火電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能減排措施分析

王幫耀 樊柱柱

摘要：在過度開采使用地球資源的前提下，為了響應(yīng)“綠色，節(jié)能，環(huán)保”的國家號召，火電廠作為一個資源能源消耗比較大的產(chǎn)業(yè)，需要采取一定的節(jié)能減排措施節(jié)省能源。這不僅僅是該產(chǎn)業(yè)的關(guān)注問題，也是全社會共同關(guān)注的社會發(fā)展帶來的問題。在火電廠的能源消耗系統(tǒng)當中，熱動系統(tǒng)在其中占據(jù)了絕大部分份額。因此本文對火電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能減排措施進行深入的分析探討。

關(guān)鍵詞：火電廠;熱動系統(tǒng);節(jié)能減排措施

1火電廠熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用原理

1.1能量階梯利用理論

熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在卡諾定律的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化，基于燃料化學(xué)、熱能、自由之間的關(guān)聯(lián)性，建立起對控制化學(xué)能、轉(zhuǎn)換聯(lián)產(chǎn)等理論的深化認知，經(jīng)由大量試驗分析對比后明確提煉出能量轉(zhuǎn)換與組成轉(zhuǎn)化二者間的耦合關(guān)系，基于能量階梯利用理論進行熱能動力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計，促使能量在化工側(cè)、動力側(cè)間實現(xiàn)均衡分配，保障熱動系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

1.2能量轉(zhuǎn)換原理

能量轉(zhuǎn)換原理主要將CO2污染控制與能量轉(zhuǎn)換利用進行一體化設(shè)計，在熱動系統(tǒng)運行狀態(tài)下針對增填脫除流程進行CO2脫除的控制，降低CO2的排放量，同時回收CO2氣體后提取出清潔H2氣體，以此優(yōu)化氣體合成流程，實現(xiàn)節(jié)約能耗、減少溫室氣體排放與能量轉(zhuǎn)換利用的多重目標。

2火電廠熱動系統(tǒng)能耗過多問題的常見原因

2.1自控系統(tǒng)問題

自控系統(tǒng)的作用目的是通過對當前路通溫度的測量以及各類燃料加入量的分析，總結(jié)在當前以及經(jīng)后一段時間內(nèi)的燃料供熱總量，通過對系統(tǒng)中設(shè)備的控制，自動控制合理的吹入空氣量等，實現(xiàn)燃料的充分全面燃燒，以提高燃料的產(chǎn)熱量。自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障或者其本身采用的控制模型存在問題時，一方面會導(dǎo)致燃料無法充分燃燒，另一方面也會在一些客觀因素的作用下，導(dǎo)致爐膛中吹入的空氣總量過多，雖然燃料可以充分燃燒，但是由于空氣流速過快，會帶走燃料產(chǎn)生的熱量，導(dǎo)致能量與爐膛內(nèi)部的接觸時間過短。

2.2燃料利用率問題

燃料利用率提高要能夠讓所有燃料充分燃燒，并且產(chǎn)生的熱量在爐膛中存儲較長時間，從而讓燃料發(fā)揮原有的供熱效果，該工作由自動控制系統(tǒng)監(jiān)測和控制，并且只有在燃料質(zhì)量能夠得到確保的情況下，才可降低控制誤差，并降低污染物排放重量，同時產(chǎn)生的熱量讓鍋爐中的水問題滿足要求。目前所在的問題一方面是燃料的質(zhì)量保持效果較差，另一方面一些火力發(fā)電廠會在短時間內(nèi)大量存儲燃料，在長期的存儲中產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)會降低燃料發(fā)熱效率，導(dǎo)致消耗的燃料總量提高，無法發(fā)揮節(jié)能減排能力。

2.3廢熱利用率問題

火力發(fā)電廠中要完成對廢氣以及固體廢棄物的處理工作，建成的工作設(shè)施包括脫硫脫氮系統(tǒng)、固體廢棄物的吸附系統(tǒng)等，這類設(shè)施運行中需要一定的熱量，最終讓生產(chǎn)的和吸收的物質(zhì)能夠脫出。隨著技術(shù)的革新，目前采用的方式已經(jīng)從原有的自發(fā)熱體系轉(zhuǎn)變?yōu)閷U熱的高效利用體系，但是就實際中效果上來看，當前對廢熱的應(yīng)用效率較低，而為了能夠發(fā)揮系統(tǒng)應(yīng)有的脫硫脫氮能力依然需要建成很專用的自發(fā)熱工作體系，這一工作形式在無形中增加了燃料的投入總量，不能滿足節(jié)能減排工作的要求。

