基于環(huán)保新形勢下電力工業(yè)節(jié)能減排的分析

李默松

（中國華能集團(tuán)燃料有限公司，北京 100031）

火電廠主要分為燃?xì)馊济喊l(fā)電廠、余熱發(fā)電廠，電能的支持長期以來大部分都憑借火力發(fā)電，我國火力發(fā)電歷史悠久。根據(jù)電廠能源的類型，電廠的種類也有所不同，就目前來看，傳統(tǒng)發(fā)電廠憑自身顯著優(yōu)勢在我國仍占據(jù)主要位置，也正因如此，其為火力發(fā)電廠沒有被新型模式更新淘汰的原因。目前我國所生產(chǎn)的煤炭總產(chǎn)量25%都用于火力發(fā)電，火力發(fā)電廠建造周期比較短，是水利發(fā)電廠建造周期的一半甚至更少，選址靈活性比較強(qiáng)，一次性建設(shè)資金量較小，比水力發(fā)電廠投入要少很多。但是，火力發(fā)電廠自身也有明顯的缺點，如大氣環(huán)境污染問題，是火力發(fā)電廠最突出的缺點?；鹆Πl(fā)電廠無論從人員成本還是電廠自身耗能來說，都高于水力發(fā)電廠，例如，煤炭需求量較大，電力設(shè)備較多，操作機(jī)組比較煩瑣，除去煤炭運輸成本外，其生產(chǎn)成本還遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水力發(fā)電，且渦輪機(jī)在工作中的開啟與關(guān)閉過程需要很長時間的同時，也花費大量金錢。因此，探索火力發(fā)電廠能源減排策略對電力工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

1 火力發(fā)電廠節(jié)能環(huán)保能源優(yōu)化的重要性

雖然我國火力發(fā)電廠是電力工業(yè)的重要組成部分，但在傳統(tǒng)火力發(fā)電廠中，能源消耗較大，需要以節(jié)能控制理論為前提，環(huán)保技術(shù)理論為基礎(chǔ)，強(qiáng)化其實際應(yīng)用的效果?；鹆Πl(fā)電承擔(dān)著我國絕大部分的電力生產(chǎn)建設(shè)，在實際電廠運作中，需要對特定機(jī)組類型進(jìn)行改良，針對環(huán)保系統(tǒng)運行參數(shù)進(jìn)行分析，以機(jī)組整體的耗能進(jìn)行衡量，如對機(jī)組設(shè)備的升級改造、對環(huán)保系統(tǒng)進(jìn)行升級，在兼顧環(huán)保節(jié)能的同時，將不同環(huán)保機(jī)組系數(shù)技術(shù)應(yīng)用的效果進(jìn)行對比，整體優(yōu)化機(jī)組的生產(chǎn)運管性能力。

2 火電廠節(jié)能環(huán)保技術(shù)改革策略

2.1 改革鍋爐體系

鍋爐體系的改革主要從兩個方面進(jìn)行改造。在系統(tǒng)主要風(fēng)機(jī)運行時會影響耗能，首先，大部分火電機(jī)組配置的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，因運行特點和結(jié)構(gòu)特性，在日常工作中必然會出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，發(fā)電廠可以將風(fēng)煙系統(tǒng)空預(yù)器性能進(jìn)行改造，如將空預(yù)器進(jìn)出口空氣系數(shù)、排煙溫度進(jìn)行優(yōu)化，使鍋爐在排煙時熱損失能夠進(jìn)一步減少，提高鍋爐整體效率。其次，對于風(fēng)煙差值、SCR脫硝出口NOx濃度、脫硫系統(tǒng)進(jìn)口處SO2濃度周期性數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在未來生產(chǎn)運行中能夠了解其含義，最終得出之間所存在的關(guān)系模型。再次，還要在日常運行中，有針對性地對設(shè)備進(jìn)行性能試驗，利用針對其他影響因子的多元線性回歸手段與空預(yù)器漏風(fēng)率或者大數(shù)據(jù)處理，以此來驗證模型的誤差率。最后，為提升電機(jī)配置運行安全，需要根據(jù)數(shù)據(jù)閉環(huán)挑選運行較為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為熱工控制及人員操作工作中作出指導(dǎo)，進(jìn)一步提高操作水準(zhǔn)。

2.2 合理應(yīng)用脫硫技術(shù)

