330 MW 超臨界火電機組節(jié)能降耗措施分析

張進超

（華能八〇三熱電有限公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化和電力行業(yè)的深刻變革，風(fēng)光水火儲能等多元化能源形式正逐步構(gòu)建起協(xié)同發(fā)展的新型電力體系。在這一背景下，電力市場改革的步伐日益加快，市場電價機制的推行不斷加速，傳統(tǒng)的計劃電量分配模式正逐步向市場化交易模式轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變意味著發(fā)電企業(yè)將面臨更為激烈的市場競爭，節(jié)能降耗、降低發(fā)電成本、提升機組運行效率成為發(fā)電企業(yè)贏得市場競爭的關(guān)鍵所在。特別是對于330 MW 超臨界火電機組而言，其作為當(dāng)前電力行業(yè)的重要組成部分，探討和實施有效的節(jié)能降耗措施不僅關(guān)乎企業(yè)的經(jīng)濟效益，更是對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的積極響應(yīng)。

1 加強鍋爐生產(chǎn)階段的技術(shù)控制

1.1 降低鍋爐排煙的熱損耗

火電廠存在嚴(yán)重?zé)釗p耗的環(huán)節(jié)就是鍋爐排煙階段，熱損耗的形成也很大程度上取決于排煙溫度這一項因素。在330 MW 超臨界火電機組中，煤耗的優(yōu)化和控制不僅直接關(guān)系到機組的經(jīng)濟效益，還深刻影響著其環(huán)保性能。為了降低煤耗，火電機組在多個層面上進行了技術(shù)革新和管理提升。燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化是關(guān)鍵一環(huán)，通過改進燃燒器的設(shè)計和布置，可以確保煤粉在爐膛內(nèi)更加充分、均勻地燃燒，從而大大提高燃燒效率，減少不完全燃燒造成的能源損失。此外，鍋爐熱效率的提升也至關(guān)重要，包括加強鍋爐的保溫措施、改善密封性能等，以減少散熱損失和漏風(fēng)損失，確保更多的熱量被有效利用于發(fā)電過程中。基于此，必須要控制鍋爐的排煙溫度，只有如此，熱損耗才能控制到最低，才能將污染的情況加以控制[1]。在鍋爐排煙熱損耗的控制方面要做到以下幾點：第一，將一次風(fēng)率減少。總的來說，要對磨煤機的轉(zhuǎn)速加以控制，使其處于科學(xué)的狀態(tài)，從而有效地管理風(fēng)量。但有一點需要注意，即為了防止石子煤室當(dāng)中堆積煤渣的狀況發(fā)生，必須要加大力度排放石子煤，確保通風(fēng)處于正常的狀態(tài)，促使一次風(fēng)速與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)更加相符。第二，加強鍋爐的密封性。火電廠的鍋爐在生產(chǎn)以及運行的過程中產(chǎn)生熱損耗，之所以會上漲很大程度上是因為排渣機的底部部分有漏風(fēng)的狀況存在，基于此，相關(guān)人員要進一步檢查鍋爐的密封性，對爐體開口加以控制，以此來實現(xiàn)對溫度損失的精準(zhǔn)把控。第三，要對鍋爐的燃燒狀況進行充分的優(yōu)化。從這一點來說，主要是基于燃料規(guī)模、質(zhì)量來對氧量進行合理的設(shè)計，促使燃料燃燒充分，并實現(xiàn)燃燒效率的增強。第四，重點管控受熱面結(jié)渣狀況以及受熱面的積灰狀況[2]。

1.2 控制再熱器減溫水量

鍋爐內(nèi)的水溫在減溫水的作用之下會持續(xù)降低，一般情況下，鍋爐在生產(chǎn)的同時，為了促使水溫控制相關(guān)的目標(biāo)得以實現(xiàn)，大多會對減溫水加以應(yīng)用，因此，鍋爐溫度也會有損耗出現(xiàn)。并且，鍋爐溫度如果降低也會進一步影響鍋爐運行的效率，能源的損耗也會持續(xù)上漲。針對這一問題，最有效的解決措施就是對再熱器的減溫水量加以控制，使其處于比較適宜的狀態(tài)，如此一來就可以很大程度上改善熱損耗。

1.3 優(yōu)化鍋爐燃燒狀態(tài)