3火電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能減排措施

3.1自動控制系統(tǒng)優(yōu)化

自動控制系統(tǒng)優(yōu)化首先要完成對于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的建設(shè)，新的工作體系中要求所有的數(shù)據(jù)被系統(tǒng)控制處理，工作人員按照相關(guān)規(guī)定的要求發(fā)出燃料加入控制指令，所以說數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要落實對于爐膛內(nèi)部的溫度測量工作、加入燃料量的稱重工作等，可通過溫度傳感器以及重量稱取系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集工作。此外要求建成不同等級的燃料投入方案，該方案中含有多個選項，包括摻燒煤炭的配置方案、熱動系統(tǒng)整體功率等，控制窗口直接與不同計算模型對應(yīng)。其實是數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)和分析系統(tǒng)，其作用目的是通過對所有參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化，實現(xiàn)對于整個工作體系的控制，將控制指令傳遞給被控對象，被控對象主要為鼓風(fēng)機等設(shè)備，其能夠根據(jù)實際需求向爐膛中吹入空氣，比如在某火力發(fā)電廠運行過程中，方案一為焦炭，方案二為焦炭和含硫量較高低品質(zhì)煤炭，其中方案二要保證煤炭充分燃燒則要消耗更多的氧氣，所以在控制人員發(fā)出控制指令時，發(fā)出的控制指令為鼓風(fēng)機功率提高15%，才能夠讓最終的爐膛溫度保持在正常狀態(tài)。

3.2廢氣處理系統(tǒng)融合

廢氣的處理系統(tǒng)包括對于廢氣的吸收和相關(guān)處理液體的噴灌，在減排工作落實中，最基礎(chǔ)的項目是硫氧化物和氮氧化物的吸收與處理，以防止其進入到空氣中。所以就具體的作用方式來看，要將這一系統(tǒng)中的所有設(shè)施進行高度的融合和整合，讓廢氣的排放總量能夠大幅度的降低。工作方案建設(shè)可在原有排放煙氣的排放塔內(nèi)部建成相應(yīng)的循環(huán)水管道，循環(huán)水的目的為將廢熱導(dǎo)入到氨水池中，氨水池的作用是讓氨氣和硫氮氧化物反應(yīng)，以降低煙氣中的硫氮氧化物總量，并且經(jīng)過后續(xù)的多次處理工作，實現(xiàn)對于硫氮氧化物的全面吸收，該系統(tǒng)中建成的工作系統(tǒng)在運行過程中，可以實現(xiàn)對所有廢熱的高效收集工作，從而讓其的運行質(zhì)量獲得最大限度的提高。

3.3燃料質(zhì)量試驗記錄

燃料的質(zhì)量試驗工作要求所有的實驗室檢測人員掌握各類設(shè)備的使用方法，并且在實驗室環(huán)境完成具體的檢測項目，檢測內(nèi)容包括某煤炭中的氮元素和硫元素的含量，并分析不可燃物質(zhì)含量參數(shù)，該項工作需要定期完成。首先完成燃料入廠前的檢測工作，在火電發(fā)電廠要采購煤炭時，要求實驗室工作系統(tǒng)對某批次燃料采樣，并使用專業(yè)設(shè)備分析各類參數(shù)。其次為經(jīng)過短時間存放后煤炭的產(chǎn)熱量，并研究各類污染性元素的含量。最后為分析經(jīng)過長期存儲的煤炭產(chǎn)熱量，通常情況下長期存儲的燃料存儲時間超過三個月，檢測過程中需要分析的主要項目包括煤炭的發(fā)熱量、煤炭中的污染物質(zhì)含量等，以此為基礎(chǔ)制定后續(xù)的煤炭存儲工作體系。

3.4新型鍋爐升級替換

從傳統(tǒng)的熱動系統(tǒng)運行流程上來看，中小型鍋爐相較于大型鍋爐，在運行中雖然能夠提供符合發(fā)電功率要求的熱量，但是由于鍋爐的總量較多，在運行過程中需要多個鍋爐共同工作，才能夠達到應(yīng)有的發(fā)射總量，這就提高了電力發(fā)電企業(yè)的日常運維成本。此外類中小型鍋爐在運行過程中會散失更多的熱量，導(dǎo)致節(jié)能減排能力大幅度下降，所以在今后的工作中需要通過對原有中小型鍋爐的升級替換工作降低熱量消耗總量。比如在某火力發(fā)電企業(yè)運行中，對某一發(fā)電系統(tǒng)中原有的中小鍋爐替換，采用多臺功率更大鍋爐優(yōu)化原有的工作體系，就最終作用效果上來看，日常運維成本降低20%以上，并且燃料的消耗量降低了10%左右，排放的煙氣中含有熱量下降了50%，對于硫氮氧化物的處理效率提高了40%。

4結(jié)束語

火電廠作為傳統(tǒng)高能耗企業(yè)中的代表，在電廠日常運行的過程中會產(chǎn)生大量能耗，對電廠經(jīng)濟與社會效益的提升構(gòu)成了一定的阻礙作用。通過采用文中多種減排措施，可以有效提高能源轉(zhuǎn)換效率，實現(xiàn)節(jié)能減排目標。

參考文獻

[1]劉春平.火電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能減排措施分析[J].科技視界，2019（21）：59-60.

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