有關(guān)發(fā)電廠節(jié)能設(shè)計(jì)的研究

高紀(jì)立　許洪莉

（鄭州榮奇熱電能源有限公司，河南　鄭州　452481）

有關(guān)發(fā)電廠節(jié)能設(shè)計(jì)的研究

高紀(jì)立許洪莉

（鄭州榮奇熱電能源有限公司，河南鄭州452481）

通過簡要分析當(dāng)下我國發(fā)電廠機(jī)組的主要消耗原因，在此基礎(chǔ)上探討發(fā)電廠節(jié)能設(shè)計(jì)的方法，以期為我國的發(fā)電廠節(jié)能設(shè)計(jì)提供一定的幫助。

發(fā)電廠；節(jié)能設(shè)計(jì)；能源消耗

就目前而言，我國發(fā)電廠在生產(chǎn)營運(yùn)期間，引進(jìn)了非常多的先進(jìn)技術(shù)，這使能源消耗在很大程度上得以降低，讓生產(chǎn)經(jīng)營效益得到了有效提升。但是，因?yàn)槊總€(gè)發(fā)電廠的性質(zhì)存在差異，在運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)的過程中，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行不斷改進(jìn)，這樣才能讓其作用得到全面發(fā)揮。雖然我國就目前而言，很多發(fā)電廠都開始選擇使用智能化生產(chǎn)方式，從而進(jìn)一步提升了生產(chǎn)效率。但是，由于運(yùn)行方式和一些工藝環(huán)節(jié)所帶來的影響，致使發(fā)電廠過大的能源消耗現(xiàn)象還依舊普遍存在。因此，讓發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)，對(duì)其生產(chǎn)和發(fā)展有著非常重要的作用。

1　發(fā)電廠機(jī)組能源消耗分析

1.1機(jī)組的設(shè)計(jì)優(yōu)化水平未達(dá)到最佳

就目前而言，我國很多發(fā)電廠中，超臨界機(jī)組非常普遍且數(shù)量較多，而這些機(jī)組的運(yùn)行模式還一直在研究和開發(fā)，其模式還不是很成熟。此外，由于一些發(fā)電廠建設(shè)的時(shí)間較短，促使機(jī)組設(shè)計(jì)都沒有達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，從而致使機(jī)組的各個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備都無法做到有效的協(xié)調(diào)工作，進(jìn)而也就很難取得相應(yīng)的效益［1］。

1.2較低的機(jī)組負(fù)荷率

當(dāng)下我國的電網(wǎng)調(diào)度仍采用傳統(tǒng)的方式，盡管一些發(fā)電廠已經(jīng)改革了自身的調(diào)度方式，但是傳統(tǒng)的調(diào)度模式依舊存在其中，這就致使很多發(fā)電廠中機(jī)組都需要實(shí)施深度調(diào)峰，從而也就讓機(jī)組的負(fù)荷率遭受到了很大影響，最終也就讓機(jī)組運(yùn)行效率逐漸被降低。

1.3鍋爐燃用煤種不符合設(shè)計(jì)值

在我國，電煤之間還存在著較為混亂的關(guān)系，而且煤炭的運(yùn)輸能力也不強(qiáng)，這就促使很多鍋爐燃用煤種都很難達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)，從而導(dǎo)致受熱面換熱情況遭受到嚴(yán)重影響，使其無法符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)值，進(jìn)而也就很難達(dá)到鍋爐熱效率的標(biāo)準(zhǔn)，煤種也就很難得到充分燃燒，因此造成了非常嚴(yán)重的浪費(fèi)。

2　發(fā)電廠節(jié)能設(shè)計(jì)方法

2.1優(yōu)化鍋爐節(jié)能設(shè)計(jì)

鍋爐是發(fā)電廠中最為重要的設(shè)備之一，缺少了鍋爐，也就無法產(chǎn)生熱能。因此，實(shí)施鍋爐節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)鍋爐熱效率的提升有著非常重要的作用。相關(guān)設(shè)計(jì)人員，首先要優(yōu)化設(shè)計(jì)好燃燒工藝，保障鍋爐中燃料的充分燃燒，同時(shí)還要設(shè)計(jì)好風(fēng)量配比，借此使鍋爐的良好運(yùn)行狀態(tài)能夠得到長時(shí)間保持［2］。其次，還要優(yōu)化設(shè)計(jì)好鍋爐的空隙系數(shù)，由于鍋爐中燃燒效率和空氣含量有著非常密切的聯(lián)系，如果具有較高的空氣含量，氣流傳遞時(shí)就會(huì)產(chǎn)生非常多的煤灰，這不僅會(huì)嚴(yán)重影響到燃燒效率，而且還很有可能對(duì)空氣質(zhì)量造成非常嚴(yán)重的負(fù)面影響。

