火力發(fā)電廠化學(xué)節(jié)能降耗分析

李建明，王吉茂

（國(guó)家電投集團(tuán)協(xié)鑫濱海發(fā)電有限公司，江蘇鹽城 224500）

我國(guó)是能源消耗大國(guó)，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展以及工業(yè)生產(chǎn)、生活對(duì)電能需求的不斷提高，如何有效提高電力能源的綜合利用效率，減少大量浪費(fèi)能源成了現(xiàn)階段我國(guó)電力行業(yè)能量生產(chǎn)的重要技術(shù)問題之一。只有不斷加強(qiáng)對(duì)火力相關(guān)行業(yè)節(jié)能減排降損管理措施的科學(xué)研究，提高能源的綜合利用效率，才可以更加有效保證火力生產(chǎn)管理的順利、高效開展。

1 火力發(fā)電廠化學(xué)節(jié)能降耗的意義

1.1 技術(shù)進(jìn)步

火電廠想要真正實(shí)現(xiàn)資源節(jié)能降耗，就必須做好對(duì)傳統(tǒng)電力資源生產(chǎn)工藝技術(shù)的自主創(chuàng)新，通過更為科學(xué)、更為高效的生產(chǎn)技術(shù)，來將電力資源的最大利用價(jià)值發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力資源綜合利用效率的最大提升，進(jìn)而達(dá)到實(shí)現(xiàn)資源節(jié)能降耗的最終目的。所以說，火電廠的持續(xù)節(jié)能降耗不僅能夠?yàn)槠湓谠O(shè)備生產(chǎn)上和技術(shù)上發(fā)展帶來巨大的技術(shù)進(jìn)步，這種技術(shù)進(jìn)步不僅能夠提高我國(guó)火電廠的設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)效率，更是推動(dòng)我國(guó)火電廠長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展的重要經(jīng)濟(jì)動(dòng)力源和支持。

1.2 實(shí)現(xiàn)環(huán)保

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境保護(hù)發(fā)展管理模式下，環(huán)境保護(hù)是每個(gè)電力行業(yè)都必須嚴(yán)格遵守的一項(xiàng)工作行為準(zhǔn)則，火電廠行業(yè)作為當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)代電力運(yùn)輸事業(yè)當(dāng)中的主要行業(yè)代表，其只有實(shí)現(xiàn)環(huán)保保護(hù)目標(biāo)，才能夠有效確保自身保護(hù)工作的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在這種節(jié)能降耗環(huán)保生產(chǎn)管理模式下，火電廠的環(huán)保生產(chǎn)管理技術(shù)不斷進(jìn)步不僅能夠有效提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率，同時(shí)還能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣粉塵、二氧化硫等大氣污染化學(xué)物質(zhì)大氣排放污染問題的有效控制解決，從而極大提高我國(guó)火電廠的環(huán)保節(jié)能事業(yè)健康發(fā)展。

2 火力發(fā)電廠化學(xué)節(jié)能降耗的措施

2.1 化學(xué)運(yùn)行中變頻技術(shù)的應(yīng)用

變頻發(fā)電技術(shù)發(fā)展是利用火電廠設(shè)備實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗的一種重要途徑。火電廠企業(yè)可以通過不斷加大對(duì)各種變頻發(fā)電技術(shù)的有效綜合應(yīng)用，來迅速達(dá)到實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的主要目的，改善火電轉(zhuǎn)差率變頻調(diào)為目前使用最廣泛的一種變頻技術(shù)措施。變頻技術(shù)主要應(yīng)用在水泵上，現(xiàn)如今絕大多數(shù)的火電廠在設(shè)計(jì)水泵時(shí)均選擇高負(fù)荷的用水量，這就導(dǎo)致一部分的水泵的實(shí)際工作情況不理想，尤其是當(dāng)系統(tǒng)處于低負(fù)荷狀態(tài)工作時(shí)，水泵的動(dòng)力不足，會(huì)造成很多不必要的損耗?；瘜W(xué)水主要應(yīng)用于補(bǔ)給水處理系統(tǒng)，受到一系列因素的影響，化學(xué)水的使用量會(huì)不斷地變化。在各個(gè)時(shí)間段生活用水量是不同的，而且差異很大。這就導(dǎo)致工業(yè)水、化學(xué)水以及生活水彼此之間的供給系統(tǒng)不同，各個(gè)系統(tǒng)對(duì)原水需求量也有著比較大的差異，所以說原水的供給要相對(duì)靈活一些。而現(xiàn)如今一些火力發(fā)電廠采取的是工頻水泵進(jìn)行供給，這就無法保證各個(gè)用水系統(tǒng)的水位處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而造成了資源浪費(fèi)。所以說可以采取變頻水泵進(jìn)行原水的供給，從而靈活調(diào)整供水量，降低能源的損耗。最常見的方法是將水泵進(jìn)行變頻改裝，若原水量需求過大可以采取變頻水泵同工頻水泵共同供給的方法。原水需求量一般可以采取變頻水泵單獨(dú)供給的方法。

