火力發電廠節能措施簡析

【內容摘要】本專題闡述了火力發電廠的幾種節能措施，節煤，選擇亞臨界抽汽機組進行集中供熱比當地相同容是純凝機組相比節能效果明顯。節油，本工程鍋爐擬采用等離子點火及穩燃系統。節水，循環水多處利用，污廢水處理合理可好，減少除灰輸煤系統耗水量。選擇節能設備及材料，選擇合理的工藝系統。下階段對主要設備采用變頻或調速，采用綠色照明技術，對于通風、制冷及空調系統節能降耗措施，電廠建筑，總體規劃，提高電廠總體節能措施。

關鍵詞：煤耗、油耗、水耗、廠用電率

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-198X（2015）7（c）-0000-00

引言：本工程根據電力和城市熱力規劃，結合交通和城市污水處理廠布局等因素，爭取采用單機容量300MW以上的環保節能發電機，建設大型發電供熱兩用電站。”的建設方針，滿足中山火電廠廠址周圍集中供熱需要，實現節能降耗，改善環境質量。

1.工程概況

本期工程位于中山市，擴建2×300MW熱電聯產抽汽凝汽式燃煤機組。循環水采用帶冷卻塔的二次循環冷卻水系統；生活飲用水采用市政供水供熱范圍將主要考慮供熱區域內工業用熱或用冷量較大且較為集中的區域，同時兼顧有效供熱半徑內其它較為分散的用熱需求，以最大限度滿足供熱片區內工業用熱需求。除灰系統擬采用灰渣分除，干灰干排的方式，干灰粗、細分貯， 煤渣采用機械除渣方案，灰渣考慮以綜合利用為主。

2.本工程設計所采取的節能措施及效果

2. 1 節煤

本工程機組選擇亞臨界抽汽機組比當地相同容是純凝機組相比節能效果明顯。

分散供熱鍋爐總效率包括鍋爐熱效率和自用電量、汽量的影響；綜合取值按照65%考慮，管道效率80%計算，采用集中供熱后，每年可節約標準煤28.27×104t。

2.2節油

按相關工程經驗，在燃煤較易點火時，采用等離子點火裝置可實現分部試運和聯合試運轉期間“零油耗”。本工程鍋爐點火系統若采用等離子點火裝置，且因燃煤點火特性屬極易，故本工程可以實現分部試運及聯合啟動階段實現“零油耗”。

2.3節水

為達到最大限度地節約用水的目的，本工程采用了以下節水措施。

（1） 一水多用。一是回收大部發分工業用水作為循環水系統的補給水；二是將循環水系統中的排污水大部分作為渣水系統的補給水、輸煤系統的抑塵用水、貯灰場的噴灑水、脫硫系統的工藝用水。

（2） 全廠各類廢水處理后綜合利用

生活污水經處理后排入工業廢水清凈水池；鍋爐補給水的廢水和含油廢水處理后也進入工業廢水清凈水池，作為輸煤系統沖洗和除塵用水，脫硫廢水及含煤廢水處理后作為干灰調濕用水。

（3） 中央空調系統采用風冷機組，節約用水。

（4） 采用干除灰系統，可以避免大量除灰用水進入灰場而引起的蒸發損失，有效地減少了除灰系統的耗水量，從而減少全廠的補給水量。

（5） 輸煤系統嚴格按照規程要求計算沖洗噴淋水量，同時優化系統減少了輸煤構筑物面積。這樣一方面減少了輸煤系統防塵沖洗水量，另一方面減少了輸煤系統運行排放水量。

（6） 生活給水系統采用節水型衛生器具。

（7） 采用經濟合理可靠的污廢水處理工藝。全廠污廢水處理工藝力求可靠，并有實績。在滿足環保要求排放標準的處理系統基礎上，不增加更多的處理工藝和系統即可達到回用標準。

（8） 加強水務管理

在各供水系統的出水干管及主要用水支管上安裝水量計量裝置。必要時設調節和控制流量的裝置，并將廠區內主要計量數據送到一個地點，進行統計分析，以便有針對性的控制水量。

加強水務管理和節水的宣傳力度，提高全廠人員的節水意識，制定切實可行的規章制度，將水務管理作為電廠運行考核的一項重要指標，使各項節水措施最終得以落實。

2.4選擇節能設備及材料

（1） 選用國內成熟的亞臨界抽汽供熱汽輪機，減小發電機組冷源損失，可大大提高整個機組的可用率和電廠的運行經濟性，減少電廠的供電煤耗以及供熱煤耗；

（2） 送風機采用動葉可調軸流風機， 引風機采用靜葉可調軸流風機，一次風機推薦采用液力耦合器陪離心式風機；不僅能提高運行效率，而且大大節約廠用電，更增強了調峰運行的能僅機組調試階段即可節省力；

