火力發(fā)電廠化學節(jié)能降耗分析

李建明，王吉茂

（國家電投集團協(xié)鑫濱海發(fā)電有限公司，江蘇鹽城 224500）

我國是能源消耗大國，隨著社會的不斷發(fā)展以及工業(yè)生產(chǎn)、生活對電能需求的不斷提高，如何有效提高電力能源的綜合利用效率，減少大量浪費能源成了現(xiàn)階段我國電力行業(yè)能量生產(chǎn)的重要技術(shù)問題之一。只有不斷加強對火力相關(guān)行業(yè)節(jié)能減排降損管理措施的科學研究，提高能源的綜合利用效率，才可以更加有效保證火力生產(chǎn)管理的順利、高效開展。

1 火力發(fā)電廠化學節(jié)能降耗的意義

1.1 技術(shù)進步

火電廠想要真正實現(xiàn)資源節(jié)能降耗，就必須做好對傳統(tǒng)電力資源生產(chǎn)工藝技術(shù)的自主創(chuàng)新，通過更為科學、更為高效的生產(chǎn)技術(shù)，來將電力資源的最大利用價值發(fā)揮出來，實現(xiàn)對電力資源綜合利用效率的最大提升，進而達到實現(xiàn)資源節(jié)能降耗的最終目的。所以說，火電廠的持續(xù)節(jié)能降耗不僅能夠為其在設(shè)備生產(chǎn)上和技術(shù)上發(fā)展帶來巨大的技術(shù)進步，這種技術(shù)進步不僅能夠提高我國火電廠的設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)效率，更是推動我國火電廠長遠健康發(fā)展的重要經(jīng)濟動力源和支持。

1.2 實現(xiàn)環(huán)保

在我國社會經(jīng)濟環(huán)境保護發(fā)展管理模式下，環(huán)境保護是每個電力行業(yè)都必須嚴格遵守的一項工作行為準則，火電廠行業(yè)作為當前我國現(xiàn)代電力運輸事業(yè)當中的主要行業(yè)代表，其只有實現(xiàn)環(huán)保保護目標，才能夠有效確保自身保護工作的實際應(yīng)用價值。在這種節(jié)能降耗環(huán)保生產(chǎn)管理模式下，火電廠的環(huán)保生產(chǎn)管理技術(shù)不斷進步不僅能夠有效提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效率，同時還能有效實現(xiàn)對煙氣粉塵、二氧化硫等大氣污染化學物質(zhì)大氣排放污染問題的有效控制解決，從而極大提高我國火電廠的環(huán)保節(jié)能事業(yè)健康發(fā)展。

2 火力發(fā)電廠化學節(jié)能降耗的措施

2.1 化學運行中變頻技術(shù)的應(yīng)用

變頻發(fā)電技術(shù)發(fā)展是利用火電廠設(shè)備實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗的一種重要途徑?；痣姀S企業(yè)可以通過不斷加大對各種變頻發(fā)電技術(shù)的有效綜合應(yīng)用，來迅速達到實現(xiàn)節(jié)能降耗的主要目的，改善火電轉(zhuǎn)差率變頻調(diào)為目前使用最廣泛的一種變頻技術(shù)措施。變頻技術(shù)主要應(yīng)用在水泵上，現(xiàn)如今絕大多數(shù)的火電廠在設(shè)計水泵時均選擇高負荷的用水量，這就導致一部分的水泵的實際工作情況不理想，尤其是當系統(tǒng)處于低負荷狀態(tài)工作時，水泵的動力不足，會造成很多不必要的損耗?；瘜W水主要應(yīng)用于補給水處理系統(tǒng)，受到一系列因素的影響，化學水的使用量會不斷地變化。在各個時間段生活用水量是不同的，而且差異很大。這就導致工業(yè)水、化學水以及生活水彼此之間的供給系統(tǒng)不同，各個系統(tǒng)對原水需求量也有著比較大的差異，所以說原水的供給要相對靈活一些。而現(xiàn)如今一些火力發(fā)電廠采取的是工頻水泵進行供給，這就無法保證各個用水系統(tǒng)的水位處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而造成了資源浪費。所以說可以采取變頻水泵進行原水的供給，從而靈活調(diào)整供水量，降低能源的損耗。最常見的方法是將水泵進行變頻改裝，若原水量需求過大可以采取變頻水泵同工頻水泵共同供給的方法。原水需求量一般可以采取變頻水泵單獨供給的方法。