通過根據(jù)不同煤種的特性進行科學(xué)合理的配比，配煤摻燒能夠?qū)崿F(xiàn)燃煤性質(zhì)的均衡和互補，從而優(yōu)化燃燒過程，提高燃煤的利用率。這種策略的實施不僅有助于降低燃料成本，還能在一定程度上減少污染物的排放。為實現(xiàn)配煤摻燒的最佳效果，需要綜合考慮多種因素，包括煤種的化學(xué)成分、燃燒特性、灰熔點以及硫分等。通過精心設(shè)計的配煤方案，可以選擇性地?fù)饺肓淤|(zhì)煤或低價煤，從而在保證機組安全穩(wěn)定運行的同時，降低燃煤成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。此外，配煤摻燒還能夠減少燃煤中的有害元素含量，如硫、氮等，從而降低煙氣中的污染物排放，為環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

從鍋爐燃燒狀態(tài)的優(yōu)化來看，要從以下幾個方面做起：首先，要保障空氣過剩系數(shù)處于科學(xué)、合理的狀態(tài)。經(jīng)過以往鍋爐燃燒實踐不難看出，當(dāng)空氣過剩系數(shù)處于較低的狀態(tài)時就會導(dǎo)致無法充分燃燒，且如果燃料燃燒不夠充分，不但會引發(fā)浪費能源的情況，還會在一定程度上污染環(huán)境。基于此，要科學(xué)調(diào)整空氣過剩系數(shù)，以此對熱損耗進行控制，實現(xiàn)燃燒效率的最大化。需要注意的是，空氣過剩的系數(shù)并非越高越好，如果此項系數(shù)過高的話，鍋爐內(nèi)部溫度也會有下降，并且還會在一定程度上影響鍋爐傳熱的相關(guān)效率。如果鍋爐排煙溫度上升，那么熱損耗量也是非常大的，此時就需要結(jié)合實際來調(diào)整風(fēng)量，促使燃料能夠達(dá)到最佳的燃燒效率并對熱損耗實施更為精準(zhǔn)的把控[3]。

2 加強汽輪機組的有效控制

2.1 優(yōu)化汽輪機的啟停階段

在火電廠集控運行系統(tǒng)中，汽輪機的啟停階段被公認(rèn)為是能耗最大的環(huán)節(jié)。因此，為了有效地控制和降低能耗，需要對這一環(huán)節(jié)進行更為嚴(yán)格的管控和持續(xù)性的優(yōu)化。在啟動機組的前期階段，可以通過提高溫度來降低能耗，這主要通過運用預(yù)熱氣缸的方法來實現(xiàn)。當(dāng)溫度提升到一定水平后，就可以避免直接啟動帶來的巨大能耗。同時，火電廠在檢查和維修機組時，應(yīng)進一步優(yōu)化和完善相關(guān)的檢修制度，并定期開展檢測工作，以預(yù)防潛在的安全隱患，確保汽輪機的穩(wěn)定運行，從而實現(xiàn)該階段能耗的降低[4]。

2.2 優(yōu)化熱力系統(tǒng)運行并降低背壓

熱力系統(tǒng)是汽輪機設(shè)備運行的基礎(chǔ)，并且在很大程度上支撐著汽輪機的整體運行。為了提高汽輪機的使用效率并達(dá)到最佳的節(jié)能效果，必須注重?zé)崃ο到y(tǒng)的優(yōu)化和升級。具體的優(yōu)化措施可以從以下幾個方面著手：第一，科學(xué)配置所運用設(shè)備的各項參數(shù)，并對熱力系統(tǒng)進行全面的監(jiān)控和測試。根據(jù)熱力系統(tǒng)在運行過程中的實際情況，調(diào)整各項參數(shù)，以提高汽輪機的運行效率，并更好地控制能耗。第二，優(yōu)化熱力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，例如優(yōu)化下缸的疏水系統(tǒng)，以及降低背壓。背壓是汽輪機運行過程中的一個重要參數(shù)，通過降低背壓可以有效地提高汽輪機的熱效率。這可以通過改進汽輪機的排氣系統(tǒng)、增加排氣面積、降低排氣阻力等方式來實現(xiàn)。第三，優(yōu)化管道的走向。合理的管道布局可以降低流體在管道中的阻力損失，從而提高熱力系統(tǒng)的效率。