（3） 采用內置式除氧器，與常規除氧器及水箱相比，減少了排氣損失，蒸汽消耗量降低，提高了機組的熱效率，節省了運行費用；

（4）凝汽器抽真空采用雙級水環式真空泵以降低功耗節省廠用電；

（5） 按照規程規范及國內其他引進設備電廠運行經驗，合理選擇輔機備用系數和電動機容量，降低廠用電率，避免大馬拉小車的浪費現象；

（6） 各類水泵和風機所配電動機均選用高效節能型，以降低廠用電，節約能源；

（7） 重視主要輔機分包商的選擇，要求其有良好運行實績，以確保機組有較高的可靠性和可用率。

（8）對流量變化大的泵及風機，采用變頻或調速裝置，提高設備的變工況能力，實現節能降耗。

（9） 對主場房公共服務水系統進行優化設計，盡量采用循環水不升壓直接冷卻的方式，減小開式水升壓泵容量，降低廠用電。

（10） 對供水系統進行綜合優化計算， 從而確定了最佳的凝汽器面積、冷卻倍率、水泵運行方式和進排水管徑的經濟配置；

2.5 選擇合理工藝系統

（1） 制粉系統采用中速磨配正壓冷一次風機直吹式系統，系統簡單，運行可靠，設備故障率低，制粉電耗低，可提高整個機組的可用率和電廠的運行經濟性；

（2）煙、風煤粉管道布置進行優化，減少局部阻力損失，節約電耗；

（3）減小點火助燃油系統設計容量、供油泵容量以及燃油儲罐容量，以達到節能目的；

（4）選擇密封效果好和壽命長的鍋爐空氣預熱器，減少漏風，保證鍋爐性能，并在此基礎上，適度減小一次風機風量的設計裕量，進一步提高風機運行調節效率，降低能耗；

（5） 除塵與脫硫采用島式集中布置。分別采用雙室兩電場預靜電除塵器及煙氣循環流化床干法脫硫配脫硫布袋除塵器。除塵由普遍采用的雙室四電場或五電場改為雙室兩電場加脫硫后布袋除塵器，大大減少設備投資及除塵電耗。干法脫硫系統較為簡單，設備少，大的用電設備更少。且干法脫硫后排煙溫度較高，不需要濕法脫硫的GGH，減少了脫硫用電。此外，由于采用島式布置，減少了占地及煙道長度，降低了煙氣阻力，相應的降低了引風機的電耗。

（6） 采用膠球清洗裝置， 以保證凝汽器的清潔度， 從而使汽輪機的效率經常保持在最佳狀態。

（7）回用水管道選用鋼塑復合管，內壁光滑、輸送阻力小、水力特性好，降低水泵揚程和能耗；

（9）在汽水管道設計中，管道的流速選擇范圍符合現行規范，相應的流體壓降小于允許值；

（10）熱力系統中設置了本體疏水擴容器、疏水擴容器、疏水箱，可回收工質，充分利用熱源。

（11）在管道設計中采用動力特性良好、流態分布均勻的管件及布置方式；

（12）回用水管道選用鋼塑復合管，內壁光滑、輸送阻力小、水力特性好，降低水泵揚程和能耗。

2. 6減少設備和建筑物散熱損失

選用性能良好的設備保溫材料，嚴格按要求施工，以減少設備熱量損失，同時改善運行環境。常規設計保溫外壁溫度選取50℃，熱量浪費較大，可以將外壁溫度適當降低，增加保護層厚度，從長遠來看，雖然一次性投資增加，但節能效果顯著。

2. 7其他節能降耗措施

（1） 改進圍護結構材料，妥善處理建筑體型和朝向，充分利用自然光源。

（2） 建筑物設計充分考慮天然采光和自然通風，盡量減少人工照明和機械通風。

3 下階段節能設想

3.1對連續運行的設備采用變頻或調速裝置的初步設想

（1）在初設階段對采用離心式風機加變頻調速裝置或采用動葉可調式軸流式風機，進行技術經濟比較，選用經濟、合理的風機配置。

（2）在初設階段對采用3臺50%容量的電動調速給水泵與采用2臺50%容量汽動給水泵配套30%容量的電動給水泵方案進行經濟比較，選用本工程合理的給水泵配置方案，提高節電效果。