因此，鍋爐節(jié)能設(shè)計(jì)有著非常重要的作用。相關(guān)設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)優(yōu)化好鍋爐的風(fēng)量和燃料量，借此促使二者能夠都達(dá)到較為適宜的比值。倘若鍋爐在運(yùn)行期間的負(fù)荷量需求較大，那么就需要設(shè)計(jì)人員將風(fēng)量加大，促使風(fēng)量要高于燃燒量的比值，接著逐步提升將燃燒量。反之，則需要更換方法。符合處于230～250MW是燃料量下降的標(biāo)志所在，氧量和標(biāo)準(zhǔn)值出現(xiàn)偏差時(shí)，如果比標(biāo)準(zhǔn)值高出了2%或3%時(shí)，則代表燃料量已經(jīng)減少。但是，如果在此過程中風(fēng)量沒有減少，氧量表的指數(shù)值就會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)值要高。此時(shí)就會(huì)增加鍋爐中的空氣含量，爐膛溫度也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化，促使鍋爐無法進(jìn)行全面燃燒，從而對(duì)熱效率造成一定影響，進(jìn)而逐步提升了發(fā)電廠的成本。因此，必須節(jié)能優(yōu)化好鍋爐，特別是優(yōu)化燃燒工藝。

鍋爐具有非常多的損耗種類，而其中最大比重的損耗就是熱損耗。在排煙階段，鍋爐溫度和熱損耗有著非常大的聯(lián)系，二者之間存在正比例關(guān)系，也就是越高的溫度，就會(huì)帶來越大的熱損耗量［3］。因此，節(jié)能優(yōu)化鍋爐最為重要的一步就是降低鍋爐排煙階段的溫度。而想要達(dá)到這個(gè)目的，就需要設(shè)計(jì)人員優(yōu)化設(shè)計(jì)好鍋爐受熱面積，讓鍋爐受熱面吹灰處理能力能夠得到提升，從而讓雜質(zhì)能夠得到最大限度的減少，使得受熱面上不會(huì)出現(xiàn)積塵或其他雜質(zhì)。只有這樣，才能讓鍋爐受熱面做到快速傳熱，也就降低了排煙溫度，促使煤炭資源得到充分燃燒，進(jìn)而降低能源消耗。

2.2有效減低熱耗率

所謂的熱耗量主要是指每形成一度電發(fā)電機(jī)組所消耗的熱量，主汽流量和主汽焓量相乘，在減去抽汽流量乘以抽汽焓量的值和凝結(jié)水量乘以凝結(jié)水焓量的值，所得出的值除以發(fā)電量就是機(jī)組熱耗量［4］。因此，熱耗率與抽氣流量和凝結(jié)水都有著非常密切的聯(lián)系。

熱耗率是衡量火力發(fā)電廠運(yùn)行效率的重要指標(biāo)之一，在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)處于穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，穩(wěn)步降低熱耗率參數(shù)使發(fā)電廠能夠長期工作。熱耗率和凝汽器之間的關(guān)系非常密切，而凝汽器又密切聯(lián)系著射水系統(tǒng)和循環(huán)水。提高機(jī)組的真空的關(guān)鍵就是提升循環(huán)水的水質(zhì)合格率，從而降低凝汽器的結(jié)垢及管束的泄漏次數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)［5］。此外，射水抽氣器能夠保持真空的原因是對(duì)凝汽器中未凝結(jié)氣體進(jìn)行抽吸，發(fā)電廠所選用的介質(zhì)大都是循環(huán)水，但在管路中循環(huán)式較容易結(jié)垢，而且想要清除非常困難。如果將介質(zhì)選用為除鹽水，在相應(yīng)的條件下，將水送入到除氧器中，這樣不但會(huì)大大降低管路中發(fā)生結(jié)垢的概率，而且還能借助于熱量對(duì)除鹽水加熱。