目前變頻技術(shù)常見的有以下幾種：①串行三級射頻調(diào)速。串行分級變頻調(diào)速通過改變變頻轉(zhuǎn)子驅(qū)動回路內(nèi)部電阻阻值大小的調(diào)速方式來自動實現(xiàn)高速變頻，達到根據(jù)實際應(yīng)用需求速度來快速完成變頻供電的功能目標。②利用轉(zhuǎn)子間的串接。轉(zhuǎn)子自動串接系統(tǒng)可以通過對直流變阻器旋轉(zhuǎn)速度的自動調(diào)整控制來輕松實現(xiàn)高速變頻，達到根據(jù)實際應(yīng)用需求速度來快速完成直流供電的功能目標。③調(diào)頻變級自動調(diào)頻。變級器的調(diào)頻以“交-直交變頻”方式為主，“交-直-交變頻”主要是由于電網(wǎng)在直接進行控制交流電時，通過一種可控或其他不可能調(diào)控的變級方法將控制整流器快速轉(zhuǎn)變成作為控制直流器，然后通過控制逆變器的驅(qū)動頻率快速轉(zhuǎn)變，來同時實現(xiàn)對流和交流的驅(qū)動頻率的快速轉(zhuǎn)變。

2.2 實現(xiàn)電機組功耗最佳狀態(tài)化

在火電廠高效電機組件的功耗控制方面，為了有效降低功耗，實現(xiàn)電機工作效率最佳化，還需要通過科學合理選擇高效電動機，使用內(nèi)部以定子驅(qū)動鐵芯和高壓轉(zhuǎn)子驅(qū)動鐵芯部件為驅(qū)動基礎(chǔ)的高效高壓電動機，以保證高效電動機內(nèi)部的具有高導熱和磁性，降低不必要的能源消耗。變壓器內(nèi)部空載損耗問題解決方面，可以通過采取多級高壓接縫的解決措施來降低直流變壓器的內(nèi)部負載電能損耗，實現(xiàn)高效節(jié)能降耗。在核能輸電設(shè)備線路材料選擇形式方面，建議盡量選擇非導磁性材料線路來將其作為核能輸電設(shè)備線路主要導電材料，以利于實現(xiàn)對核能發(fā)電廠電力資源利用損耗的有效控制降低。在實現(xiàn)輔機運行節(jié)能減排方面，低功率負載輔機運行和大型空載輔機運行之間可以通過輔機安裝節(jié)能輕載機和節(jié)電器的節(jié)能措施結(jié)合來有效實現(xiàn)輔機節(jié)能減排目標。輕載與自動重載還可以通過對兩個定子供電繞組通過接線自動方式進行安裝切換裝置，來輕松實現(xiàn)自動方式切換，進而有效達到提高節(jié)能環(huán)保目的。

2.3 降低不完全燃燒造成的能耗損失

對民用鍋爐的有效燃燒比率進行靈活性的調(diào)整，使其各環(huán)節(jié)方面能與燃燒量的比率充分匹配進而可以實現(xiàn)民用鍋爐的充分有效燃燒，提高民用鍋爐的能源使用管理效率，降低鍋爐燃燒過程中的能耗量。在鍋爐燃燒的過程中，要充分考慮到通入科學合理的風量，使鍋爐達到最佳的運行狀態(tài)。如果當煤氣負荷量達到降低的關(guān)鍵時候，就認為應(yīng)當盡量減少其通風量，并逐步適當減少煤氣燃料使用量。這種燃燒方法不僅可以有效實現(xiàn)鍋爐燃料在預熱鍋爐中充分而且完全的加熱燃燒，最大限度得達到提升鍋爐燃料的綜合利用率，以此應(yīng)用來實現(xiàn)達到鍋爐節(jié)能降耗的主要目的?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐燃燒中所采用的煤特性對能耗也有直接的影響。煤中所含的水分、灰分和焦結(jié)構(gòu)等，都會對能耗產(chǎn)生影響。對燃燒爐膛和燃料噴燃器的整體結(jié)構(gòu)需要進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保鍋爐能夠高效運行，同時在實際運行中還要保證適當?shù)娜剂峡諝馊紵^量率和空氣燃燒系數(shù)，要在燃料爐膛內(nèi)同時給剩余燃料爐膛留足充足的空氣停留燃燒空間，讓剩余燃料和過量空氣充分進行混合，保證整個鍋爐爐具有較高的燃料爐膛工作溫度。

2.4 降低灰渣的熱損失

要及時對電熱鍋爐的內(nèi)部受熱面表層進行防水吹灰處理。在火力發(fā)電廠燃煤鍋爐的日常運行管理過程中，熱損失是鍋爐能量損失最嚴重的一項，其損失的能量高達總能量46%左右。在鍋爐的運行中，排煙的溫度越高，帶走的能量就越大。所以，對加熱鍋爐的各種受熱面材料進行及時的加熱吹灰滅火處理是十分重要的事情。在定期進行鍋爐墻體受熱面的整潔清理中，可以有效避免由于鍋爐灰塵氣體堆積大而導致的鍋爐傳熱擴散能力極大降低，使得需要排煙的鍋爐溫度偏高而增加鍋爐能耗。同時還要對燃燒煤進行成分和種類的分析試驗，確保煤炭燃燒過程中能夠最大限度得釋放能量，提高化學能的轉(zhuǎn)化率，而針對煤炭不達標而無法實現(xiàn)快速充分燃燒的煤炭種類盡量不用。

