火電廠熱力系統節能減排的措施分析

山東華電節能技術有限公司 岳建楠

火力發電屬于常見的發電形式，火電廠的歷史非常悠久，發展階段存在許多問題，由此限制火電廠發展，對此必須優化，唯有著重優化熱動系統方可保證火力發電穩定進行。優化熱動系統即實現節能降耗，由于火力發電階段對資源的耗損巨大，若無法科學使用燃燒資源，則會引起資源浪費，形成的CO2與SO2將污染空氣。

經濟繁榮發展環境下，若想從本質上提高火電廠生產安全可靠性與生產效率，促進火電廠熱動結構節能降耗就是最有效的手段，這樣既可提高生態環保效果，還符合節能降耗要求，促使火電廠邁向長遠發展之路，從根源上防止環境問題。就人均能耗來說，相較于發達國家中國還有較大的進步空間，必須對火電廠熱動結構做好節能降耗措施。由此，文章著重介紹了熱動結構節能降耗的必要性，且提出了推動火電廠熱動結構節能降耗的有效策略。

1 熱動結構節能降耗的必要性

火電廠內熱動系統具有關鍵作用，但其在節能方面有許多問題，原來的熱動系統未考量節能環保這一概念，所以熱動系統的轉變對經濟的長遠發展具有重要作用。

屬于經濟長遠發展的需要。火電廠生產階段要考量經濟的長遠發展問題，熱動結構運行過程要盡可能節能，由于資源比較局限，需要增強熱動系統功能，妥善解決環境和經濟問題，使環境和經濟統一發展，削減可污染物的使用，為火電廠發展奠定堅實基礎。

減少企業生產費用。發電廠的收益和成本是緊密聯系的，若熱動結構在供能環節采用的可燃物無法徹底使用，則在相同熱量狀態下的發電量會有明顯區別，如此會浪費資源，增多企業生產費用[1]。所以，若對熱動結構做好節能降耗工作，企業發電費用將有明顯削減、增多收益，如此可保護可燃物，由于火電廠生產環節的可燃物屬于不可再生資源，若不科學使用將引起資源枯竭，嚴重阻礙人類社會持續發展。

生態環保需求。高污染、高排出、高能耗屬于火電廠熱動結構的主要特征，具體生產階段會加劇氣體污染問題，形成多項污染以及嚴重的生態問題。為使熱動結構處于生態、環保、穩定的環境下運轉，就需對熱動結構加強節能化創新，采取先進的節能減排方法削減不良污染的出現，提升系統運轉效率，由此保證熱動結構節能減排工作，創造一個綠色、安全的氛圍[2]。火電廠附近環境經對熱動結構的節能改造和完善，不會受到嚴重影響，進一步減小了生態壓力，令生態污染指標更滿足標準規定，這對提高熱動系統運轉的環境價值和經濟收益最大化十分有利。

2 鍋爐汽輪機結構發電綠色節能方面的不足

廢氣排出現象。火電廠中鍋爐汽輪機結構運轉環節燃燒煤炭將排出許多廢氣，廢氣內包含SO2。一般火電廠中鍋爐汽輪機結構將在排廢氣過程提高其溫度，由此避免廢氣內的SO2損壞火電生產裝置，通常溫度均達到100℃，高溫排出廢氣將減小火電廠使用煤炭的效率，增多了煤炭資源的耗費。

廢渣排出現象。火電廠中鍋爐汽輪機運轉環節，燃燒煤炭既會形成SO2、CO2等污染成分，還將形成許多固態廢渣。若未及時、高效治理廢渣，將下降鍋爐汽輪機運轉效率，引起許多熱損耗，耗費煤炭資源[3]。而且廢渣會引起許多灰塵，嚴重影響火電廠附近的生態自然與居民的日常生活。

CO2氣體排出現象。火電廠中鍋爐汽輪機運轉環節會燃燒許多煤炭資源，由此排出CO2氣體。就火電廠生產環節來說，生產過程所耗損的煤炭在燃燒時形成的CO2氣體是造成全球溫度上升的關鍵因素[4]。全球變暖情況會引起極地區域冰川熔化、升高海平面，極大威脅著沿海區域居民與生態自然的安全及發展。