（3）供油泵采用變頻調節，可節電20%左右。

（4）兩臺凝結水泵可采用變頻器，每臺機組可節電約300-500kW/h。

（5）選用性能良好的保溫材料并嚴格按要求施工，以減少熱量損失，同時改善運行環境。常規設計保溫外壁溫度選取50℃，熱量浪費較大，可以將外壁溫度適當降低，增加保護層厚度，從長遠來看，雖然一次性投資增加，但節能效果顯著。

3.2采用綠色照明技術如高效率照明燈具、長壽命的電光源、節能燈用電器附件等設想

3.3對于通風、制冷及空調系統節能降耗措施的初步設想

施工圖設計階段，進行熱負荷和逐項逐時的冷（熱）負荷計算；采用優良的保溫材料。

3.3.1 通風

汽機房通風采用自然通風與機械通風結合的通風方式，排風以屋頂通風器自然排風為主，輔以少量屋頂風機做機械排風。過渡季、夏季的多數時間靠屋頂通風器自然排風。在部分時間氣溫較高，僅靠熱壓做為動力；屋頂通風器不能滿足通風要求時，開啟屋頂風機機械排風，以使中央框架區域的氣溫能滿足要求。

在通風能滿足電氣房間規定的要求時，不設降溫設施；

3.3.2制冷

空調（降溫）系統的冷源應根據所在地區的條件確定，并應優先采用深井水或其他天然冷源；無深井水或其他天然冷源可利用時，優先采用風冷式冷水機組或自帶冷源的屋頂式風冷空調機組。

當采用風冷式冷水機組或自帶冷源的屋頂式風冷空調機組時，機組可根據負荷的需要，或減少或增加；每臺機組能進行10%-100%調節。

3.3.3空調系統

冬季、夏季在滿足規范和工藝要求的前提下，采用最小新風量。過渡季節，根據室外溫度大量使用新風，以便最大限度的節省運行費用和能源。

3.3.4空調系統自控

空調系統設置自動控制系統，空調自控系統不但可保證系統在設計狀態下正常運行，還可避免系統出現“過冷”和“過熱”等浪費能量的現象。控制內容包括溫濕度控制、新風量控制、運行和備用設備的啟停、故障報警以及冷水、熱水、蒸汽加濕系統的各項節能運行等。

3.4電廠建筑節能原則及措施

3.4.1 注重廠區總體規劃，提高電廠總體節能措施

對全廠建筑進行總體規劃時，建筑之間應保持合理間距，以利廠區自然通風。對于電廠內設置有采暖或集中空調系統的建筑規劃布局，應根據地方氣候特點，因地制宜，使建筑物的布局和平面布置有利于日照、采光和自然通風，增加植被綠化，減少硬化地面，形成小區微氣候。

3.4.2 建筑熱工設計應提高能源利用效率節約建筑空調能耗，改善并保證室內環境。積極推廣使用建筑環保節能產品的技術，提高建筑圍護結構的隔熱性能。

3.4.3 采用節能門窗，增加外窗的氣密性。在有空調要求的建筑采用密封門窗、保溫窗框和中空玻璃，以提高窗戶的氣密性及保溫隔熱性能。

3.4.4 在滿足使用凈空高度的前提下，減小層高，降低建筑能耗。廠房采用平開窗，組織氣流，自然流通，這種自循環降溫可以在很大程度上減少機械加熱、制冷所消耗的能量。

4. 結論

4.1 綜上所述，中山市屬能源調入城市，一次能源匱乏，二次能源生產相對不足。火電所需一次能源煤炭、成品油等均要從外地調入。隨著國民經濟的發展，水資源也逐漸偏緊。因此，節能、節水是非常有必要的。

4.2 本工程采取了各項行之有效的節能、節水措施，執行了國務院國發[2006]28號《國務院關于加強節能工作的決定》及“發改能源[2004]864號”文規定的節能方針和政策。

4.3 下階段將繼續采取各種節能、節水措施，使本工程的節能、節水指標更加先進、合理。預期本工程將會實現經濟發展、節能降耗和環境保護的多贏目標，成為資源節約、環保型的現代化大型發電企業。

參考文獻：

1.《關于燃煤電站項目規劃和建設有關要求的通知》；

2.《火力發電廠設計技術規程》DL5000；

3.《中小型三相異步電動機能效限定值及節能評價值》（GB/T186131-2002）；

4.《火力發電廠采暖通風和空氣調節設計規程》（DL5035-2004）；

5. 《火力發電廠廠用電設計規程》（DL5064-2002）；

6.《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005）；

7.國家發改委令第40號《產業結構調整指導目錄（2005年本）》