淺析火力發電企業的節能減排技術

興義市上乘發電有限公司 陳文兵

1 引言

近年來，我國總能源產量維持在30億t 以上，煤炭就接近22億t 左右，比例達到了一半以上。與之進行對比，其他能源產量就顯得十分稀少，還沒有達到煤炭產量的一半[1]。與此相對應的是，就每年我國能源消耗數量來看，煤炭的消耗的比例就占據了1/2。

我國大力倡導產業升級，火力發電行業就是其中一種。目前而言，火力發電行業大多都處于升級的重要時刻，在現在環保形勢的需求下，火力發電公司要秉持產業需求為發展方向，朝著下游慢慢發展。根據有關機構統計：在現在這個階段，我國擁有的火力發電體系屬于上升期，并將不斷成熟。與此對應，火力發電單位的裝機容量數據占據一半以上[2]。

伴隨產業升級的步伐，不斷提高的發展速度，產業結構變得越來越科學、合理，此外，改造完成以后，電力需求也會得到明顯的提高。火力發電單位始終屬于保障經濟增長的重要利器，可面對新形勢的變化，傳統火力發電單位已經不能夠適應現代持續發展的要求，社會需要的發電形式已經轉變為清潔高效，這也成為發電單位努力的奮斗方向。但當前的新型能源發電面臨極大的突破困境。但能夠預料的是，在未來，火力發電行業的運營方向是用產業需求來引導的，高效、清潔會成為未來發電的主要形式。

2 火力發電企業節能減排存在的問題

2.1 盈利能力低

火力發電產業屬于高盈利產業，企業的日現金流相對較好，而對典型的火力發電企業——A 熱電廠近三年的現金流進行探究，可以發現，其營業收入、凈利潤、銷售收入等數據都是非常可觀的，無論是投資現金流、融資現金流，還是運營現金流，金額都非常巨大。但對其經營成本數據進行分析，發現A 熱電廠的成本普遍較高，且基本在研發成本、銷售成本方面，但其在成本高、產量大的情況下，污染指標依然可以達標[3]。A 熱電廠的總收入一直位于較高位置，對其2018～2021年數據進行對比，可以發現其財報數據在2020年開始下降，總體營收在逐漸下滑，現金流也因此遭到一定程度的破壞，本質原因就在于投入高成本在環保方，而環保投入的盈利能力轉換周期緩慢，變現預期降低。

研究其負債情況可知，其資產負債率適中，基本穩定在50%，而其他類型的發電單位壓力小，負債率不高。我國現在對發電業出現了新的準入門檻，越來越多的新能源被開發，讓發電產業能夠有更多的選擇。因為火力發電單位有了更多的發電形式，也產生了產能過剩問題的[4]。在這樣的狀態下，火力發電單位投資規模減小，資金降低，現金流變小數，造成償還債務力度提高，增加規模條件受到嚴格限制，在將來容易面臨盈利下降的問題。

2.2 環保意識不到位

在發電行業中，很多企業依然持有“GDP 至上”的觀點，將提高產值作為企業發展的第一要義。并且，由于國家當前處于高速發展階段，在對相關人員的審核、監督等方面還存在一定的不足，無法兼顧能源環保[5]。

此外，部分地區為實現招商引資目的，實施了許多財政優惠方針，雖然這些措施也為地方帶來了許多投資，可是對節能減排的要求卻沒有同步明確。就實際情況而言，如果地方的節能減排認知比較薄弱，便會存在“重經濟，輕節能”的發展問題，為進一步維持地方平穩發展，貼合國家環保發展的理念，所以地方單位要從根本上認識節能減排的關鍵意義，并能夠制訂適合地區發展的計劃。

2.3 落后產能淘汰工作進展

小型火電企業正在被逐步淘汰，而大型火力發電企業則穩健向前發展。其屬于高耗能產業，在發展期間，對企業進行節能改造是非常必要的，且其落后產能淘汰工作進展順利，而縱觀水泥產業、有色金屬產業、鋼鐵行業等與火電行業類似的高污染高耗能產業淘汰進度可知，其相比于火電行業，落后產能的淘汰工作進展相對緩慢。大部分行業的落后產能并未被徹底清除。

3 火力發電企業的節能減排技術探析

3.1 優化能源燃燒效率

第一，提升電煤質量。火力發電的投入費用里面，燃燒費用就占據了較大比例。所以需要設計燃料煤的種類，減少損耗，這樣不但能夠讓燃料能夠提高轉換效益，還能夠對固定設備降低損耗，實現用電量減少、提高使用年限。可如果設計出不合理的煤種，就容易導致損耗更多的燃料，磨損設備的情況加重等狀況發生，阻止增強燃燒效率。所以想提升火力發電效益，就需要設計出合理的燃用煤種，在可以實現安全運作的前提下，再讓燃料得到充分燃燒，只有如此，才能夠減少損耗能量與污染。減少排放成本，成本得到降低，并能夠降低對環境的破壞，推動環境和相關企業的共同發展。

