淺談火力發電廠的節能減排管理與實際應用

國網能源哈密煤電有限公司花園電廠 李松儒

我國眾多的燃煤電廠每年所消耗煤炭消費量超過了總量的50%，由于煤炭的高耗能和低利用率，造成的煤炭污染已超過了環境所能承受的范圍，燃煤電廠節能降耗管理迫在眉睫。要對我國的節能減排進行有效的管理，就要從宏觀上進行合理的規劃，還可有效增強對各個生產環節的有效控制，讓這些不可再生資源得到有效利用。

燃煤電廠要實現環境污染治理就需采取積極的節能減排措施，同時要進行宏觀的規劃。首先，要準備好能量分布、調整能量結構。目前燃煤電廠以煤為原料，其特征在于一次能源結構限制，而我國燃煤電廠的裝機容量較大。其他如水電、風能和核電等的發電能力受到嚴重影響，所以除燃煤外要大力發展水電和核電，要調整能源結構，把新能源用于國民經濟的發展，這是目前各級政府的當務之急；另外，要大力發展火力發電的中高參數、大容量機組，因為小型燃煤電廠在發電時所需能量要比大容量機組多得多，同時其污染物排放量遠大于大型發電機組，因此關停小型機組、開發大容量發電機組，是電廠節能減排的必要措施。

1 火力發電廠節能評價常用方法

在電廠中可采用多種不同的方法進行節能評估，燃煤電廠常用的節能評估主要有客觀評估和主觀評估等兩種方法，在此基礎上，一般學者都會給出一些常用的評估方法，并對其進行了詳細的分析。如專家評分法、模糊層次分析法、網絡層次分析法、主要成分分析法、灰色關聯分析法、數據包絡分析法等。

主成分分析法。主成分的分析一般是多元統計分析的一個重要組成部分，其應用領域已從單一的多源數據向下進行了全面的降維處理。主成分的分析目標就是從眾多的評估指標或影響因子中，及時選出一些能夠反映這些原始指數信息的重要指標或影響因子。主成分的分析使許多指數都有了某種獨立的線性獨到性。主成份分析具有方便、實用、適用范圍廣泛等特點，其一個重要明顯特征是，通過每個變量或者指數對總體的貢獻來決定每個變量或指數的權重，采用盡可能少的指標盡可能地反映出指標或變量的信息，以客觀賦權指標，簡化指標體系，減少數據冗余，在一定程度上減少這些指標的重疊性。

層次分析法。AHP是美國運籌學專家T.L.Satty在1970年代的模擬大會上首先提出，具有結構化、層次化的特點，適合于求解多目標、多層次問題，一般會分成很多的具體流程步驟：根據評估目的將各項指標按不同的類別進行分類，并根據它其相互關系進行分類，從而形成層次分明的體系；通過對底層與上層單元的相互關系的分析，確定底層單元與上層單元的相對重要程度。完成整體指標系統的對比與相對重要性判定，并將判定結果進行統計，最后可根據底層和高層指標建立一個評判矩陣；通過對判斷矩陣的特征量進行整體性檢驗，得到各指標對目標影響的大小，最后確定各指標的權重。

專家打分法。一般都是經過專家評分來完成問卷調查，做完詳細的檢查后將這些所問的內容填寫進去。如，調查的內容是燃煤電廠的節能減排評估指標并對其進行評分，然后將各指標的得分進行量化分析與量化評估，得到最后的評估結果。專家評分一般用于解決由于政策和人的主觀因素所造成的問題、而不是技術上的問題，特別是在缺乏必要的信息和有關的數據時。

2 火力發電廠設備的能耗問題

鍋爐多次熄火，燃料消耗較大。我國目前的燃煤電廠主要以煤為主，但有些煤礦會向電廠提供虛假的煤炭。這些煤的品質遠達不到發電要求，經常會出現故障，對鍋爐的安全造成很大的影響。若不能盡快修理會存在著巨大的安全隱患，且持續的點火需耗費大量的燃料，投入太多的資金造成巨大的損失，不利于火電廠的發展。

發電廠設備陳舊且老化。很多電廠的發展都以短期投資和利潤為主，沒有長期的發展規劃，他們一般會選擇便宜的鍋爐。雖然在初期購置會減少成本，但這種廉價的裝置耗費太多、產生的電力也很少，也會對環境產生很大的影響。經過一段時間的使用鍋爐就會老化，從而導致鍋爐的磨損，在使用中會出現許多問題，導致資源的浪費。在很多種的狀況發展下，鍋爐的所有裝置都會變得陳舊，而廉價裝置不僅會更快地老化，還會浪費大量的能量。一旦發現了設備的老化影響了日常工作，就需想方設法降低設備的損失，同時也要對其進行定期的維修，否則就會耽誤這些設備的運行。

燃料管理不善，鍋爐運行時間過長。良好的燃油管理可保持裝置的正常運轉，同時也可起到保護環境的作用，但許多電廠并沒有將燃油管理作為一項重要工作，在實際操作中由于燃油原因會有一些問題；長時間的使用會導致設備老化，使鍋爐內產生大量的灰燼和煤渣；長期換熱后排出的煙氣會很多，從而堵塞鍋爐出口造成嚴重的環境污染，影響附近居民的生活。

