摘 要：當今各行業(yè)都在積極提高自身的科學管理，火電廠作為高耗能行業(yè)之一，若沒有相應的節(jié)能措施，則會在方方面面浪費人力物力資源，同時造成高耗能、高污染。所以火電廠也需要積極引進新技術，加大內部管理，促進節(jié)能減排。本文通過分析火電廠實際運行中的一些問題，給出了科學管理下節(jié)約火電廠能源的改進措施。

關鍵詞：火電廠;節(jié)能;必要性;問題：對策

節(jié)能減排是我國建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然要求?；痣姀S承擔了我國70%的發(fā)電量，其耗能量巨大，同時，對環(huán)境的污染也是比較嚴重的。只有對火電廠實施科學管理，從火力發(fā)電的各個環(huán)節(jié)考量，發(fā)展節(jié)能、減排技術，方能使能源節(jié)約達到最佳效果，下文重點對火電廠節(jié)能的必要性以及方式等進行研究。

1 火電廠節(jié)約能源的必要性

1.1 我國建設兩型社會的必然選擇

為了能夠有效貫徹和落實中央財經領導小組第六次會議、國家能源委員會第一次會議精神，要加快推動能源生產與消費革命，提升煤電高效清潔發(fā)展水平。

“十二五”期間對建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求進一步提高，節(jié)能減排對于轉變經濟增長方式、保護環(huán)境、提高人們生活質量具有重大意義。

能源消耗大、環(huán)境污染嚴重，這是全世界面臨的重大問題，而在我國，由于能源構成的特殊性，節(jié)能與污染問題更是迫在眉睫。

就我國而言，要實現現代化，就得調整我國能源發(fā)展戰(zhàn)略，優(yōu)化能源結構，提高火電廠能源利用效率，注重核電、水電、風電等優(yōu)質一次電力的開發(fā)，加快潔凈煤技術的開發(fā)利用。電力生產消耗的能源在我國能源總消耗中占的比重大，這也要求火電廠提高生產的經濟性。

1.2 火電廠持續(xù)健康發(fā)展的有力保證

火電廠完善能源節(jié)約的科學管理，首先，可以優(yōu)化火電廠的環(huán)境，減少有害物質的排放，保護周邊環(huán)境;其次，可以提高企業(yè)自身的管理水平，還可以減少生產成本，加快工作效率，從而實現企業(yè)整體利益的最大化。

根據《國務院辦公廳關于印發(fā)能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014—2020年）的通知》，應當全面落實節(jié)約、清潔、安全戰(zhàn)略方針，全面推行嚴格的能效環(huán)保標準，不斷加快燃煤發(fā)電升級改造，并在此基礎上努力實現污染減排、供電煤耗降低以及安全運行管理和技術水平提高，從而為國家能源發(fā)展和戰(zhàn)略夯實基礎。

2 火電廠節(jié)能中存在的問題

2.1 節(jié)能減排工作未落實

我國大部分的火電廠都是采取的傳統(tǒng)經營和管理模式，雖然火電廠已經認識到了節(jié)能減排的重要性，但火電廠本身具有耗能高、污染大的特點，給火電廠節(jié)能減排工作的推進帶來了阻礙。

據相關數據統(tǒng)計，我國火電廠僅平均供電耗煤率就高出世界先進水平30-40g/kW·h，每年發(fā)電要多消耗標準煤1.2億t，電350億kW·h，水15億m3。未將電力系統(tǒng)合理規(guī)劃及設計，致使節(jié)能減排工作未得到有效落實。

2.2 新節(jié)能技術運用少

技術是第一生產力。上海外高橋第三發(fā)電廠運用新技術不斷創(chuàng)新，實施了空預器全向柔性密封、抽汽調頻技術及汽輪機系統(tǒng)優(yōu)化、零能耗脫硫、變頻電源等一系列的創(chuàng)新工藝和技術，一次次在挑戰(zhàn)煤電機組效率的極限。然而我國大部分火電廠未能很好地將相關新技術運用到實際的節(jié)能工作中。

2.3 企業(yè)分布問題

對于火電廠企業(yè)而言，其發(fā)電時所消耗的主要是煤炭，因此擬建地點非常重要。然而，很多企業(yè)在建站或者日后的發(fā)展過程中，忽略了環(huán)境承載能力，造成了嚴重的大氣污染。尤其是火電廠企業(yè)成群現象，破壞了火電廠周圍的生態(tài)環(huán)境。