第二，對煤配進行升級，達到燃煤高效。受限于鍋爐技術，燃煤大多數的硫量并不高，而火焰點高，揮發性強、單位熱量高。而達到要求的煤大多數所需要的花費是比較高的，導致采購的壓力過大。為了處理成本大的問題，太原第二熱電廠對此進行了多次研究，最終通過摻燒燃煤的方式取得了重大突破。也就是對許多不同類別的煤炭進行篩選，經過多種程序以后，再借助科學配比的方式用來燃燒，可以對成本進行有效管控。煤配與摻燒技術對比，結合燃煤、鍋爐、煤種狀態，嚴格篩選與科學配比。煤配更加科學地解決好發熱量差異、揮發性、灰分狀況，進而讓燃料能夠得到完全燃燒，與鍋爐燃燒匹配，更能較好利用。

3.2 優化設備的工作效率

提升鍋爐效率，需要考慮的內容包括：需要對燃燒空氣展開升溫處置，例如要增加換熱的面積、減小預熱器的漏氣量；讓燃料得到充分燃燒，通過調節煤粉的空氣比例與顆粒大小、對剩余灰渣的含碳量進行管控等；降低由于煙氣導致的熱能排放，對鍋爐的煙氣排放溫度進行調節等；讓鍋爐能夠提高傳熱能力，通過使用吹灰器來對受熱面進行清理、讓落灰與結焦降低；讓鍋爐散熱得到降低，利用好隔熱保溫物質等。

增強汽輪機的效率。在火力發電的程序里面，比較關鍵的一個環節就是汽輪機組的輔助設備與主體，其功能是轉化氣態水能量的熱能，轉向動能。近段時間以來，在市面上的場上汽輪機，總體的運轉效能與質量都在不斷提升，可是在損耗能量方面，依然不能防止產生能量損耗。

引發汽輪機本體能耗的因素有三個方面，第一個原因是來自流通環節，由于機體的動靜葉片、蒸汽的流動方與噴嘴方向產生了偏差；第二個原因是來自汽封裝置未進行嚴密封閉；第三原因是來自進氣環節，由于在進氣途中會發生能量損耗，激蕩的氣流、轉子的節流與摩擦等因素引起的。能夠借助某些手段來降低損耗。例如，定期檢修汽輪機、借助三維技術、對汽封裝置進行改造、對流通裝置線條進行調整等。

3.3 擴大發電機組的規模效應

結合太原第二熱電廠的經驗，擴大生產規模可對成本進行減小，在單位時間內取得的效能更高，燃料能夠得到更充分的燃燒，減少原料浪費，環保節能的標準更加高。所以推行太原第二熱電廠火力發電經驗，淘汰小容量的機組的趨勢是勢不可擋的，在目前，引進國外先進水平的大容量、高參數的機組是在現有技術時所支持的節能手段最有效的。

不同裝機容量的火力發電機組能耗參數詳見表1，壓力位于15～30MPa 階段，溫度在555～595℃，主蒸汽壓力每提高1MPa，就可以實現發電機組熱耗率減小在0.15%～1.13%。當主蒸汽溫度每提高20℃，發電設備的機組熱耗率會減少0.29%～0.39%。如果發電機組蒸汽在參數一致的情況下，蒸汽機的二次再熱溫度每提高10℃，機組熱耗率則會降低0.18%～0.28%。火力發電機組裝機含量的不同，其所對應的耗能指標也是存在差異的，在表中可以看到，A 熱電廠使用的火力發電機是高參數、大容量的，在節能減排中起到了重要作用。

表1 不同裝機容量的火力發電機組能耗參數

3.4 擴大發電技術的范圍效應

在不斷創新清潔煤發電中，該項技術的使用與投入都反饋了不錯的成效。在現在提倡環保節能的發展環境下，煤炭的燃燒效果與成分是企業選擇的重要考慮因素。發電產業有了新的挑戰，造成清潔煤在將來會演變為火力發電的重要來源。而普及循環發電技術，不但能夠實現節能減排的目的，也能夠提高燃燒效率，做到真正意義上的減排環保，達到環保發電。清潔煤發電技術參數比較分析詳見表2。

表2 清潔煤發電技術參數比較分析

由表2可知，IGCC 發電技術的效果最好，而從中導致的污染因素又比較小，在將來能夠預料的污染中也是極小的，在上面這幾種常見發電技術里面，是綜合得分最高的。IGCC 技術是借助石油、煤炭發電中通過機械氣化再形成合成氣體，將合成氣體放入聯合循環機械中發電，打破了單一能源物質燃燒效率有受限的狀況，混合多種能源物質氣體，由物質間展開組合來能增強燃燒效率，是當下最為流行的發電方式，也是環保發電的重要部分。

4 結語

隨社會發展的變化，各行各業都得到了大力發展。而對環境產生影響的各種因素逐漸體現出來。在內外部多重影響之下，火力發電企業向著環保方向發展是大勢所趨，同時也是社會關注的重心。把節能減排工作做好能夠成為企業長期穩定、科學發展的關鍵要素。做好節能減排工作并不容易，需要在做好多次客觀科學的數據對比研究的前提下，完全理解節能減排的意義、要求與作用，制定企業發展規劃，并能夠做到遵守決策和程序，找到在管理節能減排途中發現的問題與不足，并從中找到改善的方式，改變過去的管理模式，火力發電單位的節能減排管理方略才可以得到實現，讓企業的產業升級更進一步。