中小型熱電站設計中的節能要點

李永剛

（內蒙古博源工程有限責任公司 內蒙古鄂爾多斯 017000）

熱電站主要是指供給人們熱能和電能的電廠，專業上叫熱電聯供。熱電聯供是保護環境的重要途徑，對于城市集中供電、熱，具有較高的效率，充分響應了我國節能減排的號召，又沒有失去熱電站對熱、電供給的本能。熱電聯供它要求將熱電站同有關工廠鶴城鎮住宅集中布局在一定地段內，以取得最大的能源利用經濟效益。西方和東歐國家對于熱電聯供的發展已有了較高的水平。在我國現有中小型熱電站占較大的比重份額，因為供熱參數的多樣性和技術上的限制，供熱管網熱損失比較大，管網規模不可能太大。本文針對我國熱電站的現狀，對節能進行討論。

1 熱電站工作原理

熱電站主要是通過對劣質燃料（例如煤矸石、煤泥、焦爐煤氣、高爐煤氣、城市垃圾等）的燃燒產生熱能和電能供給人們使用。我們以燃燒煤泥的熱電站為例，其產生能量的過程是：（1）把燃料的化學能轉換為內能。把煤泥在鍋爐中進行燃燒，放出熱量，利用熱量使鍋爐產生具有一定溫度和壓力的蒸汽，得到蒸汽內能；（2）把內能轉化為機械能。將得到的蒸汽送到汽輪機內，使汽輪機轉動，從而得到機械能。汽輪機的轉動帶動發電機旋轉起來，從而產生電能。在發電的過程中，進入汽輪機中的高溫高壓熱蒸汽不斷膨脹做功，流速增大，沖擊汽輪機轉子帶動發電機發電。在膨脹過程中，蒸汽的壓力和溫度不斷降低，最后排入冷凝器中。在冷凝器中，汽輪機排出的蒸汽被冷卻水冷卻，成為凝結水，凝結水經水泵升壓后，重新打回鍋爐中，構成一個閉合的熱力循環系統。熱力循環系統的循環熱效率很低，熱量的60%會損失掉，絕大部分是蒸汽在冷凝器中傳遞給冷卻水的熱量，熱電站的供熱便是應用這部分能量，它的供熱過程是，由鍋爐產生的蒸汽，進入汽輪機做功，排汽不再經過冷凝器，而是通過換熱器將采暖循環水加熱后供給熱用戶，回收的凝結水經給水泵再送至鍋爐。對于熱電站來說，對熱量應用的這種方式減少了熱電廠熱力循環系統的冷凝器及其附屬設備提高了熱電廠的經濟效益，又能給采暖熱用戶提供其采暖所需熱量。

2 中小型熱電站節能措施

熱電聯供有許多方式，全部取決于熱負荷，因此對熱負荷的預測是否可靠與選擇正確的供熱方式有著重要的作用。但是這并沒有引起工作人員的重視，他們僅僅憑借委托方提供的復核表作出決定，根本不進行細致的調查研究，以致熱電站建成后無法提供足夠的熱負荷，熱化系數低，達不到預期的節能效果。對熱負荷的調查在研究設計時應該是處于比較重要的地位。對于居民的采暖負荷要和城市規劃部門合作作出準確的預算，并對規定期限內負荷增長量作出準確的預測。

對于工業負荷，主要是選擇正確的供熱方式，供熱方式的選擇在保證熱負荷穩定的前提下，對于單機容量在3000kW以上的發電機組最好是選擇抽凝式汽輪發電機組，來增加負荷調節的靈活性。我們所有的研究歸根究底就是利用較少的資源提供更多的能量，以下便是我們提出的幾個節能措施：

2.1 在主機選型中盡量選用高參數機組

對于上文提到的改造舊電站，首先考慮的應該是是否與原有機組符合，對于新增的熱電站應該選擇高參數大容量的機組；對于機組數量較多的熱電站應該減少機組數量，而增加機組單機容量和參數。

2.2 輔助設備選型要合理

熱電站的工作還需要正確選擇輔助設備以實現節能的目的。輔助設備的選擇直接影響著熱電站的供電效率，如果選擇的輔助設備耗電、耗熱較大則相關的廠用電率、廠用蒸汽量也會隨著增加，是對資源的一種浪費。因此在選擇前應對輔助設備進行充分的比較，分清優劣，不能隨便選擇。輔助設備中用電量較大的主要是鍋爐鼓、引風機、主給水泵等，這些設備的參數選擇直接關系到鍋爐的安全問題，所以在選擇的時候設計人員應該對鍋爐廠家的產品進行詳細的了解，出現問題及時和廠家進行溝通。

2.3 灰渣綜合利用

目前循環流化床鍋爐受到我國相關部門的大力推廣，這種鍋爐是一種高效清潔的燃燒設備，其可以燃燒包括泥煤、煤矸石等的多種劣質燃料；可在30%到110%的負荷范圍內穩定運行；這種鍋爐對燃料的燃燒比較充分，燃燒后剩余的灰渣含碳量低，可以直接送到水泥廠和制磚廠作為生產水泥和磚的配料，變廢為寶。既增加了熱電站的經濟效益，又可以減少土地占用，并解決了灰渣堆放對環境造成污染的問題。

2.4 根據用戶實際情況選擇汽機抽汽壓力

在選擇汽輪發電機組參數之前，應該對熱用戶進行充分調查，對每個熱用戶的用熱方式、用熱、用汽量等數據進行統計，然后進行全面的總結分析，確定最終的供熱方案。在低參數抽汽能滿足用戶要求的前提下，優先選用低抽汽參數的汽輪發電機組；對于高低參數并存的情況下，可優先選用雙抽機組。

熱電站的節能設計可從根本上解決熱電站高能耗的問題，可以增加熱電站的經濟效益，還有許多的方法可以對熱電站進行節能，比如說提高對余熱的利用率、對汽水的分級利用、時刻關注產品更新換代信息、采用節能產品等都是節能的好方法，在這里不再詳述。

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[2]文韜,付祥釗,肖益民.散熱損失現場測量方法研究[J].制冷與空調,2013,(05):47-54.