脫硫廢水在處理過程中，可以應(yīng)用源分離技術(shù)進(jìn)行處理，保障電廠廢水處理的有效性。可準(zhǔn)備2套具有雙熱機(jī)設(shè)備、方法能效較為先進(jìn)的XCU-485運算處理單元和多功能檢測儀表等控制設(shè)施組成，此功效層可以完成所有電廠脫硫廢水處理過程中各類參數(shù)、設(shè)備運行的狀態(tài)和電氣參數(shù)等數(shù)據(jù)采集。對于單元過程以及對設(shè)施的控制，電力脫硫廢水“零排放”工程通過局域網(wǎng)向檢測層所接收和輸送的數(shù)據(jù)發(fā)出檢測層的控制指令，并對源分離層中的細(xì)格柵和上升泵、下沉池以及氧化曝氣池等各種設(shè)備進(jìn)行了控制，在此過程中，變量和設(shè)施保護(hù)控制都起到了管理作用。同時，電廠脫硫廢水在處理時，可以采用格柵、沉砂池以及調(diào)節(jié)槽等設(shè)備，其中調(diào)節(jié)池主要是為了調(diào)節(jié)脫硫廢水的水質(zhì)、PH值、溫度等，使電廠廢水的處理達(dá)到后續(xù)工作的具體要求，減少后續(xù)處理設(shè)備的影響。格柵主要是為了截留一脫硫廢水中的石灰石，避免淤泥或者其他物質(zhì)堵住排放管，格柵由一個金屬框架組成，且由多個平行金屬柵組合構(gòu)建，當(dāng)電廠脫硫廢水流入沙坑時，格柵會將阻攔一些無機(jī)物顆粒，一方面可以避免這些顆粒損懷廢水處理泵，延長泵的使用壽命，另一方面能夠提升水體內(nèi)部有機(jī)物比例。

2.3 動力傳輸系統(tǒng)改造

汽輪機(jī)是火電力廠在電力生產(chǎn)過程中較為重要的系統(tǒng)，多熱電廠都有配備監(jiān)控（SIS）系統(tǒng)對大容量機(jī)組實時進(jìn)行監(jiān)控，電廠在實際工作中對汽輪機(jī)本體的優(yōu)化與改善空間相對來說比較小，主要是由于其工作原理、結(jié)構(gòu)和熱力性能已經(jīng)非常成熟。但是，在實操細(xì)節(jié)中也存在一些問題，因此，需要進(jìn)行優(yōu)化和改造，如首先通過大數(shù)據(jù)的分析搭建出以水位、端差，通過優(yōu)化提升機(jī)組效率、減少能源消耗的效果；其次，為使汽輪機(jī)動力傳輸速率的高效化，需要對加熱器的抽油量進(jìn)行分析，計算出加熱器端口差值以及耗能差值，使其能夠適合本機(jī)組抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)對煤耗、熱耗的數(shù)據(jù)模型，達(dá)到機(jī)組節(jié)能優(yōu)化效果。同時，對于抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)來說，應(yīng)從熱能傳導(dǎo)機(jī)組的動力轉(zhuǎn)換、傳輸方式改造進(jìn)行分析，從運行工作控制角度出發(fā)，逐步提高運行人員水平，使操作流程規(guī)范化，通過現(xiàn)代化技術(shù)為火電力廠動力傳輸提供了技術(shù)保障，使其符合當(dāng)代火電廠生產(chǎn)實質(zhì)性需求。而多余加熱器溫升、抽油量等，需要借鑒智能化新興技術(shù)進(jìn)行綜合監(jiān)控，創(chuàng)建火電廠機(jī)組節(jié)能環(huán)保體系，提高系統(tǒng)運行質(zhì)量。

