陳國震

（國家能源集團(tuán)山西公司霍州發(fā)電廠，山西 霍州 031413）

引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的熱源控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)落后于現(xiàn)有的技術(shù)，為了適應(yīng)國家的節(jié)能戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展的需要，必須制定更加嚴(yán)格的節(jié)能減排措施，才能真正達(dá)到節(jié)能減排的目的。熱能機(jī)組是火力發(fā)電的核心部件，其能耗高、環(huán)境污染大，對(duì)常規(guī)熱能機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)、合理的配置，并對(duì)其進(jìn)行有效的節(jié)能監(jiān)控，既節(jié)約了資源，又避免了環(huán)境污染，降低了能源消耗，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了電站結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，達(dá)到了可持續(xù)發(fā)展的目的。

1 發(fā)電廠熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的必要性

從目前國內(nèi)電力工業(yè)發(fā)展的情況來看，對(duì)發(fā)電廠熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化是推動(dòng)電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要課題。電廠在國內(nèi)屬于高耗能行業(yè)，隨著國家越來越重視經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，逐漸提高的生產(chǎn)成本已成為困擾電廠發(fā)展的主要問題。在實(shí)施節(jié)能優(yōu)化戰(zhàn)略的同時(shí)，對(duì)電廠的熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，減少能源消耗，提高能源利用率，是環(huán)保的必然要求。與過去相比，我國火力發(fā)電系統(tǒng)在節(jié)能改造方面已有了很大的進(jìn)展，在節(jié)能管理上有了很大的提高?；鹆Πl(fā)電廠的熱動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的工程，它包含了很多的設(shè)備和環(huán)節(jié)，因此，在各個(gè)環(huán)節(jié)都要重視節(jié)能，而要做到這一點(diǎn)，就必須要大膽地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，采取全方位的節(jié)能措施，采取多種節(jié)能技術(shù)，進(jìn)行精細(xì)管理，這樣就可以減少整個(gè)熱動(dòng)系統(tǒng)的能源消耗。要從根本上解決熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能問題，就必須對(duì)熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，做出最佳的解決辦法[1]。針對(duì)目前火力發(fā)電廠的熱動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，應(yīng)從細(xì)部著手，以提高總體效率。

2 發(fā)電廠熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 發(fā)電廠熱動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行模式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在優(yōu)化電廠熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化方案時(shí)，為了達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的目標(biāo)，就必須先對(duì)機(jī)組的運(yùn)行模式實(shí)施節(jié)能化改造，調(diào)整傳統(tǒng)的系統(tǒng)運(yùn)行方式，嘗試采用多元化的運(yùn)行方式。例如，將一年分為幾個(gè)時(shí)間段，在某個(gè)時(shí)間段可以嘗試一種連續(xù)的閥門工作模式，并且在一定的時(shí)間內(nèi)，對(duì)機(jī)組進(jìn)行最合理的調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)的工作效率。同時(shí)要注意機(jī)組的真空，尤其是汽輪凝結(jié)器的真空，相關(guān)技術(shù)人員需要?jiǎng)討B(tài)地觀察和檢查相關(guān)設(shè)備的真空，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整，以保證其在生產(chǎn)過程中處于最佳狀態(tài)，在一定程度上減少電廠的能源消耗。在熱動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)有關(guān)工作人員必須重視其工作參數(shù)的穩(wěn)定性，可通過對(duì)熱動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證熱動(dòng)系統(tǒng)的真空度。

2.2 電廠循環(huán)用水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在熱動(dòng)系統(tǒng)中供水系統(tǒng)采取的是主控制模式，主控制對(duì)整個(gè)管網(wǎng)的運(yùn)行有很大的影響，要使供水管網(wǎng)的運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)，必須從主控制開始，通過先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)化熱動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低運(yùn)行過程中的能耗。在建立電廠熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化方案時(shí)，還可以從熱動(dòng)系統(tǒng)的循環(huán)用水入手，對(duì)常規(guī)的控制供水模式進(jìn)行優(yōu)化，減少電廠的能耗。由于電力企業(yè)在實(shí)際操作中存在著嚴(yán)重的水污染，電廠必須對(duì)其運(yùn)行時(shí)所排放的高溫廢水進(jìn)行循環(huán)利用。從電廠廢水處理的應(yīng)用范圍來看，電廠在熱動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可以利用污水處理技術(shù)將其用于熱動(dòng)系統(tǒng)。在對(duì)高溫污水進(jìn)行熱回收的同時(shí)，在排放污水的末端設(shè)置了冷卻器進(jìn)行冷卻，并將其用于其他對(duì)水質(zhì)要求不高的循環(huán)水系統(tǒng)。