2.5 加大對燃煤過程的控制

煤炭種類是鍋爐從設(shè)計到制造中始終遵從的重要原則，同時也決定了鍋爐結(jié)構(gòu)形式及受熱面尺寸及布置方式。其中爐膛的尺寸、燃燒穩(wěn)定性能及容積熱負荷與煤種之間存在著密切的聯(lián)系。燃燒煤種發(fā)生變化，鍋爐的運行情況也會隨之變化，同時運行過程中，呈現(xiàn)出的問題也越來越多，并且造成了嚴重后果。就目前我國煤炭市場的實際情況而言，燃燒時間設(shè)計好的煤種目標是不大有可能基本實現(xiàn)的，已經(jīng)被混煤替代。在不能確保原有上煤倉質(zhì)量情況下，盡可能減少兩套輸煤管理系統(tǒng)連續(xù)停運上煤次數(shù)；當碎煤機停止工作以后，皮帶也會停止工作。皮帶輸送工作的一個生命周期工作時間一般控制在1h以上。

2.6 循環(huán)泵運行優(yōu)化

把自動吸收塔液位試驗保持在高精度液位試驗范圍內(nèi)停止運行，能有效避免葉輪被汽蝕。也就是可以通過利用一些相關(guān)的化學試驗，選擇吸收循環(huán)塔水泵漿液中水密度的一定運行控制區(qū)間，或通過控制吸收塔溶劑中活性二氧化硅的一定含量，以此有效避免吸收循環(huán)泵被腐蝕磨損。在日常水泵應(yīng)用管理過程中，做好所有相關(guān)的水泵出口循環(huán)壓力檢測記錄，以期更便于及時發(fā)現(xiàn)并有效處理出口循環(huán)泵被堵或磨損等異常問題。當循環(huán)泵出口壓力偏大時，應(yīng)檢查噴嘴或管道是否存在堵塞現(xiàn)象；若循環(huán)泵出口壓力偏低，則應(yīng)及時查看并處理是否是葉輪或噴嘴發(fā)生磨損。

2.7 調(diào)整機組負荷，優(yōu)化吹灰器技術(shù)

機組最大負荷調(diào)度是我國火電廠機組節(jié)能減排效果的主要影響因素，在其中使用最優(yōu)化的調(diào)度控制技術(shù)，同時需要結(jié)合各個機組負荷特點，參考機組數(shù)據(jù)采集信息，然后綜合擬定機組目標調(diào)度函數(shù)，從而將火電廠各機組的最大負荷速度調(diào)整到最佳運行狀態(tài)，從而最終使機組負荷調(diào)度達到平衡運行狀態(tài)。采用自動仿真的設(shè)計方法，對該仿真裝置實際工作運行過程環(huán)境中的電力負荷成本分布情況進行了深入統(tǒng)計分析，制定了合理的負荷調(diào)度解決方案，但該仿真技術(shù)的實際應(yīng)用領(lǐng)域范圍有限，不能完全準確控制整個電力系統(tǒng)的成本經(jīng)濟性和負荷如何分配，需要進一步改進和優(yōu)化?；鹆Πl(fā)電廠不僅要不斷完善發(fā)電能耗控制技術(shù)，而且切實做好開展節(jié)能低碳減排相關(guān)工作。嚴格執(zhí)行燃料吹灰燃燒頻率，有效率地防止大量燃料積灰，不僅使它能有效地提高企業(yè)生產(chǎn)工作效率，而且它還能保證燃料的充分加熱燃燒。最后還要考慮煤種的合理搭配問題，確?？刂泼悍N中的硫分，以此來確保煙氣中硫的含量及其他化學藥劑加入比例，以此來保證脫硫石膏漿液符合要求，有效減少漿液循環(huán)泵運行數(shù)量，減少能源的消耗與浪費。

3 結(jié)束語

隨著當前對于電能的需求不斷提高，電能技術(shù)得到了全面發(fā)展，伴隨著市場競爭的日趨激烈，有必要開展火力發(fā)電廠的化學節(jié)能降耗工作，提高能源轉(zhuǎn)換效率?；瘜W運行作為火力發(fā)電廠中必不可少的部分，能夠充分發(fā)揮出其優(yōu)勢，盡可能降低其能源損耗，及時將設(shè)備更新?lián)Q代，采取合適的管理方法，提升火力發(fā)電廠的整體經(jīng)濟效益。