火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化策略探析

摘 ?要：火力發(fā)電廠作為電力供應(yīng)的關(guān)鍵部門，隨著國家對(duì)環(huán)境要求的逐步提升，節(jié)能減排已成為電力行業(yè)環(huán)保工作的新任務(wù)。發(fā)電設(shè)備的更新升級(jí)確保了發(fā)電和環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展。本文討論了火電廠熱力系統(tǒng)的能效改進(jìn)，闡述了節(jié)能的必要性，并提出改進(jìn)節(jié)能的可能性及一系列有助于降低發(fā)電廠能源消耗的優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：節(jié)能優(yōu)化;重要性;可行性;優(yōu)化策略

熱力系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的重要組成部分，通過消耗大量原材料為發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行不斷提供動(dòng)力，系統(tǒng)中熱能和機(jī)械能之間的有效轉(zhuǎn)換為發(fā)電廠的可靠運(yùn)行提供保障。目前，由于系統(tǒng)架構(gòu)的不完整與操練技術(shù)的不成熟造成了能量的額外損耗，熱力系統(tǒng)必須實(shí)施節(jié)能改造，改進(jìn)運(yùn)行模式和更新升級(jí)設(shè)備，以降低運(yùn)行期間的能耗并提高生產(chǎn)效率。提高熱力系統(tǒng)的能量利用率是時(shí)代和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必經(jīng)階段和必然趨勢(shì)。因此，電廠應(yīng)逐步規(guī)范和完善節(jié)能改造，為提升電廠的經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造有利條件。

1 熱力系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化簡(jiǎn)述

電廠熱力系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化是通過分析電廠的運(yùn)行狀態(tài)，持續(xù)獲得熱力系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)參數(shù)，累積并分析相關(guān)數(shù)據(jù)，確定減排降耗策略的操作。針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)，提出能效改進(jìn)計(jì)劃，旨在實(shí)現(xiàn)電廠熱力系統(tǒng)的最佳配置，以降低能耗，從而提升機(jī)組運(yùn)行熱效率。目前，眾多的電廠熱力系統(tǒng)都存在負(fù)荷運(yùn)行，設(shè)定的固有程序達(dá)不到實(shí)際生產(chǎn)要求，對(duì)電站熱力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展重大阻礙。因此優(yōu)化節(jié)能電廠熱力系統(tǒng)，才能達(dá)到綠色發(fā)展和低碳，節(jié)能減排的目的。

熱力系統(tǒng)是發(fā)電廠的核心系統(tǒng)，其改進(jìn)決定了發(fā)電廠的發(fā)展?jié)摿?。在設(shè)計(jì)發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的過程中，必須充分考慮熱力系統(tǒng)的節(jié)能效果，優(yōu)化系統(tǒng)的熱效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排的目標(biāo)。在商業(yè)運(yùn)營前，必須對(duì)整個(gè)熱系統(tǒng)進(jìn)行全面測(cè)試，以確定熱系統(tǒng)的潛在損壞和危險(xiǎn)，找到解決問題的最佳方案。技術(shù)人員必須依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)和信息改進(jìn)熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。當(dāng)電廠的熱力系統(tǒng)工作時(shí)，分析運(yùn)行過程的結(jié)果和數(shù)據(jù)，消除安全風(fēng)險(xiǎn)和空氣污染物的隱患，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保戰(zhàn)略目標(biāo)。

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

2.1降低生產(chǎn)成本的必要

我國是一個(gè)能源消耗大國。中國的煤炭，石油和其他礦產(chǎn)資源日趨減少，動(dòng)力能源進(jìn)口量逐年上升?；鹆Πl(fā)電成本價(jià)格也逐漸上漲。為了提高經(jīng)濟(jì)效益，電力企業(yè)必須采取最佳的節(jié)能優(yōu)化措施。提高電廠熱力系統(tǒng)的能源效率，提高生產(chǎn)原材料或半成品的使用效率，從而降低生產(chǎn)成本。

