針對火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能分析及改進措施

馬智偉

摘 要：在綠色理念的引領(lǐng)下，節(jié)能成為當(dāng)前能源應(yīng)用的本質(zhì)要求，而實現(xiàn)熱力系統(tǒng)節(jié)能更成為火電廠運作的主要目標(biāo)之一。熱力系統(tǒng)是火電廠機械系統(tǒng)的重要組成部分，主要承擔(dān)著將熱能轉(zhuǎn)換為電能的任務(wù)。由于機械設(shè)備技術(shù)有限，這一系統(tǒng)能耗較大，電能轉(zhuǎn)換率低，造成了較多的資源浪費及環(huán)境污染。本文簡單闡述了火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能的重要性與可行性，重點從宏觀角度分析了該系統(tǒng)節(jié)能中存在的問題，并針對系統(tǒng)的重要部分提出了相應(yīng)的技術(shù)改進措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：火電廠;熱力系統(tǒng);節(jié)能;改進措施

引言

在新能源技術(shù)的引導(dǎo)下，風(fēng)力、水力、核能等被應(yīng)用到了發(fā)電的過程中，給國家電力系統(tǒng)運行提供了可靠的能源保障。與此同時，國家發(fā)電方式從原本僅有的火力發(fā)電呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢。但由于新能源技術(shù)起步較晚，再加上其本身的技術(shù)限制，火力發(fā)電仍然是我國所應(yīng)用的主要發(fā)電方式，每年依然在消耗數(shù)額巨大的煤炭。從火電廠系統(tǒng)耗能情況來看，熱力系統(tǒng)耗能較多，很大程度上造成了煤炭資源的浪費。筆者認為，我們應(yīng)當(dāng)深入分析火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能情況，深刻把握當(dāng)前該系統(tǒng)節(jié)能中存在的問題，從技術(shù)上實現(xiàn)有效節(jié)能，為火力發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

一、火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能的重要性與可行性

（一）節(jié)能的重要性

站在能耗的角度看火力發(fā)電，熱力系統(tǒng)是火電廠機械系統(tǒng)的重要組成部分，主要承擔(dān)著將熱能轉(zhuǎn)換為電能的任務(wù)，由于機械設(shè)備技術(shù)有限，這一系統(tǒng)能耗較大，電能轉(zhuǎn)換率低，造成了較多的能量損耗及環(huán)境污染。“綠色”是我國經(jīng)濟社會發(fā)展所堅持的重要理念之一，在這一理念的引領(lǐng)下，節(jié)能成為當(dāng)前能源應(yīng)用的本質(zhì)要求，而實現(xiàn)熱力系統(tǒng)節(jié)能更是火電廠運作的主要目標(biāo)之一。筆者認為，無論規(guī)模、發(fā)電覆蓋范圍的大小，火電廠應(yīng)當(dāng)落實熱力系統(tǒng)節(jié)能措施，這不僅是社會發(fā)展的需要，也是火電廠自身運作的需要，關(guān)系到煤炭等能源的可持續(xù)利用。

（二）節(jié)能的可行性

在過去，機械設(shè)備領(lǐng)域很少對熱力系統(tǒng)是否節(jié)能予以高度關(guān)注，因此，很長一段時間，缺少必要的、完整的熱力系統(tǒng)節(jié)能理論以及有效的節(jié)能分析方法、分析工具。而這一系統(tǒng)的設(shè)計方面，也多有結(jié)構(gòu)不合理的情況。火電廠實際運作中，熱力系統(tǒng)節(jié)能也受到了系統(tǒng)設(shè)備實際操作與維護不當(dāng)?shù)挠绊懀瑢?dǎo)致能量的損耗，造成火力發(fā)電效率低下。筆者認為，火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能，可以通過優(yōu)化機組設(shè)計、改善熱力系統(tǒng)運作過程、加強操作與維護管理等方式來實現(xiàn)，而不大需要更換主設(shè)備、增加新設(shè)備。對于一些隨著火電廠本身結(jié)構(gòu)調(diào)整而新增的系統(tǒng)設(shè)備，重點對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，通過合理配套來實現(xiàn)技能;對于一些當(dāng)前正在運行的設(shè)備，應(yīng)用節(jié)能診斷技術(shù)深入了解其節(jié)能過程中存在的問題，并監(jiān)測其運行過程中所產(chǎn)生的能耗，基于此，對其運行過程進行優(yōu)化，通過技術(shù)改造實現(xiàn)節(jié)能。操作與維護管理方面，推行網(wǎng)格化、精細化的管理，減少因造作不當(dāng)、維護不及時等造成的能量損耗。

二、火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能中存在的問題

（一）節(jié)能分析方法不足

對于熱力系統(tǒng)節(jié)能的分析，要獲得準(zhǔn)確的、高質(zhì)量的分析結(jié)果，就需要在計算機的支持下，采用系統(tǒng)工程結(jié)合數(shù)學(xué)工具的方法進行分析。然而，當(dāng)前有關(guān)這一方面的研究并不多。以“火電廠”、“熱力系統(tǒng)”、“節(jié)能”、“系統(tǒng)工程”為關(guān)鍵詞在“中國知網(wǎng)”中進行檢索，僅可獲得10條結(jié)果，最新的文獻也是發(fā)表于2015年。從現(xiàn)階段所運用的分析方法來看，大多仍然采用局部優(yōu)化運行方法，研究的重點是系統(tǒng)的運行穩(wěn)態(tài)。這固然會簡化節(jié)能分析流程，但其局限性較強。若系統(tǒng)在運行過程中突發(fā)狀況，那么就很難獲得較為準(zhǔn)確的分析結(jié)果。

（二）缺少科學(xué)理論指導(dǎo)