3 火力發電廠節能減排的實際策略

3.1 對燃煤的品質嚴格把控

火力發電廠的能源是煤炭，造成的污染也是煤燃燒后的SO2。在煤炭燃燒不足時造成的污染大于燃燒，而煤炭燃燒不足與煤炭質量有很大關系。嚴格控制煤炭質量是治理燃煤污染的首要措施，通過對煤炭品質的控制可大大降低電廠用煤成本，增加經濟效益。燃煤電廠中煤炭所占費用約占電廠總投資的八成左右，如不進行大的變革，在煤炭質量上進行大的轉變或改造，煤炭的消耗量將會大大提高，而電能的輸出率則非常低，但也存在著設備壽命大幅度減短的問題，對電力公司的長遠發展不利。在購買煤炭時應選用優質煤炭，并對入爐的煤炭質量進行嚴格控制，可節省煤炭的消耗，對電廠的成本控制將會更好，還能達到節能減排目的。

3.2 優化鍋爐，減少能量損耗

在電廠中大部分采用的是鍋爐設備，常規鍋爐設備對煤炭的燃燒率較低，導致大量煤炭損失。在常規損失范圍內對電力生產的影響是有限的，而常規鍋爐在燃燒過程中存在著大量的不足，要針對性采取措施來預防。

一是鍋爐的隔熱保護。降低鍋爐運行過程中的熱損耗，可在壁面和管子之間添加新型隔熱材料，可大大提高傳熱效果，降低鍋爐溫度自散性并提高鍋爐本身的溫度，保證了鍋爐的熱傳導系數大幅度下降；二是通過對爐渣進行控制，使爐渣在排渣過程中的溫度得到有效控制，防止爐渣在排出時會產生大量的熱量，導致能源的損耗，從而影響到電力的使用；三是要使鍋爐表面清潔，便于鍋爐和其它設備的正常工作，減少不必要的能源消耗。還可調整鍋爐火焰中心，防止火焰中心位置出現偏差而產生的局部溫度，溫度的不均會導致熱量的損失，無法達到最大的效率；四是在不充分燃燒情況下應采取以下措施：增加煤的入爐溫度，充分地將煤粉與空氣混合、減少煤粉細度，鍋爐的燃燒情況，主、副風的混合時間，最后進行優化鍋爐的方法來降低這些能量消耗。

3.3 降低鍋爐燃油使用，提高其傳熱能力

火電廠鍋爐在使用過程中需進行降溫、降壓，這在鍋爐的維修與使用中起著非常重要的作用；要隨時關注鍋爐的運轉并適當降低燃料的消耗，既節省了燃料、又能作為設備的保養；將熱量轉化為電能，熱能的轉換非常關鍵，在鍋爐的內壁上要采用具有較高熱量的物料，這對整個裝置的整體調整有很大幫助。

提高電廠的運行效率，增加其轉換內功的效率，降低其內部損耗，通常使用透平機將蒸汽的熱量轉化為動能。然而，在渦輪中的蒸汽流動會在噴嘴與槳葉間形成摩擦，而葉片上經常會有漏氣等原因，使得汽輪機在進行汽能轉換時只能將一部分可利用的焓降轉換為內功，從而導致汽輪機的內耗。所以在電廠機組運行中，如何提高機組運行效率是做好節能降耗工作的一項重要工作。在實踐中可采取如下措施來改進：當蒸氣流經動葉柵時其相對速度可提高；通過采用漸縮葉片等方法降低葉柵出口壁的厚度，從而大大降低葉柵內因摩擦而產生的動能損失，有利于降低這些火電廠的鍋爐燃油使用情況。

3.4 做好日常監督管理工作

由于能源的浪費和產生的大量污染源，其中既有客觀原因也有很大一部分是人為，所以須加強日常監管以減少生產中的能耗。

加強節能減排意識，在平時的工作當中要把節能減排觀念樹立起來，須在日常工作中加大對員工的培訓和宣傳力度，讓值班人員在節能減排方面發揮自己的主動性，積極探索節能減排的經驗，提高運行的技能；在機組運行中往往因其動態特性導致了數據的變化，因此要時刻關注和調整機組運行情況，通過比較機電的耗煤量發現問題所在，采取相應的對策，使影響在可控的范圍之內，從而有針對性地做出反應。

在監管期間，要加大火電廠單位的監督力度，按照國家有關標準和行業標準，進行大規模的能源計量管理，然后再嚴格區分供熱和非生產用電；對設備的維修須建立健全的維修制度，并對各種維修標準進行規范，以保證設備的高質量運行，保證設備在生產中處于最佳的運行狀態，防止因設備故障而影響到供電公司的供電。設備的失效還會對能耗產生一定影響，不能充分發揮節能減排的思想，對實現節能減排的目的也不利。在購買煤炭時須選用優質煤炭，進一步增強采購前、采購中和采購后的監管，防止煤炭在源頭出現質量問題，從而達到節能減排目的。

4 結語

由于能源日益匱乏、能源短缺成為全球面臨的問題，目前燃煤電廠的節能減排問題已成為普遍關心的課題，其面臨的問題也十分嚴重。在節能減排工作中國家必須對電廠進行宏觀、合理的規劃與調整，管理部門要做好電廠各環節的管理控制。未來要想在面臨能源緊缺的形勢下實現可持續發展，須加大對環境的監管力度。