目前變頻技術(shù)常見的有以下幾種：①串行三級(jí)射頻調(diào)速。串行分級(jí)變頻調(diào)速通過改變變頻轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)回路內(nèi)部電阻阻值大小的調(diào)速方式來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高速變頻，達(dá)到根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求速度來快速完成變頻供電的功能目標(biāo)。②利用轉(zhuǎn)子間的串接。轉(zhuǎn)子自動(dòng)串接系統(tǒng)可以通過對(duì)直流變阻器旋轉(zhuǎn)速度的自動(dòng)調(diào)整控制來輕松實(shí)現(xiàn)高速變頻，達(dá)到根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求速度來快速完成直流供電的功能目標(biāo)。③調(diào)頻變級(jí)自動(dòng)調(diào)頻。變級(jí)器的調(diào)頻以“交-直交變頻”方式為主，“交-直-交變頻”主要是由于電網(wǎng)在直接進(jìn)行控制交流電時(shí)，通過一種可控或其他不可能調(diào)控的變級(jí)方法將控制整流器快速轉(zhuǎn)變成作為控制直流器，然后通過控制逆變器的驅(qū)動(dòng)頻率快速轉(zhuǎn)變，來同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)流和交流的驅(qū)動(dòng)頻率的快速轉(zhuǎn)變。

2.2 實(shí)現(xiàn)電機(jī)組功耗最佳狀態(tài)化

在火電廠高效電機(jī)組件的功耗控制方面，為了有效降低功耗，實(shí)現(xiàn)電機(jī)工作效率最佳化，還需要通過科學(xué)合理選擇高效電動(dòng)機(jī)，使用內(nèi)部以定子驅(qū)動(dòng)鐵芯和高壓轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)鐵芯部件為驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)的高效高壓電動(dòng)機(jī)，以保證高效電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的具有高導(dǎo)熱和磁性，降低不必要的能源消耗。變壓器內(nèi)部空載損耗問題解決方面，可以通過采取多級(jí)高壓接縫的解決措施來降低直流變壓器的內(nèi)部負(fù)載電能損耗，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能降耗。在核能輸電設(shè)備線路材料選擇形式方面，建議盡量選擇非導(dǎo)磁性材料線路來將其作為核能輸電設(shè)備線路主要導(dǎo)電材料，以利于實(shí)現(xiàn)對(duì)核能發(fā)電廠電力資源利用損耗的有效控制降低。在實(shí)現(xiàn)輔機(jī)運(yùn)行節(jié)能減排方面，低功率負(fù)載輔機(jī)運(yùn)行和大型空載輔機(jī)運(yùn)行之間可以通過輔機(jī)安裝節(jié)能輕載機(jī)和節(jié)電器的節(jié)能措施結(jié)合來有效實(shí)現(xiàn)輔機(jī)節(jié)能減排目標(biāo)。輕載與自動(dòng)重載還可以通過對(duì)兩個(gè)定子供電繞組通過接線自動(dòng)方式進(jìn)行安裝切換裝置，來輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)方式切換，進(jìn)而有效達(dá)到提高節(jié)能環(huán)保目的。