2.3合理運(yùn)用乏汽和汽動(dòng)設(shè)備

過熱蒸汽結(jié)束后，借助于汽輪機(jī)所排出的蒸汽就是乏汽，對(duì)乏汽進(jìn)行合理利用也能做到有效的節(jié)能。在循環(huán)硫化床鍋爐內(nèi)，乏汽的主要作用是加熱鍋爐水，提升鍋爐水的溫度。但是，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，鍋爐水預(yù)加熱系統(tǒng)只有60%～80%的投入率，甚至有時(shí)還要更低。讓其得到90%的投入率，就能讓高電廠的熱效率得到很大程度的提升［6］。此外，將電動(dòng)泵替換成汽動(dòng)泵也能做到有效的節(jié)能，很多電廠因?yàn)榭紤]到安全穩(wěn)定性，以及沒有真正認(rèn)識(shí)到汽動(dòng)泵的作用等原因，大都是將其作為備用泵，很少有電廠將其作為給水裝置。據(jù)相關(guān)調(diào)查和計(jì)算顯示，將電動(dòng)泵替換成汽動(dòng)泵能夠增加20%的節(jié)能效果。

2.4輸電線路節(jié)能

在發(fā)電廠運(yùn)行過程中，還有一個(gè)具有較大耗能量的設(shè)備，即是輸電線路損耗。因此，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)輸電線路做到節(jié)能設(shè)計(jì)，借此讓輸電線路的正常傳輸電能得到保證，而且還不會(huì)形成較大的消耗。在運(yùn)行過程中，各個(gè)輸電線路都會(huì)造成較大的損耗量，而其作為輸送電能的主要載體，想要在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改善非常困難。因此，可以借助選用合適的導(dǎo)體截面來降低能耗。為了降低投入成本和能源消耗，在選擇導(dǎo)體截面時(shí)可以結(jié)合經(jīng)濟(jì)電流密度，而在眾多導(dǎo)體截面中最適合的選擇就是離相封閉母線，其特點(diǎn)是運(yùn)行過程具有較高的安全可靠性及較低的故障率，因此可以對(duì)其進(jìn)行廣泛運(yùn)用。

3　結(jié)語

作為電能生產(chǎn)的重要基地，發(fā)電廠的節(jié)能設(shè)計(jì)必定會(huì)給整個(gè)發(fā)電領(lǐng)域帶來非常重要的影響，甚至?xí)绊懙轿覈?jīng)濟(jì)發(fā)展模式。當(dāng)下很多發(fā)電廠都已經(jīng)開始運(yùn)用其先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，這讓機(jī)組的運(yùn)行效率得到了有效保持。而在機(jī)組運(yùn)行過程中，雖然無法完全避免能源消耗現(xiàn)象，但是有一些損耗卻非常不應(yīng)該出現(xiàn)。因此，需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。然而，優(yōu)化設(shè)計(jì)所涉及的方面非常廣泛，這就致使其必定是一項(xiàng)長期工程，只有對(duì)鍋爐、輸電線路等各個(gè)方面做到了節(jié)能優(yōu)化，才能真正實(shí)現(xiàn)能源消耗最小化、運(yùn)行效率最大化的目標(biāo)。

［1］林明，董波.火力發(fā)電廠電氣節(jié)能方案的設(shè)計(jì)及思考［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2015（6）：206.

［2］吳德亮.發(fā)電廠節(jié)能設(shè)計(jì)探討［J］.黑龍江科技信息，2015（26）：85-86.

［3］叢佩生，文軍，殷海洋.火力發(fā)電廠建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題［J］.吉林電力，2011（5）：14-16.

［4］孟凌，薛蓉.嚴(yán)寒地區(qū)電廠建筑節(jié)能設(shè)計(jì)——神華勝利發(fā)電廠建筑節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)踐［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（1）：41-45.

［5］葛蕾.某660MW超超臨界火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì)汽機(jī)專業(yè)節(jié)能優(yōu)化方案［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（27）：61-62.

［6］陳蕾.發(fā)電廠民用建筑冬季采暖的節(jié)能技術(shù)探討［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（1）：26-29.

Research on Energy Saving Design of Power Plant

Gao JiliXu Hongli
（Zhengzhou Rong Qi Thermoelectric Energy Co.Ltd.，Zhengzhou Henan 452481）

Based on a brief analysis of the main reasons for the current generation of power plant in China，this paper discussed the energy saving design method，in order to provide some help for the energy saving design of the power plant in China.

power plant；energy saving design；energy consumption

TU271.1；TU201.5

A

1003-5168（2016）05-0121-02

2016-04-05

高紀(jì)力（1975-），男，大專，助理工程師，研究方向：電力工程。