2.4 CASS技術(shù)

CASS技術(shù)是在SBR基礎(chǔ)上對其反應(yīng)器進(jìn)行科學(xué)改良。在離子區(qū)域設(shè)置自動除水設(shè)置，該裝置具有一定的升降功能，在同一個水箱內(nèi)可以完成曝氣、降水以及排水的作用，且回流系統(tǒng)和二次沉淀池可以連續(xù)進(jìn)行。在曝氣時微生物通過氧氣填充到反應(yīng)槽中，將有機(jī)物進(jìn)行氧化和分解，同時通過微生物的消化消耗氧氣使沉淀池中的污水被消化，活性污泥逐漸沉入沉淀池池底，上層水逐漸變得清澈。然后在降水后裝置在反應(yīng)槽末端，上部清澈的液體由上到下地排出，等到排水結(jié)束后，排水器還會回到原來的位置，以此循環(huán)。如各類污染排放出現(xiàn)問題，需要針對實際情況進(jìn)行解決，如出現(xiàn)重金屬土壤污染，則可以應(yīng)用物理化學(xué)修復(fù)法進(jìn)行治理，利用溶劑洗脫吸附去除土壤中存在的重金屬污染物，使土壤逐漸恢復(fù)至初始狀態(tài)，土地污染較重的區(qū)域，處理過程中采用了化學(xué)修復(fù)法，檢測土壤中含有的各類重金屬元素，隨后利用化學(xué)藥劑進(jìn)行噴灑，使化學(xué)藥劑能夠與土壤中的Hg、鎘Cd、鉛Pb、鉻Cr等金屬出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而使土壤中的重金屬可以固定及分離提取，避免風(fēng)影響周邊土壤環(huán)境。

2.5 改善動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

動力調(diào)節(jié)原有系統(tǒng)的缺失。傳統(tǒng)的火電廠在機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，主要是以常規(guī)聯(lián)動軸結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)機(jī)組動力，設(shè)備之間的摩擦?xí)璧K生產(chǎn)設(shè)備的運行，雖然這種動力調(diào)節(jié)方式能夠與動力系統(tǒng)做工速率保持穩(wěn)定，但會存在電機(jī)功率負(fù)荷的問題。機(jī)組在自身轉(zhuǎn)動時，動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)也會出現(xiàn)動力傳輸功率下降的問題，再加上機(jī)組長期處于做功狀態(tài)，便會出現(xiàn)巨大的影響。

動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造方式。一般來說，改造后的機(jī)組結(jié)構(gòu)動力為600MW強(qiáng)度最佳。但在機(jī)組進(jìn)行節(jié)能環(huán)保技術(shù)改造時，需要有效應(yīng)用永定性調(diào)速器，如利用永定性調(diào)速器來取代聯(lián)軸器，保持機(jī)組外部動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有效性，有效解決動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)問題。同時，在數(shù)字循環(huán)程序基礎(chǔ)上，時刻保持調(diào)節(jié)速率的穩(wěn)定，避免機(jī)組在原有做功中出現(xiàn)問題，進(jìn)而減少損耗問題的產(chǎn)生。

例如，某機(jī)組利用磁調(diào)速結(jié)構(gòu)，按照企業(yè)生產(chǎn)動力結(jié)構(gòu)做工需求，先將永磁調(diào)速設(shè)備調(diào)制600MW，待系統(tǒng)做功穩(wěn)定后，逐步停止對轉(zhuǎn)動程序的調(diào)節(jié)。剛開始安裝時，在環(huán)保技術(shù)改造期間代替原有的變速調(diào)頻裝置，根據(jù)實際速率逐步調(diào)節(jié)成550MW，從設(shè)備最佳指數(shù)逐漸向?qū)嶋H設(shè)備需求指數(shù)轉(zhuǎn)變，大大減少了集中性框架套用對原有設(shè)備帶來的損耗。節(jié)能環(huán)保技術(shù)為前提進(jìn)行改造，這種節(jié)能環(huán)保機(jī)組技術(shù)改造調(diào)節(jié)方式，將永磁調(diào)速結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)為550MW，該種機(jī)組是以電動機(jī)組調(diào)節(jié)的實際需求為基準(zhǔn)，使其能夠被有效應(yīng)用。

3 結(jié)語

根據(jù)上文我們了解到，電力工業(yè)在環(huán)境保護(hù)中的能源優(yōu)化問題的策略研究，是社會動力供應(yīng)體系在實踐優(yōu)化運用中的歸納與總結(jié)。在此基礎(chǔ)上，通過動力供應(yīng)系統(tǒng)的缺失及改造、動力傳輸系統(tǒng)問題的解決、動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改善，來把握機(jī)組節(jié)能環(huán)保技術(shù)要點。在火電廠節(jié)能減排措施實施過程中，要以環(huán)境保護(hù)為根本，完善人民生產(chǎn)生活為主要依據(jù)，保障新的技術(shù)研究提供便利的同時，為電力工業(yè)節(jié)能環(huán)保水平的提升提供了支持。