3 火電廠節(jié)能科學管理的措施

3.1 接線方案的優(yōu)化

要降低網損率，就要將電力系統(tǒng)的接線方案合理化，提高輸出功率的利用率。電氣接線要滿足安全性、可靠性和靈活性的特點。目前大型發(fā)電廠一般采用的是200-500kV一級電壓等級直接接入系統(tǒng)，3/2接線方式較為普遍。1/2接線既可以節(jié)約成本，又可以減少占地面積，還操作簡便。這種方式雖在國內外尚無實例，但是可以嘗試和研究。

使用單母線接線具有結構簡單、使用設備少、操作方便、易于擴建等優(yōu)點，但是可靠性和靈活性差，主要適用于只有一臺發(fā)電機和一臺主變的中小型發(fā)電廠的6-220kV的配電裝置?？梢愿倪M單母線接線，將母線分段，或加旁路母線，或單母分段兼旁母。

3.2 熱電聯產的發(fā)展

熱電聯產供熱量大、供熱參數高、供熱范圍廣、節(jié)能量多，它既能滿足工業(yè)用汽，又能為居民供熱。熱電聯產的優(yōu)點在于增大背壓機負荷率，增加機組發(fā)電，減少冷凝損失，促進灰渣綜合利用，降低煤耗，同時還能保證生產工藝，改善環(huán)境景觀，環(huán)境“熱島”現象，提高勞動生產率。

以熱電聯產方式運行的火電廠稱為熱電廠。據電力工業(yè)統(tǒng)計資料，我國的熱電廠熱效率均能幾乎是常規(guī)火電廠熱效率的兩倍。小型供熱機組實現熱電聯產后，其熱效率將大大超過大型高參數常規(guī)火電機組。

通常一個完整的電力拖動系統(tǒng)由電源、控制裝置、電動機、傳遞結構及工作機械構成。感應電動機要同時消耗有功功率和無功功率來將電能轉化為機械能。因此要減少電動機的功率消耗，就要采用高效能的電動機。高效電動機能減少20%以上的耗能，且運行熱穩(wěn)定好，使用壽命長。但是高效電動機價格昂貴，火電廠要酌情購買。

在熱電聯產發(fā)展過程中，應當堅持以熱定電的原則，全面落實熱負荷，并且制定科學的熱電聯產規(guī)范方案，強化高效燃煤熱電機組建設，積極完善配套的供熱管網，對傳統(tǒng)的較為分散的燃煤小鍋爐進行淘汰。

對于條件具備的大中型城市而言，建議適當地堅實一些大型的熱電機組，并且鼓勵構建背壓式熱電機組;對于一些中小型城市、熱負荷較為集中的工業(yè)園區(qū)而言，應當優(yōu)化構建背壓式熱電機組，并且鼓勵發(fā)展熱電冷多聯供。

3.3 大容量機組推廣與節(jié)能措施

減少空載運行變壓器數量，火電廠的高壓啟動備用變壓器容量大、損耗大。在符合火電廠正常用電規(guī)范的前提下，可以考慮將高壓啟動變壓器“冷備用”，也就是在備用的狀態(tài)下不帶電。另外，采用暗備用電力中心接線從長遠來看比較占經濟優(yōu)勢。節(jié)能型照明設備質優(yōu)價廉，發(fā)電廠可以推廣使用節(jié)能型照明燈。另外，還可利用照明調壓器降低工作電壓，節(jié)約電能，延長燈具使用壽命。廠房由于燈的數量較多，長期照明也比較耗能。采用光控或自動感應明暗程度情況來控制照明回路，可減少電能浪費。

3.4 不斷創(chuàng)新和運用新技術

首先，充分利用回旋空氣預熱器柔性改造技術。

體積龐大或是密封性不夠的空氣預熱器可能會導致空預器漏風。時間越長，漏風率越高。遇到這類情況應該停爐進行檢查，適當調整密封組件。運用了回旋式空氣預熱的密封組件具有耐高溫、零間隙、耐磨損等特點，利用該先進技術改造空氣預熱器將大大減少漏風率，且也可以減少送風機和引風機的用電量，達到節(jié)能的目的。