2.3 降低不完全燃燒造成的能耗損失

對(duì)民用鍋爐的有效燃燒比率進(jìn)行靈活性的調(diào)整，使其各環(huán)節(jié)方面能與燃燒量的比率充分匹配進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)民用鍋爐的充分有效燃燒，提高民用鍋爐的能源使用管理效率，降低鍋爐燃燒過程中的能耗量。在鍋爐燃燒的過程中，要充分考慮到通入科學(xué)合理的風(fēng)量，使鍋爐達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。如果當(dāng)煤氣負(fù)荷量達(dá)到降低的關(guān)鍵時(shí)候，就認(rèn)為應(yīng)當(dāng)盡量減少其通風(fēng)量，并逐步適當(dāng)減少煤氣燃料使用量。這種燃燒方法不僅可以有效實(shí)現(xiàn)鍋爐燃料在預(yù)熱鍋爐中充分而且完全的加熱燃燒，最大限度得達(dá)到提升鍋爐燃料的綜合利用率，以此應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)達(dá)到鍋爐節(jié)能降耗的主要目的?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐燃燒中所采用的煤特性對(duì)能耗也有直接的影響。煤中所含的水分、灰分和焦結(jié)構(gòu)等，都會(huì)對(duì)能耗產(chǎn)生影響。對(duì)燃燒爐膛和燃料噴燃器的整體結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保鍋爐能夠高效運(yùn)行，同時(shí)在實(shí)際運(yùn)行中還要保證適當(dāng)?shù)娜剂峡諝馊紵^量率和空氣燃燒系數(shù)，要在燃料爐膛內(nèi)同時(shí)給剩余燃料爐膛留足充足的空氣停留燃燒空間，讓剩余燃料和過量空氣充分進(jìn)行混合，保證整個(gè)鍋爐爐具有較高的燃料爐膛工作溫度。

2.4 降低灰渣的熱損失

要及時(shí)對(duì)電熱鍋爐的內(nèi)部受熱面表層進(jìn)行防水吹灰處理。在火力發(fā)電廠燃煤鍋爐的日常運(yùn)行管理過程中，熱損失是鍋爐能量損失最嚴(yán)重的一項(xiàng)，其損失的能量高達(dá)總能量46%左右。在鍋爐的運(yùn)行中，排煙的溫度越高，帶走的能量就越大。所以，對(duì)加熱鍋爐的各種受熱面材料進(jìn)行及時(shí)的加熱吹灰滅火處理是十分重要的事情。在定期進(jìn)行鍋爐墻體受熱面的整潔清理中，可以有效避免由于鍋爐灰塵氣體堆積大而導(dǎo)致的鍋爐傳熱擴(kuò)散能力極大降低，使得需要排煙的鍋爐溫度偏高而增加鍋爐能耗。同時(shí)還要對(duì)燃燒煤進(jìn)行成分和種類的分析試驗(yàn)，確保煤炭燃燒過程中能夠最大限度得釋放能量，提高化學(xué)能的轉(zhuǎn)化率，而針對(duì)煤炭不達(dá)標(biāo)而無法實(shí)現(xiàn)快速充分燃燒的煤炭種類盡量不用。

2.5 加大對(duì)燃煤過程的控制

煤炭種類是鍋爐從設(shè)計(jì)到制造中始終遵從的重要原則，同時(shí)也決定了鍋爐結(jié)構(gòu)形式及受熱面尺寸及布置方式。其中爐膛的尺寸、燃燒穩(wěn)定性能及容積熱負(fù)荷與煤種之間存在著密切的聯(lián)系。燃燒煤種發(fā)生變化，鍋爐的運(yùn)行情況也會(huì)隨之變化，同時(shí)運(yùn)行過程中，呈現(xiàn)出的問題也越來越多，并且造成了嚴(yán)重后果。就目前我國(guó)煤炭市場(chǎng)的實(shí)際情況而言，燃燒時(shí)間設(shè)計(jì)好的煤種目標(biāo)是不大有可能基本實(shí)現(xiàn)的，已經(jīng)被混煤替代。在不能確保原有上煤倉(cāng)質(zhì)量情況下，盡可能減少兩套輸煤管理系統(tǒng)連續(xù)停運(yùn)上煤次數(shù)；當(dāng)碎煤機(jī)停止工作以后，皮帶也會(huì)停止工作。皮帶輸送工作的一個(gè)生命周期工作時(shí)間一般控制在1h以上。

