劉春平

【摘 要】在火電廠發(fā)電與供電的過程中會(huì)產(chǎn)生大量能源損耗，存在發(fā)電成本高、污染排放量大等缺陷。本文分析了火電廠熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用原理，圍繞熱動(dòng)系統(tǒng)機(jī)組改造、鍋爐排煙余熱回收利用、鍋爐排污水與熱能再利用、蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)改造四個(gè)層面，探討了火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能減排的具體措施，以供參考。

【關(guān)鍵詞】火電廠;熱動(dòng)系統(tǒng);節(jié)能減排

中圖分類號(hào)： TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）21-0059-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.026

Analysis on Energy Saving and Emission Reduction Measures of Thermal Power System in Thermal Power Plant

LIU Chun-ping

（Guangdong Yudean Xinhui Power Generation Co.， Ltd. Jiangmen Guangdong 529149， China）

【Abstract】In the process of power generation and power supply in thermal power plants， a large amount of energy loss will occur， and there are defects such as high power generation cost and large pollution emissions. This paper analyzes the application principle of thermal power cogeneration system in thermal power plant， and discusses the thermal power plant unit transformation， boiler waste heat recovery and utilization， boiler sewage and heat energy reuse， steam condensate recovery system transformation Specific measures for energy saving and emission reduction of thermal systems are for reference.

【Key words】Thermal power plant; Thermal system; Energy saving

0 引言

火電廠作為傳統(tǒng)高能耗企業(yè)中的代表，在電廠日常運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生大量能耗，對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的提升構(gòu)成了一定的阻礙作用。通過采用節(jié)能減排措施針對(duì)熱動(dòng)系統(tǒng)機(jī)組運(yùn)行方式、運(yùn)行參數(shù)與真空系統(tǒng)進(jìn)行改造，并強(qiáng)化對(duì)余熱、污水的循環(huán)利用，可以有效提高能源轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

1 火電廠熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用原理分析

1.1 能量階梯利用理論

熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在卡諾定律的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化，基于燃料化學(xué)品味、熱能品味、自由品味之間的關(guān)聯(lián)性，建立起對(duì)控制化學(xué)能、轉(zhuǎn)換聯(lián)產(chǎn)等理論的深化認(rèn)知，經(jīng)由大量試驗(yàn)分析對(duì)比后明確提煉出能量轉(zhuǎn)換與組成轉(zhuǎn)化二者間的耦合關(guān)系，基于能量階梯利用理論進(jìn)行熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，促使能量在化工側(cè)、動(dòng)力側(cè)間實(shí)現(xiàn)均衡分配，保障熱動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。

1.2 能量轉(zhuǎn)換原理

能量轉(zhuǎn)換原理主要將CO2污染控制與能量轉(zhuǎn)換利用進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，在熱動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下針對(duì)增填脫除流程進(jìn)行CO2脫除的控制，降低CO2的排放量，同時(shí)回收CO2氣體后提取出清潔H2氣體，以此優(yōu)化氣體合成流程，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗、減少溫室氣體排放與能量轉(zhuǎn)換利用的多重目標(biāo)。

2 火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能減排的具體措施探討

2.1 熱動(dòng)系統(tǒng)機(jī)組改造

從調(diào)節(jié)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)層面入手，在機(jī)組運(yùn)行前6個(gè)月執(zhí)行單閥運(yùn)行模式，此后改為順序閥運(yùn)行模式，可節(jié)約1.6g/kWh的煤耗。在機(jī)組運(yùn)行過程中需針對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，依照設(shè)計(jì)值進(jìn)行主、再蒸汽溫度的設(shè)計(jì)，可節(jié)約0.7kWh的供電煤耗。同時(shí)，需針對(duì)加煤量與加煤速度進(jìn)行把控，依照操作規(guī)程控制機(jī)組啟停過程中的水溫，針對(duì)高溫加熱系統(tǒng)及熱管進(jìn)行定期檢修維護(hù)，降低熱能損失。此外，還需保障水室的焊接密封性能，防范在汽輪機(jī)蒸汽加壓時(shí)引發(fā)高壓蒸汽泄漏問題，導(dǎo)致機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)。

從真空系統(tǒng)改造層面入手，通常300MW機(jī)組的汽輪機(jī)排氣壓力相較于標(biāo)準(zhǔn)值會(huì)增加1%，相應(yīng)使得機(jī)組熱耗率的相對(duì)變化率增加1%以上，對(duì)此應(yīng)保障凝結(jié)器處于最佳真空狀態(tài)，以此提高機(jī)組運(yùn)行效率。一方面，應(yīng)指派專人每月至少開展2次真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，配合凝結(jié)器灌水查漏試驗(yàn)，保障機(jī)組具備良好的真空密封性能;另一方面，針對(duì)凝結(jié)器銅管/鈦管內(nèi)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，定期清洗銅管避免因存在水垢而加大熱水交換過程中的能耗，提高機(jī)組運(yùn)行效率。