2.3 優(yōu)化排氣裝置

第一，要對蒸汽入口的密封性進行充分且全面的檢查，防止泄露蒸汽的狀況發(fā)生引起不必要的能源消耗。第二，對自動化檢測系統(tǒng)加以運用，大力監(jiān)控濕冷機組，并對其展開進一步的測試，通過有效的調(diào)節(jié)促使凝汽器的水溫、水位狀態(tài)趨于標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。第三，重視濕冷機組循環(huán)冷卻水，如未能及時供應(yīng)冷卻水的話，就會導(dǎo)致凝汽機的能耗大大上漲，所以要對監(jiān)測系統(tǒng)進行優(yōu)化，使其完善度更高，以便實時、有效地檢測冷卻水的實時狀態(tài)，及時供應(yīng)冷卻水，降低能耗。第四，要進一步優(yōu)化空冷機組的背壓狀態(tài)，促使空冷機組的背壓值趨于最優(yōu)化[5]。

2.4 動態(tài)調(diào)節(jié)汽輪機運行水溫與水位

火電廠汽輪機的運行之所以能夠趨于正常，就必須要保證系統(tǒng)水溫達(dá)到穩(wěn)定。投入的燃料規(guī)模會在很大程度上影響系統(tǒng)水溫，如果投入過多的燃料那么系統(tǒng)就會產(chǎn)生更大的能源消耗，引發(fā)嚴(yán)重的污染。而如果未投入足夠的燃料那么系統(tǒng)運行的效率就缺乏足夠的保障。基于此，燃料的投入量要遵循系統(tǒng)的水溫標(biāo)準(zhǔn)，促使水溫狀態(tài)達(dá)到最適宜的狀態(tài)，并使其處于預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)。如此汽輪機組的運行效率就能大大提升，節(jié)能減排也才能成為現(xiàn)實。

2.5 鍋爐燃燒調(diào)整優(yōu)化

燃料的選擇和預(yù)處理是提高燃燒效率的關(guān)鍵。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，使用熱值高、灰分和硫分低的優(yōu)質(zhì)煤種可以使燃燒效率提高約5%～10%。這是因為高熱值的煤種能夠提供更多的可燃物質(zhì)，而低灰分和低硫分則減少了燃燒過程中的雜質(zhì)和污染物生成。同時，對煤粉進行細(xì)度調(diào)整也是至關(guān)重要的。通過激光粒度分析儀的測定，發(fā)現(xiàn)當(dāng)煤粉粒徑分布在合適的范圍內(nèi)時，其均勻性和燃燒充分性得到顯著提高，燃燒效率可進一步提升3%～5%。

3 控制火電廠整體用電

集控運行系統(tǒng)運行的時候會對一系列的輔機加以運用，其所消耗的電能是非常龐大的，所以也需要控制其耗能情況。從這一方面來說，主要就是對火電廠的總用電量加以縮減，從根源將能耗控制到最低。與此同時，電能損耗的控制與降低還需要與火電廠運營的情況相結(jié)合，即結(jié)合實際進行節(jié)能目標(biāo)的制定。第一，火電廠在落實各項工作的時候要結(jié)合實際改變一部分儀器設(shè)備的工作模式，將使用時設(shè)備的能源損耗控制到最低。第二，要對照明用電量實施精準(zhǔn)把控。在選購照明設(shè)備的時候要對節(jié)能設(shè)備優(yōu)先選擇，盡管此類設(shè)備在采購的時候可能要比傳統(tǒng)照明設(shè)備花費的成本略多，但其使用的時候用電量是非常低的，采購環(huán)節(jié)產(chǎn)生的成本可以在后續(xù)使用中節(jié)約回來，也能夠節(jié)約能源。除此之外，火電廠要針對性地管理照明設(shè)備，除了要對用電制度加以完善之外，還要對用電的指標(biāo)進行合理的設(shè)計。火電廠要對內(nèi)大力宣傳節(jié)能降耗的重要性，促使內(nèi)部所有員工都形成節(jié)能降耗的意識，并在實際工作中貫徹落實節(jié)能舉措與節(jié)電舉措，只有內(nèi)部形成了良好的氛圍，節(jié)能降耗工作的開展才能更加順暢，也才能取得優(yōu)異的結(jié)果。

