火電廠熱能動力工程節能降耗影響因素及對策探討

李凱

陽城國際發電有限責任公司 山西晉城 048000

當前，可再生資源不斷減少，火電廠生產面臨較大的資源壓力。與此同時，伴隨社會經濟的快速發展，生產、生活用電需求量不斷增加。面對這一局面，在利用熱能動力系統發電的過程中，火電廠要引入先進技術進行系統優化和改造，提高能量轉化利用效率，減輕資源利用壓力，滿足節能生產需求。因此，要加強系統優化與節能改造研究，以科學技術為支撐，推動發電事業的健康發展。

1 電廠熱動系統節能優化的概述

電廠熱動系統節能優化就是對電廠的熱動系統進行改進和完善，實現降低能源消耗的目標，提升電廠的運營效率，也可以認為是針對電廠熱動系統在節能領域的開發和改進。在對電熱系統進行優化整改的過程中，首先需要了解電廠其他機械設備的實際情況，并進行針對性分析。其次，制定完善、細致的整改流程，進行整改前的文獻調查，合理安排場內人員和分配整改時間，制定相應計劃和流程，嚴格按照相關的規程和要求進行操作，保證節能優化工作的規范性、有效性，保證工作能夠順利開展[1]。

2 節能降耗于降低成本之間的關系

電廠的日常運營會消耗動力，而動力主要來源于能源消耗，所以能源消耗也屬于電廠的生產成本之一，常使用的能源包括水、電、油、煤等，這類能源都屬于傳統能源、不可再生能源。電廠消耗能源不可避免，不可再生能源數量有限，隨著消耗量的加大，其成本也會不斷上升，幾乎不會回降。調查統計顯示，多數電廠都會將增加的能源成本轉加給用戶承擔，導致用戶體驗受到影響。能源成本管理的根本就是節約能源、減少消耗，即利用低耗能、高產能的工藝流程生產高品質的產品，不僅能夠提升企業的收益，也能夠有效減少生產成本的投入。因此，在目前能源緊缺的大環境下，相關企業持續穩定發展的關鍵就是要對管理、技術等層面進行優化改革，實現電廠熱動系統的節能減耗[2]。

3 熱能動力工程應用現狀

3.1 熱能動力工程運行轉化分析

火電廠大多都采用火力發電形式轉換能量，其中能量轉換最為關鍵。通過火電廠運行工作原理分析可知，火電廠運轉過程中，熱能與動能間互相轉換，動能基于汽輪機發電作用轉換為電能，其他能量通過汽輪機輸出。在此轉換過程中，將會損失部分熱能，所以造成火電廠運行能耗快速上升，效率卻逐步下降。煤炭是火電廠的主要能源，經過處理會轉變為煤灰，基于皮帶傳輸技術向鍋爐中輸送煤灰，在充分燃燒后便會釋放，轉化成水蒸氣，再次加熱后，水蒸氣便會進入高壓缸。所以為了提升鍋爐加熱效率，可循環加熱處理。在此環節中，可將水蒸氣輸送于中壓缸，如此便可通過中壓缸蒸汽驅動汽輪機運轉，從而生成電能。

3.2 熱能動力工程選址問題分析

在火電廠熱能動力工程分析中，還需注重火電廠選址問題。火電廠運行負荷性質與大小等要素與火電廠裝機容量密切相關，所以我國火電廠機組運行規模明顯小于火力發電廠主流運行機組容量。火電廠主要功能即放熱與發電，所以需適度增加鍋爐運行容量。而在原料與技術水平限制下，火電廠選址時，應選擇在熱負荷中心位置與城鎮人口密度較大的區域，以確保火電廠供熱系統穩定運轉，同時還需構建健全的熱力管網[3]。

4 基于熱能動力工程優化火電廠性能

4.1 供熱調節

在燃煤過程中，系統供熱時容易出現熱力平衡差，存在流量大、溫差小的問題。為加強蒸汽過熱度控制，人們需要將供熱蒸汽熱量傳送至系統，實現熱度轉化。為使供熱系統達到平衡，減少熱量損失，還要對熱力管網進行改造，在完成采暖地溝敷設的同時，在部分區域新建地溝進行循環輸泵改造。通過安裝水泵變頻器，加強供熱系統計量，人們能夠對系統進行變流量控制，結合設備負荷曲線對溫度進行設定，促使水溫得到有效控制。采暖供熱方面，設置恒溫閥進行調節，使溫度維持穩定。應用熱能動力系統供熱，運行溫度變化也將引起能源損耗，要結合設備實際帶負載情況進行控制閥調節，對控制單元輸出信號進行控制。通過動力操作，調節介質的壓力、流量等，使系統維持可靠運行。結合火電廠建設經驗，通常上半年將進行單閥運行，下半年采用順序閥進行系統運行調整，使系統保持最佳運行狀態，提高系統能源利用率。

