿井瓦斯排放、采空区地表沉陷和地下水破坏。
环境污染使得资源和环境的承载力难以支撑经济的高速增长，目前我国的环境保护任务显得异常艰巨和复杂，呈现出范围广、数量大、种类繁多的突出特点和令人担忧的现状。
1.3.1煤炭生产发展趋势
据预测，2010年全国煤炭需求量将超过30亿t，“十一五”期间我国将重点建设13个大型煤炭生产基地，这13个大型煤炭基地分布在全国14个主要产煤省（区），包括神东、陕北、晋北、晋中、晋东、鲁西、河南、冀中、两淮、云贵、蒙东、宁东、黄陇，共98个矿区,规划总面积35.5万km2，到2010年全国煤炭总产量达到26亿t，2020年将达30亿t。
而基地内煤炭产量将达到22.4亿t，占全国总量的86％。
煤炭的开发和利用,既对国民经济发展起到巨大的推动作用同时也对环境产生了重大影响。
1.3.2大型煤炭基地建设可能造成的环境影响
到2010年末，煤矸石、洗矸、煤泥排放总量达到5亿t以上，即使利用率达到70％，净排放堆存量每年仍然还有1.5亿t，还要增加1亿左右的矸石电厂粉煤灰。
矿井水排放量约48亿m3，矿井瓦斯排放量100亿m3以上，增加地表塌陷6200km2。
大型煤炭生产基地对生态环境的影响更加巨大，环境治理和保护的任务会更繁重。
目前大型煤炭基地也正着手开展环境影响评估工作，以促进煤炭开发与生态环境协调发展，走安全有保障、资源回收率高、环境卫生污染少、经济效益好、人与自然和谐相处的科学发展之路。
因此，合理有效的煤炭洗选将起到越来越重要的作用。
首先，在全球高效机械化方法增加的前提下，如果要保持煤炭质量，那么有效的煤炭洗选就是非常必要的。
其次，选煤仅仅维持现有的质量标准是不够的。
用户越来越意识到煤中包含的惰性物质和其他杂质在运输和燃烧过程中的真实费用，因此会对产品质量的要求越来越高。
如果要保持煤炭在一次能源中的竞争地位，煤炭企业必须满足用户的这些要求。
第二章锅炉运行（电力系统）中节能减排问题初探
2.1节能减排现状不容乐观
2.1.1工业锅炉制造业的隐忧
我国工业锅炉制造业经历了数十年的发展，特别是改革开放推进行业驶上发展的快车道。
由于市场需求的不断加大，生产企业数量增加较快，行业规模不断扩大。
纵观工业锅炉行业的发展，虽成绩斐然，但仍有隐忧。
（一）行业总体技术水平有待提高
目前行业中仍存在生产厂家过多、生产分散，多数企业生产能力较为低下、企业间发展不均衡、生产集中度不高等问题。
经调查，虽然大部分企业通过转换经营机制，使企业活力有效提升、市场反应能力明显增强，但部分企业仍然缺少长期发展战略，致使企业自主开发和创新能力不强、投入不足，导致产品开发的档次和水平依然不高，产品性能质量没有显著提高。
显而易见的问题是，市场竞争处于低级化，行业总体技术水平、经济效益提高不快。
（二）能源浪费现象严重
我国的能源结构以煤为主，量大面广的工业锅炉要消耗大量的煤炭，同时也是我国主要的煤烟型污染源。
据中国电器工业协会工业锅炉分会调查分析：
我国目前在用燃煤工业锅炉约47万余台，每年消耗标准煤约4亿吨，约占我国煤炭消耗总量的四分之一。
然而，燃煤工业锅炉平均运行效率仅达65%左右，这一指标比国际先进水平低15～20个百分点。
2.1.2节能减排面临的困难
由于国家能源政策及当前油气价格的因素，在用的工业锅炉能耗浪费的主要原因有：
锅炉容量偏小、效率低下、煤种多变、煤质差、排烟温度高、污染大、系统自动控制水平低、锅炉结焦、积灰严重、水质达不到标准要求、冷凝水综合利用率低、人员操作水平不高等诸多因素。
（一）锅炉容量小、热效率低
近年来热电联产项目虽然逐步上升，但总体上小容量锅炉所占比重仍然偏高，且大多锅炉长期在低负荷下运行，造成不完全燃烧和排烟温度升高，热损失增大。
煤种多变、煤质差。
工业锅炉的燃煤由于产供紧张，其颗粒度、热值、灰分等均无法保证。
而工业锅炉90%以层燃锅炉为主，层燃锅炉对煤种的适应性较差，当煤种发生变化时，其燃烧工况相应也发生变化，且燃烧时工况也相应变差。
（二）排烟温度高、污染大
企业大量使用有机热载体锅炉，而有机热载体锅炉燃烧方法大多数以层燃为主，其排烟温度长期在300℃～350℃之间，大量高温烟气及粉尘SO2、CO2、NO对环境造成极大污染，热量流失严重。
（三）锅炉运行自控装置水平低
在用工业锅炉普遍未配置运行检测仪表，操作人员在调整锅炉燃烧工况或负荷变化时，由于无法掌握具体数据，不能及时根据负荷变化调整锅炉运行工况，锅炉、电机的运行效率受到了限制，造成了浪费。
2.2有关清洁生产的问题
2.2.1清洁生产的概念
在电力工业生产中,末端治理减降了燃煤电厂所造成的一些环境问题,但具有局限性,而且存在着投资高、运行费用高等问题。
所以,末端治理总是处于一种被动的、消极的位置上。
清洁生产正是将被动的、消极的末端治理理念转为主动积极的整体预防的环境战略。
清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施,从源头削减污染,提高资源利用效率,减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。
实施清洁生产是一种新的环保战略,也是一种全新的思维方式。
它借助于各种相关理论和技术,在产品的整个生命周期的各个环节采取“预防”措施,将生产技术、生产过程、经营管理及产品等方面与物流、能量、信息等要素有机结合起来,并优化运行方式,从而实现最小的环境影响、最少的资源能源使用、最佳的管理模式以及最优化的经济增长水平,是预防污染、保护环境的有效途径,是电力行业实现可持续发展战略的必然选择。
2.2.2清洁生产审核及其思路
组织实施清洁生产审核是对企业现在的和计划进行的工业生产实行预防污染的分析和评估,推行清洁生产的重要组成和有效途径,也是企业推行清洁生产的关键和核心。
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