SO2氣體排出現象。火電廠中鍋爐汽輪機運轉環節主要燃燒煤炭。煤炭中包含一些硫成分，但火電生產階段會燃燒許多煤炭資源，由此將排出許多SO2，如此會引起生態環境的不斷惡化，SO2氣體進到人類生活范圍的上方云層將引起酸雨并腐蝕建筑結構，影響構筑物安全性，影響農作物以及生態自然穩定性，酸雨流進地表與地下水源里將造成水源變質與土壤貧瘠。

3 火電廠熱動結構節能降耗策略

3.1 加強節能控制

在響應政府節能降耗政策時，火電廠中這項工作既要基于技術工作也要職工大力配合。針對管理層的員工而言，需系統掌握節能降耗政策，設立節能管理中心進而監督火電廠降耗工作。企業在部署各項任務上要重視節能降耗，著重檢測節能降耗工作[5]。另外火電廠全體職工要發揮表率作用，就算在日常工作生活中，整個企業均要保持環保氛圍，將節能環保思想牢記心里，而且積極組織職工參與節能減排活動，由此增強他們的節能思想，使之自覺融入環保的大隊伍。

3.2 加強燃料控制

節能降耗過程要注重節約成本。將節能降耗思想融入工作的方方面面。采購材料時，必須根據機組的實際運行情況再精準研究燃料的類型與成本，從而選取最好燃料。企業盡量選取誠信度較高的供貨商，且與之維持長久合作的供貨關系，如此就能削減成本投資。另外，能采用配煤摻燒形式應用燃燒，不同燃料的配比不一樣，職工要先計量煤炭配比，并根據燃料差異分成不同檔案。經嚴格控制燃料，提升燃料使用率，進而削減能源耗費。

3.3 使用鍋爐排出的高溫污水

火電廠鍋爐運轉階段常會產生許多水分蒸發量，針對水離子改變的情況，員工需要及早防范，防止導致濃度出現濃縮，所以保證排污量多項指標在穩定供電環節十分關鍵。供電排污時，會由于出現高溫污水而失去許多熱量，且引起了巨大的水資源耗費情況。因此需注重火電廠熱動結構節能降耗，由此必須回收使用高溫污水，以防范水資源浪費現象，最終科學化、規范化利用水資源。

3.4 鍋爐機組的科學選型

3.4.1 選用合適的排煙氣溫

選取排煙氣溫時要系統考慮多種指標，如鍋爐運轉效率、金屬耗損量、氣體預熱設備低溫腐蝕作用等，精確研究溫度的干擾；如果排煙氣溫降低10℃，鍋爐運轉效率將上升0.5%。當前，伴隨電力行業的繁榮發展，節能思想逐漸深入人心，減小排煙氣溫已是主要發展趨勢。盡管排煙氣溫的下降將腐蝕發電過程的下游機組，但在主動減小排煙氣溫的基礎上，經改進氣體預熱設備與煙囪抗腐層的原料挑選，能有效避免冷凝酸霧干擾機組。所以采用先進的方法下降排煙氣溫，既不會腐蝕機組、還將大大提升鍋爐運轉效率，減少機組單位生產煤耗。

3.4.2 科學選擇鍋爐型號

當前國內高參數鍋爐根據鍋爐燃燒方式與燃燒器的分布，分成對沖旋流燃燒形式、塔式切圓燃燒形式與多重分級燃燒形式。而塔式切圓燃燒形式在實際使用中可防止煙溫差效應作用，具備很高的穩定性，內部氣體動力場的結構比較簡單，但塔式切圓燃燒形式在燃燒時會過度依靠單一燃燒器而阻礙運行，從而限制內部氣體動力場的混合性能。對此，鍋爐規模將逐漸大型化，加大單一燃燒設備熱荷載，嚴格管理鍋爐綜合燃燒強度。而且塔式切圓燃燒形式將在燃燒室頂部分布鍋爐受熱面，消除“U”型管疏水堵塞與煙氣拐角情況，而且在燃燒強度很高的基礎上可更好管控和調整煙溫差。一般把塔式切圓鍋爐的分布模式用在風扇磨煤機運轉鍋爐時，具有很強的適用性，這種方式已被普遍用于歐洲國家。

此外，切圓燃燒形式存在較強的氣體動力場混合功能，在具體使用中可提高鍋爐運轉效率，加速廢氣排出，但該方式的控制結構運轉困難，實際操作中會產生誤差，引起煙溫差情況。但壁溫設計時高參數鍋爐選擇的材料余量很小，所以采取切圓燃燒形式時將限制煙溫差管理。