4 真空與節(jié)能

在330 MW 超臨界火電機組中，真空系統(tǒng)作為關(guān)鍵的組成部分，其性能優(yōu)化對于提升機組效率、降低能耗具有重要意義。真空系統(tǒng)是火電機組中的重要部分，其主要功能是在汽輪機排汽口建立并維持一定的真空度。良好的真空度可以有效降低蒸汽在汽輪機中的排汽壓力，從而提高汽輪機的熱效率。因此，對真空系統(tǒng)進行優(yōu)化是實現(xiàn)火電機組節(jié)能降耗的重要途徑之一。真空系統(tǒng)優(yōu)化措施如下：（1）真空嚴(yán)密性管理：真空嚴(yán)密性是衡量真空系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。通過定期對真空系統(tǒng)進行嚴(yán)密性試驗，可以及時發(fā)現(xiàn)并處理系統(tǒng)中的泄漏點，從而確保真空度的穩(wěn)定。（2）真空泵性能提升：真空泵是維持真空系統(tǒng)的核心設(shè)備。通過采用高效能的真空泵、優(yōu)化真空泵的運行參數(shù)或?qū)ζ溥M行技術(shù)改造，可以提高真空泵的抽氣能力，降低能耗。（3）凝汽器性能優(yōu)化：凝汽器是真空系統(tǒng)的重要組成部分，其熱交換效率直接影響到真空度。通過改進凝汽器的設(shè)計、提高凝汽器的清潔度、優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)的運行等方式，可以提升凝汽器的性能，從而降低機組背壓，提高熱效率。具體表現(xiàn)為：機組背壓的降低可以減少蒸汽在汽輪機中的排汽損失；真空泵性能的提升可以降低其能耗；凝汽器性能的優(yōu)化可以提高機組的熱效率。

5 重視生產(chǎn)管理

火電廠集控運行的同時，造成能源消耗的根本載體在于一系列的儀器設(shè)備，但除了儀器設(shè)備之外，因生產(chǎn)過程中的程序十分繁雜，所以也會導(dǎo)致多余能源消耗出現(xiàn)。正因如此，要加強生產(chǎn)管理，并對生產(chǎn)方案加以優(yōu)化。加強日常生產(chǎn)管理要從以下幾點做起：第一，要優(yōu)化方案以及對應(yīng)的制度。簡單來說就是仔細(xì)審核使用的方案，在通過審核之后要結(jié)合實踐貫徹落實并持續(xù)優(yōu)化。第二，火電廠在平時要注重內(nèi)部工作人員的培訓(xùn)，具體的內(nèi)容可以鎖定為節(jié)能降耗內(nèi)容等多個方面，通過有效的培訓(xùn)促使內(nèi)部工作人員節(jié)能意識大大提升。比如，在生產(chǎn)的同時要大力管理內(nèi)部人員，結(jié)合人員的日常表現(xiàn)進行考核，將考核的結(jié)果掛鉤于工作人員的獎金，激發(fā)工作人員節(jié)能降耗的動力，并促使其將節(jié)能降耗措施在各個環(huán)節(jié)得到貫徹落實。如有必要，還可以邀請相關(guān)方面的專家前來火電廠指導(dǎo)工作人員的工作，提升員工的工作能力，促使其更加了解節(jié)能技術(shù)。第三，要定時定期地檢修生產(chǎn)設(shè)備，促使其處于穩(wěn)定的狀態(tài)，避免因維護不及時引發(fā)設(shè)備故障，從而浪費資源。

6 結(jié)束語

在社會不斷發(fā)展的過程中，火電廠發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，為社會公眾的生活與工作提供了穩(wěn)定的電能。在“雙碳”的背景之下，相關(guān)部門要求火電廠對國家政策積極響應(yīng)，而火電廠必須要貫徹落實國家的號召與政策，在自身運轉(zhuǎn)趨于正常的同時要對節(jié)能降耗貫徹落實，結(jié)合實際進行各項舉措的制定，尤其是要以集控系統(tǒng)能源消耗的控制與縮減作為重點，通過一系列有效措施降低能耗，只有如此，火電廠節(jié)能降耗的目標(biāo)才能實現(xiàn)，火電廠的健康、綠色、可持續(xù)發(fā)展也才能成為現(xiàn)實，為各界提供更為可靠的能源保障。