4.2 使用科學的磨煤機

煤炭作為鍋爐的主要燃料，其品質將會對熱效率產生直接影響。因此電廠的工作管理人員需要提升對煤炭質量的重視程度。由于不同規格的磨煤機工作效果本身存在差異，打磨出的煤粉細度本身存在差異，因此這種處理本身會影響是否能完全燃燒。對于符合電廠實際工作的煤粉可以更好地做到完全燃燒，不僅提升了資源的利用率，同時還能提升鍋爐的熱效率。通過這種方式，可以更好地擴大電廠的經濟效益。煤粉的細度只有控制在合理的范圍內，才能充分發揮燃料的作用，避免造成燃料資源的不必要浪費。因此對于磨煤機的選擇需要充分集合鍋爐的實際情況，既要考慮成本，還需要考慮環境效益。科學的磨煤機還能減少有害氣體的排放，對于保護環境，倡導綠色生產具有重要的實際意義[4]。

4.3 降低鍋爐排煙溫度

衡量鍋爐運行效率的主要指標為熱效率，一般都采用降低各種熱損失的方法提升鍋爐熱效率。在鍋爐運行時，最大的熱損失為排煙散熱，其損失主要和煙氣的溫度、熱容積關系密切。所以，一般在降低煙氣熱損失時，主要從煙氣溫度控制著手。如現有兩臺硫化床鍋爐，其指標為75t，但在具體運行時，因為煤種偏離，導致鍋爐實際運行溫度高于設計溫度，達到170℃。經過測算，鍋爐排煙熱損失高達7.6%，經過計算，發現流化床鍋爐運行時熱效率僅有88%，低于原本設計標準。2015 年底，電廠計劃將電除塵器替換為電袋復合除塵器，但在運行時受到高溫影響，考慮后又加入噴入脫鹽水設計，以此對煙塵溫度進行控制，但這又會導致熱損失，增加脫鹽水用量，而且脫鹽水在噴入時需要依靠水泵配合，導致電能消耗，提高成本。所以，綜合考慮后改用熱管空預器。

4.4 提升鍋爐熱效率

鍋爐和汽輪機是火力發電廠的核心設備，它們的工作熱效率對能源效率有很大的影響。鍋爐運轉中，燃料通過粉碎系統被送到爐里燃燒。因此，燃料的化學能量轉換為熱能，但實際鍋爐不能完全燃燒燃料，燃燒生成物氣體的能量不能充分利用。鍋爐的熱效率對能源效率有很大的影響。鍋爐的熱效率是指爐內蒸汽吸收的熱量與燃料發熱量的比例，主要影響燃料的燃燒和鍋爐的結構。各種煤和煤的濕度對鍋爐的熱效率有很大的影響。鍋爐結構的設計也非常重要，包括體積熱負荷和熱阻負荷的選擇、水冷壁布置、爐的尺寸和爐的拱形形狀等，這些因素對鍋爐的輸出功率和鍋爐的熱效率有很大的影響[5]。

4.5 合理利用機組內節流調節性能

節流調節不存在調節級，所以在第一級時，便可實現全周進汽，而工況變化，各級溫度便會降低，負荷適應性良好，同時適用于小容量機組與基本負荷大機組，但是經濟性較差，節流損失嚴重。熱電廠日常運轉過程中，可利用弗留格爾公式提高熱能動力工程利用率，并基于公式應用要求計算相同流量視域下，各級壓差與比焓降，以明確零件受力狀態與功率，并監控汽輪機流通情況。簡言之，在既知流量下，根據運行時組前各級壓力公式負荷情況，詳細評估流動部分面積變化狀態。在引進弗留格爾公式之后，可確保機組內節流調節，以此為熱能動力工程在熱電廠性能優化中的應用創造良好條件。

4.6 有效利用調壓調節性能

調壓調節可保障機組的負荷適應能力，促使機組穩定運行，還可帶來良好經濟效益，進而提高熱能動力工程具體運行效率。但是調壓調節性能依然存在一定局限性，即在高負荷區域內，滑壓調節的經濟性不足，且動葉柵內大機組蒸汽工作之后發生機械能轉化現象，導致蒸汽余速嚴重損失。在熱能動力工程實踐應用過程中，因為機組運行機理不正確，時常會導致調壓調節損失，為防止這種問題出現，需引進先進科學技術與工藝，同時詳細分析調壓調節損失問題。

5 結語

綜合上述內容，可以得出，電場熱動系統的節能優化策略可以充分體現一個企業在保證電廠經濟效益的同時，對環境又達到了一種科學合理的保護，避免了對環境造成的二次污染。這一現狀充分體現了我國正逐步加大可持續發展戰略的進程，對實現全體企業的節能優化起到了一定的促進作用。企業應當充分重視節能優化，制定針對性的管理措施和技術措施，科學管理能源、節能降耗，實現電廠熱動系統的節能優化，降低電廠的生產和運營成本。