火力發電企業的節能技術改造分析

李薩揚

摘 要：火力發電企業發電所用的一次能源是不可再生的化石燃料，節能降耗是發電企業必須重視的課題。積極進行技術創新，加大節能技術的研究投入，不斷提高設備的可靠性是當前發電企業的重要工作。文章主要針對火力發電企業的變頻調速技術、溴化鋰吸收式熱泵技術和微油點火技術進行節能改造分析。

關鍵詞：火力發電企業 節能降耗 變頻調速 吸收式熱泵

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-00-01

發展低碳經濟、節約能源已成為當今世界各個主要經濟體的重要共識。燃煤電站作為用能大戶，現階段積極推進節能改造、優化設備運行、提升企業生產經營競爭力成為發電企業面臨的重要課題。火力發電企業的設備由大量機械和電工設備所構成，種類繁多且日益趨于大型化和復雜化。針對各類設備的節能降耗技術不斷地被推出，逐步地應用于各大火電企業，在近年來取得了較為顯著的效果。

1 泵與風機的變頻調速技術

變頻調速技術已發展成為傳動設備節能的重要研究方向，隨著火力發電企業節能降耗工作的深入，變頻調速技術在火電企業的應用越來越廣泛。發電企業風機和泵類設備的特點是電壓高、功率大，推廣變頻調速技術除了能在較大程度上降低能耗減少生產成本外，還可以提高設備調速精度、減少機械振動，操作和維護起來也更為方便。

1.1 變頻調速技術的節能原理

從流體力學理論來分析，火力發電企業的泵和風機類設備工作時，設備功率與轉速的三次方成正比例關系。變頻調速技術可以平滑的改變設備電機的轉速，當減小轉速時，電機功率即能耗就以轉速的三次方的速率降低，大大減少了能耗。變頻調速技術通常融合了微機控制、計算機網絡通信和高壓電氣技術等綜合學科技術，除了具備相當的節能效果外，在調節精度、性能和減少啟動時的電流沖擊方面上也有較大程度提高。

1.2 變頻調速技術優化改造

變頻調速技術的顯著節能效果對火電企業降低成本，提高運營效率和改善機組的運行可靠性都起了十分關鍵的作用。發電機組是電力企業生產的核心，傳動設備的技術改造不僅影響到發電機組，一旦發生故障可能導致汽水系統、燃燒系統的非正常停機。因此，發電機組的電機改造及其它主要電機的優化改造在考慮其節能效果的同時，也要密切關注其設備可靠性。變頻調速技術可以平滑線形地調節電機的轉速，但考慮到設備運行的功率需求及穩定性通常需要限定其調速范圍，電機轉速的調節最好在70％～100％之間，一般不能低于電機額定轉速的一半以下，否則風機、泵類設備本身的運行效率明顯降低。此外，變頻調速改造對于電廠里負荷變化較大的電動機其效果是顯著的；而相對負荷變化不大，即使應用了變頻調速技術也不會有特別明顯的節電效果，反而增加了投資和改造的運行成本。變頻調速技術節能降耗的針對性使其應用于負荷變化較小的電機時要格外做好預先的經濟性分析。變頻調速技術除了應用在控制電機轉速進而節省能耗外，還廣泛用于控制汽水壓力、溫度等過程參量，不僅可以起到精確控制的作用，也使設備運行經濟性得到明顯

提高。

2 溴化鋰吸收式熱泵技術

火電廠的余熱回收一直是研究者熱衷的課題，隨著我國節能降耗政策的推廣，溴化鋰吸收式熱泵被廣泛的應用于發電企業。溴化鋰吸收式熱泵能夠有效回收發電廠的工藝余熱，在火電生產的余熱利用領域占據著重要的地位。