2.6 循環(huán)泵運(yùn)行優(yōu)化

把自動(dòng)吸收塔液位試驗(yàn)保持在高精度液位試驗(yàn)范圍內(nèi)停止運(yùn)行，能有效避免葉輪被汽蝕。也就是可以通過利用一些相關(guān)的化學(xué)試驗(yàn)，選擇吸收循環(huán)塔水泵漿液中水密度的一定運(yùn)行控制區(qū)間，或通過控制吸收塔溶劑中活性二氧化硅的一定含量，以此有效避免吸收循環(huán)泵被腐蝕磨損。在日常水泵應(yīng)用管理過程中，做好所有相關(guān)的水泵出口循環(huán)壓力檢測(cè)記錄，以期更便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并有效處理出口循環(huán)泵被堵或磨損等異常問題。當(dāng)循環(huán)泵出口壓力偏大時(shí)，應(yīng)檢查噴嘴或管道是否存在堵塞現(xiàn)象；若循環(huán)泵出口壓力偏低，則應(yīng)及時(shí)查看并處理是否是葉輪或噴嘴發(fā)生磨損。

2.7 調(diào)整機(jī)組負(fù)荷，優(yōu)化吹灰器技術(shù)

機(jī)組最大負(fù)荷調(diào)度是我國(guó)火電廠機(jī)組節(jié)能減排效果的主要影響因素，在其中使用最優(yōu)化的調(diào)度控制技術(shù)，同時(shí)需要結(jié)合各個(gè)機(jī)組負(fù)荷特點(diǎn)，參考機(jī)組數(shù)據(jù)采集信息，然后綜合擬定機(jī)組目標(biāo)調(diào)度函數(shù)，從而將火電廠各機(jī)組的最大負(fù)荷速度調(diào)整到最佳運(yùn)行狀態(tài)，從而最終使機(jī)組負(fù)荷調(diào)度達(dá)到平衡運(yùn)行狀態(tài)。采用自動(dòng)仿真的設(shè)計(jì)方法，對(duì)該仿真裝置實(shí)際工作運(yùn)行過程環(huán)境中的電力負(fù)荷成本分布情況進(jìn)行了深入統(tǒng)計(jì)分析，制定了合理的負(fù)荷調(diào)度解決方案，但該仿真技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域范圍有限，不能完全準(zhǔn)確控制整個(gè)電力系統(tǒng)的成本經(jīng)濟(jì)性和負(fù)荷如何分配，需要進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化?；鹆Πl(fā)電廠不僅要不斷完善發(fā)電能耗控制技術(shù)，而且切實(shí)做好開展節(jié)能低碳減排相關(guān)工作。嚴(yán)格執(zhí)行燃料吹灰燃燒頻率，有效率地防止大量燃料積灰，不僅使它能有效地提高企業(yè)生產(chǎn)工作效率，而且它還能保證燃料的充分加熱燃燒。最后還要考慮煤種的合理搭配問題，確?？刂泼悍N中的硫分，以此來確保煙氣中硫的含量及其他化學(xué)藥劑加入比例，以此來保證脫硫石膏漿液符合要求，有效減少漿液循環(huán)泵運(yùn)行數(shù)量，減少能源的消耗與浪費(fèi)。

3 結(jié)束語

隨著當(dāng)前對(duì)于電能的需求不斷提高，電能技術(shù)得到了全面發(fā)展，伴隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，有必要開展火力發(fā)電廠的化學(xué)節(jié)能降耗工作，提高能源轉(zhuǎn)換效率。化學(xué)運(yùn)行作為火力發(fā)電廠中必不可少的部分，能夠充分發(fā)揮出其優(yōu)勢(shì)，盡可能降低其能源損耗，及時(shí)將設(shè)備更新?lián)Q代，采取合適的管理方法，提升火力發(fā)電廠的整體經(jīng)濟(jì)效益。