其次，對風機進行改造。

改造了空氣預熱器后漏風率降低，但是由于一些環(huán)保設備的使用，如脫硫脫硝系統(tǒng)、布袋除塵器等，會影響鍋爐風機的工作。

火電廠可以采取以下方式對風機進行改造：

第一，要選擇與鍋爐風煙系統(tǒng)相匹配的風機。確定合理的風機選型設計參數，不能只有一個設計工況點參數，所選風機型號和符號要有風機所在系統(tǒng)的阻力特性，是否能安全穩(wěn)定運行等。

第二，改造不合理的風機進出口管道布置，將管路系統(tǒng)特性和運行方式等因素全面考慮進來。

第三，優(yōu)先采用變轉速調節(jié)方法。在火電站具備自動切換裝置的前提下采用變頻器可以節(jié)電20%-30%。合理的風機改造對于提高風機效率和安全性，減少火電廠年均耗電具有重要意義。

再次，優(yōu)化鍋爐傳熱。

鍋爐的目的是傳熱。冷水壁是鍋爐重要的換熱部件組成部分，其換熱量取決于它的幾何形狀和材料特性。要提高鍋爐的傳熱量，可以在不改變幾何形狀和材料的情況下，通過提高水冷壁熱輻射能力來實現，如在水冷壁外側涂隔熱漆。同時也可以通過加強吹灰，保持受熱面干凈、保證鍋爐的蒸汽產量，使燃料充分燃燒等來優(yōu)化鍋爐傳熱。

最后，汽輪機的技術改造。

①水溫控制和定期維護燃料的燃燒與水溫直接相關。當水溫不高時，耗煤量和電量都會增加，排煙時熱耗損大，熱效率也有所降低。因此在火電廠汽輪機運行過程中要控制好水溫。煤的分量和加煤速度要控制好。定期維護機組可以防止不規(guī)范操作導致的程序問題。此外，要定期清洗高壓管道，及時清除沉淀物，以提升汽輪機熱化率。

②保持凝結器真空。在凝結器真空時，汽輪機的運行效果最優(yōu)，可以延長機組壽命，減少耗煤量。首先，機組要保持密閉，可定期安排人員以灌水的方式排查漏泄。其次，仔細檢查水泵的運轉情況，確保水位達標。此外，應嚴格監(jiān)督管線中的循環(huán)水，清除水垢，以降低熱水能量消耗。

③冷卻塔技能節(jié)水。現有火電廠循環(huán)水冷卻節(jié)水的主要措施是選用高效率的冷卻塔以降低水溫，其工作原理導致大量的水被蒸發(fā)，損失相當大。采用快速噴霧結冰的方式，在水塔進風口形成薄冰。水溫的變化會改變冰膜口大小和融化速度，從而自動控制塔口進風量。進風量可根據設定的溫度范圍調整，從而保證了冷卻水的溫度最佳。冷卻水的溫度影響到循環(huán)水的溫度，也間接影響了真空。循環(huán)水的降低能降低供煤和耗電量。還有一種動力蝸流裝置，可以在保持原有冷卻塔內部結構不改變的情況下，依據冷卻塔相關數據進行計算，在冷卻塔底部的冷空氣入口處安裝機翼型葉片，促進冷空氣的對流，提高冷卻塔的工作效率。同時，冷卻塔內由于對流熱交換效率的提高，蒸發(fā)散熱比例將會有所下降，循環(huán)水蒸發(fā)得到減少，可明顯降低冷卻水的消耗。

同時，還要推進環(huán)保設施改造，重點推進現役燃煤發(fā)電機組大氣污染物達標排放環(huán)保改造，發(fā)電機組需安裝高效脫硝、脫硫和除塵設施，沒有達標排放的要加快升級改造;確保能夠滿足最低技術出力以上全負荷、全時段穩(wěn)定達標排放要求。