火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用中，不管是對新增加機組的設(shè)計，還是對當(dāng)前運行機組節(jié)能水平的改善，都需要有科學(xué)的熱力系統(tǒng)節(jié)能理論進行指導(dǎo)，才能保證節(jié)能措施的有效落實，實現(xiàn)對機械設(shè)備性能指標(biāo)的優(yōu)化。但是，現(xiàn)階段有關(guān)理論研究也不多，再加上相關(guān)人員應(yīng)用熱力系統(tǒng)節(jié)能理論的意識不強，難以實現(xiàn)有效指導(dǎo)。

（三）機組日常操作與維護不足

但凡操作機械設(shè)備，都要嚴格遵循相關(guān)的操作規(guī)程，熱力系統(tǒng)機組也不例外。為了延長這一機組的使用壽命，就需要做好日常的維護工作，這就要求火電廠加強日常操作與維護管理，并做好對在職員工的綜合素質(zhì)培訓(xùn)工作。因為，管理是否到位、人員素質(zhì)是否較高直接關(guān)系到節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用以及節(jié)能措施的落實，間接影響熱力系統(tǒng)機組設(shè)備對于熱能的有效應(yīng)用。然而，仍然有相當(dāng)一部分火電廠在這一方面有所欠缺，由人員誤操作、設(shè)備老化所造成的能量損耗情況時有發(fā)生。

三、火電廠熱力系統(tǒng)重要部分的節(jié)能改進措施

（一）鍋爐節(jié)能改進

熱力系統(tǒng)中，鍋爐的使用頻次是最高的，其運作過程中的熱力損失不可避免，尤其是鍋爐中煤炭等能源的燃燒所產(chǎn)生的煙、灰等以及日常通風(fēng)中所產(chǎn)生的風(fēng)會帶走鍋爐內(nèi)的部分熱量，從而降低熱能向電能的轉(zhuǎn)化效率。對于鍋爐的節(jié)能改進，筆者認為，火電廠可以從材料及鍋爐設(shè)備安裝上下功夫。材料方面，硅酸鋁平板的應(yīng)用可以增強爐壁的保溫效果，可以用這一材料包裹爐壁，同時應(yīng)用空預(yù)器密封技術(shù)焊接伸縮縫，進一步強化保溫效果。鍋爐設(shè)備安裝方面，加裝低壓省煤器，以減小排煙溫度，或者是增加外翹片、改善管子形狀，以提高傳熱面漆的有效利用率，盡可能地保存熱力。

（二）化學(xué)補充水系統(tǒng)節(jié)能改進

在熱力系統(tǒng)中，化學(xué)補充水系統(tǒng)主要承擔(dān)著為該系統(tǒng)啟動、運行提供充水、補水的重要任務(wù)，同時在部分設(shè)備運行時起調(diào)節(jié)容器的作用。一般情況下，化學(xué)補充水有兩種進入方式：一是入除氧器，二是入凝汽器。后一方式下，化學(xué)補充水在凝汽器中完成初步的除氧工作，若補水溫度比排汽溫度低時，可在凝汽器上加裝噴霧裝置，回收部分排汽余熱。

（三）除氧器節(jié)能改進

熱力系統(tǒng)運行中，除氧器勢必會排出定量蒸汽，那么部分熱力就會隨著蒸汽的排出而流失，從而造成能量損耗。對蒸汽的利用與回收是有效的節(jié)能措施，可以在除氧器上加裝余熱冷卻器，在化學(xué)補充水系統(tǒng)的輔助下回收余熱。

（四）排污系統(tǒng)節(jié)能改進

熱力系統(tǒng)中，鍋爐的持續(xù)運行帶來持續(xù)排污，通常情況下，其排污率在3%、4%左右。排污時，工質(zhì)和熱量都會有所損失。熱量的損失具體表現(xiàn)在熱污水的排出方面，熱污水實際上可以作為熱資源來利用，從而實現(xiàn)熱力系統(tǒng)節(jié)能的目的。較為有效的措施是，加裝排污擴容器利用系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的支持下，對部分工質(zhì)與熱量進行回收。而單加裝該系統(tǒng)是不行的，因為經(jīng)該系統(tǒng)初步處理后的水仍然有一定溫度，所以可以考慮加裝冷卻器，同樣運用化學(xué)補充水系統(tǒng)對其熱量進行回收，盡可能地完成廢熱的有效利用。

（五）電機節(jié)能改進

熱力系統(tǒng)節(jié)能，不僅表現(xiàn)在對熱量的節(jié)約與可持續(xù)利用上，還表現(xiàn)在電能上。電機是熱力系統(tǒng)的主要動能裝置，它在運行中會產(chǎn)生較多的電能損耗。運用有效的電機調(diào)速技術(shù)是不錯的節(jié)能選擇，比如應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)。經(jīng)研究與實踐，基于這一技術(shù)的電機設(shè)備可有效節(jié)約五分之一的電能。所以，在日常節(jié)能改造中，可充分應(yīng)用這一技術(shù)，以實現(xiàn)節(jié)能目的。

結(jié)語

綜上所述，火電廠電力系統(tǒng)節(jié)能具有重要性與可行性。從宏觀角度看，當(dāng)前該系統(tǒng)節(jié)能中存在節(jié)能分析方法不足、缺少科學(xué)理論指導(dǎo)、日常操作與管理不足等問題。筆者認為，火電廠應(yīng)當(dāng)從自身實際出發(fā)，在現(xiàn)有的節(jié)能理論指導(dǎo)下，通過對熱力系統(tǒng)熱量與電能節(jié)能需求的深入分析，采取加裝必要設(shè)備、改善材料、應(yīng)用先進節(jié)能技術(shù)等措施對熱力系統(tǒng)機組進行優(yōu)化改造，從而實現(xiàn)節(jié)能目的。

參考文獻

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