此外，針對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)電改造，通過調(diào)節(jié)擋板、液力耦合器、水電阻、高壓變頻器等裝置，運(yùn)用低壓、高壓變頻技術(shù)降低系統(tǒng)能耗;針對(duì)蒸汽管道系統(tǒng)進(jìn)行改造，依托高壓輸送原則減少蒸汽管道的散熱損失，結(jié)合低壓使用原則充分挖掘蒸汽中的熱潛能，使排放冷凝水的溫度有所下降，進(jìn)而降低蒸汽消耗量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo);采用節(jié)流配汽-噴嘴配汽聯(lián)合方式運(yùn)行，降低機(jī)組能源損耗;針對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行改造，從凝汽器入手進(jìn)行運(yùn)行性能的調(diào)節(jié)，以此提高冷端設(shè)備運(yùn)行效率、節(jié)約發(fā)電成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。由于在火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，機(jī)組深調(diào)峰時(shí)風(fēng)機(jī)效率與滿負(fù)荷狀態(tài)下的運(yùn)行效率間具有約40%的差距，導(dǎo)流器效率差值約為57%，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率較低，且節(jié)流損失較大。因此還需針對(duì)火電廠現(xiàn)有發(fā)電調(diào)度模式進(jìn)行調(diào)整，針對(duì)熱力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)（如圖1所示），以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。同時(shí)進(jìn)行配電網(wǎng)的合理規(guī)劃，結(jié)合具體運(yùn)行需求進(jìn)行變壓器數(shù)量、配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)，優(yōu)化無功配置與功率布置情況，以此降低綜合線損、提高燃煤發(fā)電效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.2 鍋爐排煙余熱的回收利用

通?；痣姀S鍋爐排煙的余熱最高可達(dá)到200°C以上，由此產(chǎn)生嚴(yán)重的熱能浪費(fèi)問題，因此需基于節(jié)能環(huán)保原則進(jìn)行鍋爐結(jié)構(gòu)改造，最大限度降低熱能損失，實(shí)現(xiàn)能源的充分利用。在此可選取節(jié)能器安裝在熱動(dòng)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)鍋爐排出余熱的循環(huán)利用，同時(shí)還可以在鍋爐尾部的引水位置安裝低壓省煤器，既能實(shí)現(xiàn)余熱的充分收集，還能夠節(jié)約煤炭資源、提高鍋爐運(yùn)行效率。當(dāng)前我國(guó)在鍋爐排煙余熱回收技術(shù)的研發(fā)層面已取得一定的進(jìn)展，借助預(yù)熱助燃空氣提高熱動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行效能，配合防腐蝕管式換熱器、煙氣回?zé)峒訜崞鞯仍O(shè)備協(xié)同工作，能夠進(jìn)一步提高余熱回收利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)[2]。

2.3 鍋爐排污水與熱能再利用

通?；痣姀S設(shè)有兩種排污模式，分別為連續(xù)排污與定期排污，當(dāng)前我國(guó)火電廠普遍采用單級(jí)排污系統(tǒng)，結(jié)合火電廠的污水排放規(guī)律實(shí)現(xiàn)定期排污處理，但在連續(xù)排污處理方面僅能利用排污處理器直接處理擴(kuò)容后的污水，在此過程中將會(huì)涉及到大量的水資源浪費(fèi)與熱量損耗，甚至?xí)l(fā)環(huán)境污染問題。對(duì)此需針對(duì)火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，圍繞鍋爐排污水環(huán)節(jié)布設(shè)鍋爐熱量回收節(jié)能裝置，減少排污過程中的熱量損失，實(shí)現(xiàn)熱量回收利用。同時(shí)還應(yīng)在鍋爐污水排放端設(shè)置鍋爐疏水排污熱廢水回收器，以此實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容污水的循環(huán)利用，踐行節(jié)能減排目標(biāo)，提高能源利用率。

2.4 蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)改造

采用蒸汽凝結(jié)水回收技術(shù)進(jìn)行低壓蒸汽的再利用，通過收集水蒸氣凝結(jié)水的余熱，為鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)提供能量補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)節(jié)能與效益目標(biāo)的兼顧。當(dāng)前普遍采用加壓回收技術(shù)進(jìn)行凝結(jié)網(wǎng)處理，將凝結(jié)水進(jìn)行充分利用，使生成的熱量得到充分回收，進(jìn)而通過加壓提升換熱系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效能，還有助于進(jìn)一步加快蒸汽的流動(dòng)、轉(zhuǎn)換效率，降低高壓蒸汽管道堵塞的機(jī)率，減少因故障維修帶來的額外成本支出，提高設(shè)備運(yùn)維效率。通?？蛇x取以下兩種方法進(jìn)行蒸汽凝結(jié)水的回收：其一是加壓回水方式，主要利用氣動(dòng)凝結(jié)水加壓泵裝置針對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行加壓處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水的輸送，保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行;其二是背壓回水方式，利用疏水閥輸送蒸汽與凝結(jié)水，利用二次閃蒸汽壓力提高加熱設(shè)備的運(yùn)行效能，并實(shí)現(xiàn)蒸汽凝結(jié)水的回收再利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗與降低排放的雙重目標(biāo)。

3 結(jié)論

當(dāng)前能源短缺與需求擴(kuò)大已成為全世界發(fā)電企業(yè)面臨的現(xiàn)實(shí)矛盾，火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能降耗潛力仍有待挖掘。對(duì)此電廠還需結(jié)合自身熱動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況制定相應(yīng)的節(jié)能減排計(jì)劃，配合變頻調(diào)速系統(tǒng)、蒸汽管道系統(tǒng)、汽輪機(jī)的節(jié)能改造，進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)電調(diào)度模式、降低綜合線損，推動(dòng)火電廠的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張海瑞，張俊杰.如何推進(jìn)火電廠熱能與動(dòng)力工程改革發(fā)展[J].智能城市，2017，（04）：204.

[2]楊超.發(fā)電廠熱能動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能改造探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018，No.240，（20）：151-152.