2.1 溴化鋰吸收式熱泵技術原理

熱泵的工作原理是通過外界的驅動力的作用將低位能回收并同驅動力所給予的耗能一起作為供熱能源的循環系統，通常分為兩種，一是吸收式熱泵，另一種是壓縮式熱泵。其中吸收式熱泵以能源綜合利用率高、工況運行穩定、自動化程度高而受到各大電廠的廣泛應用并取得了良好的節能效果。吸收式熱泵工作時是運用的逆卡諾循環工作原理，首先由凝汽器循環水引入熱泵機組，采用汽輪機抽汽作為驅動熱源驅動熱泵機組回收循環水的余熱，溴化鋰溶液為吸收劑，水為制冷劑，同時加熱一次熱網循環水的回水，最后通過尖峰汽-水換熱器加熱至所需供熱溫度，而凝汽器循環水進入熱泵機組放熱降溫后凝水返回汽輪機組各級加熱器加熱

升溫。

2.2 溴化鋰吸收式熱泵優化分析

熱泵能夠有效地回收余熱，但在選擇需熱場所時應充分考慮其用熱需求。應用熱泵的場所一般需滿足：需熱時間久且需熱量變化不大，需熱側所需的溫度不高，需熱側所需的熱量及時間與余熱熱源的排熱量及時間最好保持平衡，需熱側與余熱側的距離不能太遠也不能過于分散。吸收式熱泵采用的是逆卡諾循環工作原理，在進行工藝流程設計時，首要工作是熱平衡過程中換熱溫差值的選擇。

3 微油點火技術

微油點火燃燒器是近幾年發展起來的燃燒技術，目前已在國內很多大型火電廠得到了成功應用。微油點火燃燒器技能作為主燃，也可以作為輔燃除了實現冷爐的點火啟動外，還可以實現低負荷下的鍋爐穩燃，且節油率能達到95%以上，成功應用后能夠取得十分可觀的經濟

效益。

3.1 微油點火技術原理

微油點火燃燒器通常由微油槍點火系統、煤粉燃燒裝置、壓縮空氣系統和控制系統組成。微油點火燃燒器工作時，燃料油經過壓縮空氣的射擊霧化成微粒后再開始燃燒，燃燒所產生的熱量可以對燃料進行加熱和擴容，在極短的時間內燃料油滴氣化。如此，油槍燃燒時的燃料就成為氣態，這在很大程度上提高了燃燒效率和點火的溫度，火焰的中心溫度能夠達到1500～-2000 ℃。高溫火焰直接加熱煤粉氣流引起煤粉的迅速燃燒，在燃燒口形成主火炬噴入爐膛內。整個過程中，微油點火燃燒器的控制系統對點火和煤粉輸送裝置進行控制，實現程控點火與油槍滅火的聯鎖保護，保證鍋爐的穩定可靠

運行。

3.2 微油點火與其它節油燃燒器的對比

目前國內正在應用和研發的點火熱源技術主要有等離子燃燒技術、高溫空氣燃燒技術和微油點火燃燒技術。等離子燃燒技術的優點是等離子體的溫度高，能夠達到4000 ℃及以上的高溫，且等離子體能夠更好地幫助煤粉引燃，通過強磁場控制的電弧將一定壓力的空氣電離為高溫等離子體，引燃煤粉；缺點是設備比較復雜，維護成本與造價成本較高。高溫空氣燃燒技術的基本思想是讓燃料在高溫低氧體積濃度氣氛中燃燒，這種氣氛下燃料首先進行裂解或其它重組反應，在貧氧氣體做延緩狀燃燒下釋放熱能，不再存在傳統燃燒中經常出現的局部高溫高氧區。這種燃燒方式耗能可以顯著降低，也抑制了氮氧化物的生成，但目前應用的

較少。

參考文獻

[1] 常浩，周崇波.溴化鋰吸收式熱泵回收火電廠循環水余熱供熱研究[J].現代電力，2012，29（3）：71-73.

[2] 李明.火電廠泵與風機變頻改造技術及應用[J].華電技術，2008，30（8）：55-57.