淺談火力發電廠的節能減排管理與實際應用

孔祥隆 姜宇鶴 陳承寶

華電章丘發電有限公司 山東 濟南 250200

引言

我國的能源消費在國家總能源消費中占有相當大的比重，這意味著我國高度依賴能源供應來滿足國內工業﹑商業和生活等各個領域的需求。我國燃煤發電所需的煤炭占到了總能源消費的50%，這意味著我國在發電方面過于依賴煤炭這種高碳能源。為了應對這些問題，必須采取行動來改善燃煤發電的能源效率和減少其對環境的不利影響。這也與全球范圍內的可持續能源轉型和減排努力密切相關[1]。

1 火力發電廠宏觀規劃對節能減排的意義

火力發電廠宏觀規劃在節能減排方面具有重要的意義。火力發電是通過燃燒化石燃料來產生電力，而火力發電廠的運營直接涉及能源消耗和排放污染物，因此，對火力發電廠進行宏觀規劃可以有助于以下方面的節能減排。

1.1 提高能源效率

宏觀規劃可以促使火力發電廠采用最新的﹑更高效的技術和設備，以減少每單位電力產生所需的燃料消耗。這有助于節約能源資源，減少碳排放。

1.2 優化燃料選擇

規劃可以考慮當地可用的能源資源，鼓勵使用更清潔﹑更可持續的燃料，如天然氣或可再生能源，以減少對高碳燃料的依賴，降低二氧化碳排放。

1.3 減少排放

宏觀規劃可以推動火力發電廠采取措施減少大氣污染物的排放，包括二氧化硫﹑氮氧化物和顆粒物等。這有助于改善空氣質量，保護環境和人類健康。

1.4 推動碳捕捉和儲存技術

宏觀規劃可以考慮支持碳捕捉和儲存（CCS）技術的研發和應用，這有助于將二氧化碳排放從火力發電廠中捕捉并安全地儲存，減少溫室氣體的釋放。

綜上，火力發電廠宏觀規劃是一種綜合性的管理方法，可以在節能減排方面發揮重要作用，推動火力發電行業向更可持續和環保的方向發展。這有助于應對氣候變化挑戰，保護環境，提高能源效率，同時也有助于確保能源供應的可靠性和可持續性。

2 火電廠集控運行過程中的典型能耗問題與解決對策

2.1 過熱汽溫系統控制問題及其解決對策

在對火電廠過熱汽溫系統進行調節與控制時，技術人員要對空氣系數進行適當的調節，使煤水比例合理，從而保證汽溫系統的運行達到最佳，保證節能效果。然而，在實際操作中，煤水比偏差是一個極易出現的問題，它不但會引起蒸汽溫度系統過熱，還會影響到整個鍋爐的正常運行，從而影響鍋爐的穩定運行[2]。所以，在控制汽溫系統時，技術人員必須要有較強的應變能力，并且要不斷地提高自己的技術水平，一旦汽溫系統出現過熱問題，就必須要及時采取措施，利用直流爐來合理地調節煤水比例，從而保證其運行效果。

此外，由于蒸汽溫度控制系統的結構不合理，也會造成蒸汽溫度過高，嚴重時會造成機組的停機。但是，經過對蒸汽溫度系統的分析和研究，發現蒸汽溫度系統的結構問題主要是由于設計不合理﹑生產過程中存在的缺陷﹑技術參數不達標等因素造成的。為了防止這一現象的發生，必須在蒸汽溫度系統的設計﹑制造及使用時，嚴格遵守有關規定，不能有絲毫的疏忽。

2.2 再熱汽溫系統的控制問題及其解決對策

與過熱空氣溫度控制相比，再熱空氣溫度控制更加困難，也更加復雜。就目前而言，大多數的火力發電廠因為自身能力的限制，對這種控制技術的投資并不大，只是采用了一些簡單的辦法，比如降低水溫和水分，來控制整個系統的溫度。盡管這種調節方式能夠在某種程度上滿足火力發電廠的實際需要，但若繼續采用此種調節方式，則會加快設備的損耗，從而影響火力發電廠的長期運行[3]。經過長期的實踐與研究發現，采用搖擺燃燒器，可以使再熱蒸汽溫度系統得到有效的調節。

2.3 主汽壓力系統的管控問題及其解決對策

就當前的狀況而言，許多火電廠仍需借助主蒸汽壓力計算公式對主蒸汽壓力系統進行管理和控制，該公式非常適合當前國內火電行業的實際需求，而且總體上的學習和操作難度也相對較低。由于上述優點，目前仍被國內大部分火力發電廠所采用。但在實際應用中，仍有部分火電廠的控制效果不佳，無法實現能量的有效平衡，這必然會造成火電廠能源消耗無法控制，從而使火電廠的運行成本上升，也不利于當前時代的節能環保目標的實現。

因此，在實際控制主蒸汽壓力時，火電廠在利用主蒸汽壓力計算公式計算完后，最好再利用能量平衡公式進行一次計算。這樣就可以保證在保證主汽壓力滿足火電廠運行標準的前提下，保證能量平衡，從而獲得較好的節能效果，進一步提高火電廠運行的經濟效益。

3 火電廠集控運行節能降耗技術的有關策略

3.1 生產方面的節能降耗措施

以集控運行工作的特征為基礎[4]：①一定要制定出與之相適應的節能管控制度，有效地對工作人員的操作行為進行規范，讓工作人員的責任意識得到加強，從而推動集控運行工作的順利實施。②對員工進行技能培訓，使員工對集中控制操作的標準和規范有了更深刻的了解，并制訂了相關的培訓計劃和培訓內容，提高集中控制工作的質量和效率。③對機器設備進行維修和管理，使機器設備維修管理的內容更加清晰；④組織人員定期對裝備進行檢測，發現裝備中出現的問題，并采取相應的措施加以解決，避免出現能量消耗異常，保證裝備的安全穩定運轉。