3.5 生產管理的節(jié)能

3.5.1 提高節(jié)能意識

要在企業(yè)中營造良好的文化氛圍，加大節(jié)能的宣傳。積極展開節(jié)能宣傳教育活動，張貼節(jié)能標語，發(fā)放節(jié)能手冊，制作節(jié)能公益廣告和宣傳視頻等。使員工深刻意識到每個人都該從自身做起，從身邊的小事做起，如及時關燈，關好水龍頭，節(jié)約用煤等。除此之外，還要針對廣泛應用的火電廠節(jié)能技術進行專業(yè)的節(jié)能培訓，以便將節(jié)能更好地與實際工作相結合。

3.5.2 規(guī)范員工操作

員工要遵守火電廠的規(guī)則制度，嚴格執(zhí)行各級制度和公司的要求，規(guī)范操作，提高系統(tǒng)分析問題能力。不要隨意讓新員工練手，要合理安排電氣操作現場的工作人員。對于實際操作中出現的異常，要嚴肅對待、認真分析，弄清異常的真正原因。檢修工作要細致、及時、全面。并對所有工作人員和單位負責人根據考核細則進行考核通報。

3.5.3 完善企業(yè)內部管理制度

企業(yè)管理人員要加強領導，落實責任，制定系統(tǒng)的節(jié)能管理制度。定期對實施情況作檢查和總結報告。建立激勵機制，在激發(fā)員工工作熱情的同時也提高了他們的節(jié)能意識。

首先，應當優(yōu)化調度方式。實踐中，應當不斷加強內部控制，完善調度規(guī)范，強化調峰調頻管理工作，充分發(fā)揮蓄能電站等調峰電源的作用，積極探索儲能調峰技術。

其次，還要合理確定燃煤發(fā)電機組調峰深度和順序，推行輪停調峰，積極探索和應用啟停調峰方法，提高環(huán)保燃煤發(fā)電機組負荷率。不斷健全和完善調峰調頻輔助補償機制，開展輔助服務交易機制，對承擔調峰任務的發(fā)電機組給予適當的補償。

同時，還要強化主體責任，各發(fā)電企業(yè)是煤電節(jié)能減排升級、改造的責任主體，根據國家及地方相關部門的要求，細化制定行動計劃，加強內部管理，從而實現目標任務。

電網企業(yè)還要做好優(yōu)化電力調度工作，不斷完善和健全電網結構，加強對電力需求側的監(jiān)管，將各項政策和制度有效地落到實處，以保障企業(yè)節(jié)能減排工作的順利開展。

3.5.4 加強燃料管理

燃料占據了發(fā)電3/4的成本。為了減少成本，必須對燃料進行科學管理。火電廠燃料主要為煤。煤質量的好壞也直接影響著發(fā)電效率的高低。在進行燃料采購時，要綜合考慮燃料成本、對機組運行影響等多方面因素，選用經濟的燃料供應商，加強入廠煤的監(jiān)督，確保煤質優(yōu)良，減少虧卡虧噸，其購貨價也應以熱值為單位，并做好對燃料的分析檢驗工作，防止出現工作失誤。對入廠的燃料進行仔細分類，分開對方，對每批進廠的燃料簡歷資料檔案，認真計算配煤比例，嚴格按照比例進行科學配煤，以確保燃料利用效率。

3.6 健全節(jié)能減排制度

我國政府通過一系列行政手段來推動節(jié)能減排，但其收效不容樂觀。不能依靠責任簽訂書、行政處罰單、專項執(zhí)法整治等來威懾企業(yè)節(jié)能減排，否則可能造成管理混亂。要提高節(jié)能減排的實際效果，就要加強節(jié)能減排制度建設。利用合理的制度建設和市場調節(jié)作用，如給予達標的企業(yè)一定財政獎勵或加強節(jié)能技術支持，帶動火電廠主動加強排污監(jiān)管，逐步淘汰不合格的發(fā)電廠設備等，促使企業(yè)不斷改進節(jié)能技術，提高節(jié)能效率。

4 結束語

解決火電廠的高耗能問題，主要應加強新技術在節(jié)能減排工作中的運用，從鍋爐、風機、汽輪機等方面入手，提高能源利用效率。同時，也要加強員工的節(jié)能意識，規(guī)范員工操作，完善企業(yè)內部管理制度，從技術到管理實現火電廠經濟效益。

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作者簡介：

呂曉明，男，漢族，1980年2月生，安徽宿州人，碩士學位，目前是工程師職稱，研究方向：發(fā)電廠運行技術管理。