2.2保護(hù)環(huán)境的必要

中國的火力發(fā)電技術(shù)處于國際中等水平，技術(shù)水平有待進(jìn)一步提升。在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，由于煙霧、硫化物以及其他廢氣產(chǎn)生，造成空氣受到污染，質(zhì)量變差，進(jìn)而形成霧霾、酸雨等災(zāi)害性天氣。此外，電力生產(chǎn)過程產(chǎn)生的固體、液體廢棄物的不妥善安置，也直接影響了火力發(fā)電廠周圍居民的居住環(huán)境。電廠熱動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化使燃料在熱力系統(tǒng)完全燃燒，廢氣、廢水、廢渣能被很好的回收、中和或作為工業(yè)原料使用，能有效地減少對(duì)大氣、水及土壤的污染。能源與環(huán)境的有效協(xié)調(diào)可以實(shí)現(xiàn)火電廠的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展，與自然的和諧發(fā)展，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.3創(chuàng)新技術(shù)的必要

中國經(jīng)濟(jì)正在做歷史性的轉(zhuǎn)型，由粗放經(jīng)濟(jì)向集約經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，從勞動(dòng)密集型向高科技方向轉(zhuǎn)變。敢于應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新，開辟經(jīng)濟(jì)發(fā)展新局面是熱電廠的發(fā)展趨勢(shì)。熱能的利用技術(shù)還需要技術(shù)創(chuàng)新，研究高新技術(shù)，提高經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)的必由之路。同時(shí)，發(fā)電企業(yè)更希望公司的技術(shù)人員創(chuàng)新發(fā)展電力技術(shù)，使電力生產(chǎn)更加安全環(huán)保高效經(jīng)濟(jì)。作為電力企業(yè)的技術(shù)人員，通過尋求開展技術(shù)創(chuàng)新，利用科技成果來體現(xiàn)自身價(jià)值。

3 電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化策略的分析

3.1優(yōu)化熱力系統(tǒng)的運(yùn)行方式

在發(fā)電廠的實(shí)際運(yùn)行期間，良好的運(yùn)行管理可以有效地降低能耗。在提高發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的效率時(shí)，必須仔細(xì)觀察熱力系統(tǒng)單元的操作，且操作模式應(yīng)定期進(jìn)行研討更新。另外，應(yīng)確保運(yùn)行設(shè)備的參數(shù)穩(wěn)定，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保持設(shè)備的最佳狀態(tài)，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。運(yùn)行人員重點(diǎn)注意與真空系統(tǒng)有關(guān)的工作，真空度決定了熱力系統(tǒng)的效率。在熱力系統(tǒng)運(yùn)行期間，實(shí)時(shí)監(jiān)控真空系統(tǒng)并確?？蛇_(dá)到的最佳真空水平。

3.2優(yōu)化熱動(dòng)系統(tǒng)中的循環(huán)水系統(tǒng)

隨著熱力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)熱力系統(tǒng)中循環(huán)水系統(tǒng)的復(fù)雜性提出了更高的要求。如果循環(huán)水系統(tǒng)不斷改進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)更多的節(jié)能目標(biāo)。熱系統(tǒng)中的循環(huán)水系統(tǒng)采用由母管控制的供水方法，改善母管控制的供水系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)對(duì)于實(shí)施節(jié)能減排目標(biāo)非常重要。電廠應(yīng)通過動(dòng)態(tài)科學(xué)建模和大量理論研究來改善整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)，將其與實(shí)際生產(chǎn)工作相結(jié)合，運(yùn)用大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，制定科學(xué)有效的運(yùn)行方法，從供應(yīng)冷卻水系統(tǒng)角度達(dá)到節(jié)能目的。