2.3 發(fā)電廠熱動(dòng)系統(tǒng)水汽系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在電廠熱動(dòng)系統(tǒng)中除了循環(huán)用水之外，還必須考慮到蒸氣系統(tǒng)的優(yōu)化問題。在優(yōu)化熱動(dòng)系統(tǒng)的蒸氣系統(tǒng)時(shí)可以對(duì)常規(guī)的蒸氣系統(tǒng)進(jìn)行改造，例如，在發(fā)電時(shí)可以將電廠的工作熱量和能量從傳統(tǒng)的蒸氣系統(tǒng)中剔除，再利用蒸氣和冷凝水，保證電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這種方法的運(yùn)用，是通過充分利用凝結(jié)水的余熱來實(shí)現(xiàn)蒸汽系統(tǒng)的優(yōu)化。電廠在進(jìn)行熱動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，還可以優(yōu)化加熱系統(tǒng)的水汽溫度。由于電廠熱動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的高溫蒸汽產(chǎn)品，因此，將其作為加熱蒸汽的形式用于日常生產(chǎn)、生活，是一種有效的回收方法，在將蒸汽產(chǎn)品輸送到供暖區(qū)域時(shí)，采用噴水冷卻以減少蒸汽能量消耗的做法，往往會(huì)造成巨大的浪費(fèi)。

在對(duì)發(fā)電廠的熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行降級(jí)時(shí)，蒸汽的力量是驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要?jiǎng)恿?，將高溫蒸汽進(jìn)行轉(zhuǎn)化，然后將其輸送到居民的家中，這樣就可以有效地降低能耗。在電廠的生產(chǎn)調(diào)度中合理利用蒸氣熱量，可以有效地保證機(jī)組的運(yùn)行效率，防止大量的冷凝水的浪費(fèi)。為此，必須對(duì)發(fā)電廠熱能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行必要的改造，以滿足發(fā)電廠熱能發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化和節(jié)能改造。具體方式如下：

1）通過利用余熱來改善低壓蒸汽的利用率，降低蒸汽熱損耗，達(dá)到節(jié)能改造的目的。

2）強(qiáng)化反壓回收模式，采用氣壓加壓泵，完成冷凝水的加壓輸送。

3）重視采用壓力回收的方法。該方法主要是利用輸水閥門來進(jìn)行冷凝水的輸送，達(dá)到二次水汽的循環(huán)再利用，降低尾氣排放，達(dá)到節(jié)能和減排目的。

2.4 鍋爐節(jié)能降耗

鍋爐是電廠中最重要的電力供應(yīng)裝置，在電廠中使用的比例很高。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，鍋爐產(chǎn)生的熱量可以達(dá)到150～200 ℃。由此可以看出，鍋爐在排煙時(shí)會(huì)有很大的熱量損失。如果能通過科學(xué)的方法來控制鍋爐的排煙量，將會(huì)產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益。在鍋爐的改造中，在排煙部位安裝一個(gè)可以循環(huán)的設(shè)備，降低熱量損失，降低能源損耗，提高鍋爐的能源轉(zhuǎn)化效率，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。在鍋爐節(jié)能減排的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這些廢水本身就會(huì)帶著一定的溫度，在排放的時(shí)候會(huì)有一定的熱量損失，為了防止這種熱量的損失，可通過排煙來回收廢水中的熱能，減少能源的浪費(fèi)，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。

2.5 積極引入熱能動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

電廠采取了許多節(jié)能措施，以求可持續(xù)發(fā)展，但收效甚微，其原因是電廠只對(duì)個(gè)別的設(shè)備進(jìn)行了節(jié)能改造和優(yōu)化。熱能聯(lián)產(chǎn)技術(shù)最大的特點(diǎn)就是一體化、系統(tǒng)化，目前常用的技術(shù)有汽輪機(jī)聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)產(chǎn)等。汽輪機(jī)聯(lián)產(chǎn)是燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)的高壓系統(tǒng)，聯(lián)產(chǎn)有利于系統(tǒng)的優(yōu)化，尤其是對(duì)高耗能企業(yè)來說，是一種有效的節(jié)能措施。燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)產(chǎn)則是對(duì)熱能動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以確保在低溫下的熱能得到有效的加熱。

2.6 利用熱能進(jìn)行高低轉(zhuǎn)換，達(dá)到節(jié)能降耗的目的

在正常運(yùn)行的情況下，熱動(dòng)系統(tǒng)的高效率運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，因此，在向用戶提供熱量之前，需要對(duì)蒸汽進(jìn)行冷卻。將高溫蒸汽送入專用設(shè)備，以蒸汽的能量驅(qū)動(dòng)渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)，熱量高的熱能逐漸轉(zhuǎn)變成低能量的蒸汽，并用于居民日常生活，實(shí)現(xiàn)了高效利用熱能，減少能耗消耗。在眾多的熱源機(jī)組中，化學(xué)補(bǔ)水系統(tǒng)作為輔助設(shè)備的重要組成部分，有著特殊的作用，可以提高設(shè)備的使用壽命，減少能耗。通過多年的實(shí)踐總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)：在化學(xué)補(bǔ)水系統(tǒng)中加入冷凝裝置，可以達(dá)到很好的節(jié)能效果。在凝汽器喉處加裝噴霧式冷卻器，可有效地解決高溫負(fù)荷現(xiàn)象，保證機(jī)組的安全運(yùn)行，更好地發(fā)揮其節(jié)能效果，提高熱量的回收率，節(jié)約能源。

3 結(jié)語

根據(jù)電廠的實(shí)際運(yùn)行狀況，對(duì)火力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，顯著提高了火力發(fā)電廠的運(yùn)行效率。通過技術(shù)和裝備的革新，促進(jìn)火力發(fā)電的創(chuàng)新發(fā)展，既提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益，又可以達(dá)到節(jié)能減排的環(huán)保要求，實(shí)現(xiàn)電廠的可持續(xù)發(fā)展。