3.2 降低廠用電率

在工作中，除了火電廠必要的發電機組之外，還會使用到大量的輔助設備，而這些輔助設備在運行時也會消耗大量的能量，所以，集控運行節能管理要從輔助設備著手，將節能減排的政策落實到實際當中。具體的操作步驟是[5]：①通過加強對變頻技術的運用，對相應的設備進行改造，從而減少設備對于能源的消耗；②對火力發電廠的照明系統進行優化，采用一些節能的裝置，對照明系統的運行周期進行合理的控制；③針對通風塔中冷卻器的工況，對其操作進行合理的調節；④按照火力發電廠的生產負荷，對輔機設備進行合理的利用，在不影響正常生產的情況下，對一些輔機設備進行合理的關停，減少輔機設備的能耗。

3.3 降低工質損失

在火力發電廠的集中控制中，品質控制是最基本的，只有強化品質控制，才能有效地減少機組的能耗。為提高火力發電廠集中控制系統的運行質量，必須做好三項工作[6-7]。①做好疏水層的收集工作，在氣溫偏低的情況下，采用加熱器將疏水層向外排出，以避免低溫腐蝕，從而有效地提高系統的補水效率，達到最優控制效果。②操作人員要注意對鍋爐受熱面的處理，要經常對其進行清洗，以提高導熱效果。此外，也可采用疏水回收措施，降低因吹灰疏水而造成的工質損耗，但在實施該措施前，需對水質進行檢驗，確認水質合格后，方可用于后續系統運行。③員工應對疏水空氣容器的疏水管路進行徹底的檢查，尤其是管路的密封，以免因檢查錯誤而使大量的水蒸氣流入管路，造成能源的巨大浪費。一旦出現泄漏現象，管理者必須及時報告處理情況，清洗蒸汽設備，保證整體的導熱系數在正常范圍內。

3.4 汽輪機組采用的技術舉措

3.4.1 確保汽輪機的質量與氣密性。管理者應該對汽輪機組分進行周期性的試驗，以此來檢驗機組的氣密性。在這個過程中，維修人員除了要檢查和維修汽輪機外，還要檢查其他的軸密封系統，強化對凝結水的濃度和溫度的控制，并通過間隙調節和汽封來減少汽輪機中的蒸汽泄漏[8]。

3.4.2 優化汽輪機的啟停環節。在汽輪機起動前，為了提高汽缸溫度，必須先對汽缸進行預熱，這將導致大量熱能的浪費。因此，在對汽輪機進行檢修的時候，在停工的時候，工作人員要嚴格按照規定對汽輪機進行檢修，尤其是要對生產過程中出現的安全問題進行全面的排查，這樣才能將汽輪機的壽命延長，減少能源的損耗和浪費。

3.4.3 做好對鍋爐給水溫度的控制。鍋爐的給水溫度對全流程的能源消耗有直接的影響，若給水溫度過低，則會造成回熱風壓過低，從而影響到機組的正常運行。更因為這方面的原因，會造成鍋爐廢氣的高溫，帶走大量的熱能，造成熱能的損耗。所以，在實際操作中，要提高加熱爐的出力，對常規的控制系統進行優化，以保證加熱爐的水溫。

3.5 鍋爐生產環節采取的技術舉措

3.5.1 降低鍋爐排煙熱損失。煙氣是鍋爐運行中最主要的一種熱能損耗，故可采取以下幾種方法[9]：①調節煙氣流速，降低煙氣溫度。②對鍋爐系統中的漏風速率進行合理的控制。③以保證鍋爐中無焦炭為前提，盡量保證鍋爐中的燃料在氧氣含量較少的情況下進行燃燒。④加強對加熱表面的吹灰作業，保證加熱表面干凈。⑤排氣溫度由鍋爐中的溫控監視裝置進行控制。

3.5.2 減少再熱器減溫水的用量。可以通過提升機組的熱效率方法來實現節能減排的目的，適當增加蒸汽的解溫水量，合理控制高壓缸的做功情況。

3.5.3 加強鍋爐燃燒的調整。火力發電廠對鍋爐進行調節時，必須保持一定的空氣系數，而在實際工作中，因燃料不完全燃燒，造成了較大的熱量損耗。這就需要[10-11]進行以下操作：①操作人員對全爐的燃燒條件進行科學﹑合理的調節，以保證爐膛中的燃油充分燃燒。②在實際的燃燒室中，操作人員應加大對爐膛中煤粉粒度的檢查力度，并保證爐膛中煤粉粒度達到規范要求，保證爐膛中的燃油得到充分的燃燒。③也可通過不同煤種的混配方式提高燃燒效果，將燃燒時的能量消耗降到最低。

3.5.4 減少助燃油的損失。減少助燃油損失的方法主要有兩個：一是工作人員通過提升對設備的維修管理，盡量解決由于煤質差而導致的燃燒需要較多助燃油的問題；二是更換油槍也可以減少助燃油的用量，因為油槍通常是根據鍋爐內負荷的1/3來判定的，更換成小油槍可以減少損失。

4 結束語

綜上所述，探究火力發電廠的節能減排管理措施極具現實價值和意義。火力發電廠管理者要全面了解節能減排的積極優勢及價值，立足火力發電廠中的煤炭能源，積極采取有效措施，降低火力發電廠生產及運行期間造成的能源消耗，適時調整發電措施，統籌調配各項資源，加強生產﹑運行等各環節的監管力度，多維度實現火力發電廠的節能減排，促進火力發電廠在生產及經營期間獲得最大化的經濟效益，實現穩定可持續發展。