3.3充分利用鍋爐排放的高溫廢水

鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生水蒸汽作為工作介質(zhì)，工作人員應(yīng)注意爐水中相關(guān)鈣鎂離子濃度的變化，避免離子濃度超標(biāo)，加強(qiáng)對(duì)排污量的控制。排污產(chǎn)生的大量高溫廢水，直接排放不僅熱量損失，而且浪費(fèi)水資源。所以，提高火力發(fā)電系統(tǒng)能源效率應(yīng)該將廢水再循環(huán)使用，節(jié)約能源。對(duì)高溫廢水的充分利用，使用連排擴(kuò)容器，實(shí)現(xiàn)能量的降階利用，利用后的廢水置冷卻器中，在污水末端提供回收熱量的措施，收集剩余熱量。冷卻后的水資源經(jīng)處理后，供一般的地方使用。通過一系列的組合優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、節(jié)水減排，提升系統(tǒng)熱效率的目標(biāo)。

3.4合理利用鍋爐排煙的剩余熱量

發(fā)電廠的鍋爐產(chǎn)生大量高溫?zé)煔?，若直接排放至大氣中，?huì)產(chǎn)生熱量的浪費(fèi)。電氣企業(yè)應(yīng)充分利用來自高溫和常溫?zé)熿F的殘余熱量，將能量損失控制在合理的范圍內(nèi)。在這個(gè)階段，我國的熱能系統(tǒng)合理使用低壓氣體節(jié)能裝置。低壓氣體節(jié)能裝置放置在鍋爐尾部附近，并安裝冷凝器以有效地回收來自鍋爐廢氣的余熱，避免高溫能量的浪費(fèi)。特殊的節(jié)能裝置是相對(duì)常見的熱交換器，其可以使用許多預(yù)先安裝的程序?qū)⒗速M(fèi)的熱量直接恢復(fù)到熱力系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)熱力系統(tǒng)中的熱量的充分循環(huán)利用。

3.5優(yōu)化熱力系統(tǒng)的蒸汽系統(tǒng)

蒸汽系統(tǒng)在發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)中具有重要的位置。改善復(fù)雜蒸汽系統(tǒng)是有效節(jié)能和減排的客觀要求。由于蒸汽系統(tǒng)廣泛用于發(fā)電廠，通過改變傳統(tǒng)蒸汽系統(tǒng)的運(yùn)行條件可以進(jìn)一步提升蒸汽系統(tǒng)的效率。電廠在低壓蒸汽中合理地使用蒸汽冷凝器，控制端差以達(dá)到良好的節(jié)能效果;對(duì)高溫蒸汽控制允許溫度下的減溫水量，避免熱量的不必要損失。

3.6優(yōu)化熱動(dòng)系統(tǒng)中供熱系統(tǒng)的蒸汽溫度

火電機(jī)組熱力系統(tǒng)的有效運(yùn)行將產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，蒸汽作為工作介質(zhì)將推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)和居民生活的需要，電廠會(huì)通過對(duì)外供熱系統(tǒng)外輸蒸汽或者高溫?zé)崴?。為滿足下游工業(yè)用戶的需要，電廠工作人員會(huì)對(duì)供熱的高溫蒸汽進(jìn)行噴水冷卻，降溫降壓達(dá)到用戶需要后再外輸，這個(gè)熱力過程產(chǎn)生大量蒸汽能量的損失。為了避免能源的浪費(fèi)，電廠工作人員使用蒸汽動(dòng)力以特殊設(shè)備的方式發(fā)送高溫蒸汽來控制系統(tǒng)的能效，生產(chǎn)出低能蒸汽供應(yīng)對(duì)應(yīng)需求的用戶。

4 結(jié)束

電力行業(yè)為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的動(dòng)力，加強(qiáng)電力企業(yè)的運(yùn)營和管理十分必要。改善熱能系統(tǒng)的節(jié)能利用是節(jié)能發(fā)電的新領(lǐng)域，具有良好的發(fā)展空間和潛力。作為電廠的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，提高熱力系統(tǒng)的能源效率可以有效降低生產(chǎn)過程中的能源消耗，有效提高生產(chǎn)效率。提高熱力系統(tǒng)能效，對(duì)運(yùn)行條件科學(xué)分析，找出最佳解決方案，為可持續(xù)發(fā)電廠的建設(shè)提供有利的條件。

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作者簡(jiǎn)介：周信（1983—）男，安徽定遠(yuǎn)人，從事熱力發(fā)電廠機(jī)組技術(shù)管理工作。