3.4.3 科學規劃BCP 泵

目前許多超臨界鍋爐均配置了啟動循環泵結構，目的是在開啟鍋爐時采集熱量和工質，加速開啟速度，但系統搭配通常會帶來一系列問題。如：當進口機組供貨緩慢時，循環泵結構沒有到貨而新建設備將要投產；循環泵運維管理比較復雜，修理成本與故障率很高；投資高且系統繁瑣。為處理這些問題，能夠把汽機與鍋爐視為整體，即把消除啟動循環泵結構，采用原疏水擴容結構的疏水泵把疏水排進除氧器，進而采集大量熱量和工質。

3.5 改進鍋爐輔機節能方式

鍋爐輔機影響到鍋爐運轉效率。電廠建造期間，因鍋爐與輔機等承包者與設計單位通常不屬于同個單位，所以電廠鍋爐規劃方面針對主體質量指標非常重視，但極易忽略鍋爐輔機，輔機設計與加工商往往按照單機標準展開設計并加工，但忽視了整個電廠鍋爐轉動過程的節能減排，所以許多電廠鍋爐節能減排效果較差。對此須系統分析鍋爐輔機本身的節能減排指標，并考慮其對整個鍋爐機組節能減排的影響。如，科學挑選配風機，如此方可保障風機高效穩定運轉；確保出入口管道規劃及加工與風機結構規定相符，避免渦流損失；仔細調控風機葉輪，將調速技術用于風機中，由此提高風機轉動效率；進一步健全煤粉制備結構，提高整個鍋爐工作效率；提高磨煤機效率；改善制粉結構，確保煤粉均勻性，檢測制粉結構，找到最好制粉方法。

3.6 減小補水率

經研究發現，限制機組補水率最根本的原因在于熱動結構的管道與閥門泄露，所以在機組運轉環節要檢測機組內的系統管道與閥門，針對異常運轉的閥門要詳細登記，依靠機組停運做好修理與更換工作，針對選型不當的閥門與布局不規范的閥門、管道采取優化措施，且及時調整。改進檢修方法，針對管道、閥門銜接位置是否有質量問題，需做好檢修后的質檢任務。科學調節加熱器運轉形式，以降低每個加熱器的能耗。機組正常運行后應當投入加氧運轉。閉上每個加熱設備的啟動排氣與持續排氣門，定時對每個加熱設備采取持續排氣措施，在確保汽水采樣質量的同時，適當調小采樣手動門且定時檢測。

3.7 減少煤耗量

火電廠中鍋爐機組余熱回收涉及兩點：余熱回收與排廢水回收。節能器是獨特的熱力交換設備，可充分使用機組余熱，設置的低壓省煤器可經過并串聯形式獲得良好的減排效果。鍋爐排廢水余熱回收選擇多級別排污裝置，可充分回收蒸汽熱量，明顯節約了燃煤量。另外，受新能源與核電迅速發展的影響，國內能源結構迅速調整完善，淘汰陳舊產能、控制增量，國家嚴格管理煤電建設規模，妥善處理過剩產能，制定煤電新建風險預警制度，推動煤電健康穩定發展。

3.8 利用變頻方式

火電廠中鍋爐運轉需要搭配風機與水泵，方可形成完善的系統結構。實際運行環節要確保整個系統最完善，必須根據生產狀況調控機組參數。鍋爐定速轉動要搭配風機與水泵等，如，火電廠生產過程能在風機口安裝擋板、經調整角度控制風量，但該措施間接性下降風機效率、引起能耗。

3.9 減少汽耗量

導致汽輪發電裝置汽耗高的根本原因在于近期參數檢測儀器不精準，射水池溫度偏高，熱電廠生產規定射水池的水溫要保持在35℃之下，若溫度超標將下降射水抽氣器運行效果，從而減小凝汽器真空水平。另外熱水井水位偏高，汽輪機真空一般是因為許多蒸汽進到凝汽器迅速冷卻產生的，該過程要基于銅管內的循環水進行熱轉換，若凝汽器熱水井水位偏高將會淹沒展開熱轉換的銅管，縮減熱轉換的有效面積，減小凝汽器當中的真空，制約發電汽耗量。

綜上，現今火電依舊是我國供應電能的主要形式，并朝著更環保、更節能的趨勢發展。節能降耗既能節約成本投資還可增加經濟效益，具有顯著社會價值。電力公司必須結合實際情況制定可行的節能計劃，令火電取得長遠發展。