電廠供熱節(jié)能改造方案研究

辛超

摘要：在我國(guó)的能源消耗中，煤炭占比較大，而在電廠中，燃煤的使用量約占總用量的70%左右。因此對(duì)電力的需求也是非常大的;同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對(duì)供電質(zhì)量的要求也越來越高。而燃煤機(jī)組作為一次設(shè)備，其投資巨大，而且運(yùn)行成本高，與之相配套的鍋爐房費(fèi)用較高，這就決定了它的節(jié)能潛力很大。

關(guān)鍵詞：電廠;供熱節(jié)能;改造方案

引言

我國(guó)的能源資源相對(duì)豐富，但是人口眾多，人均占有量少，所以在這種情況下，我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨著很大的挑戰(zhàn)和困難。在這個(gè)時(shí)候，如何解決好這些問題，成為了人們的關(guān)注焦點(diǎn)。

一、電廠供熱節(jié)能改造方案的理論基礎(chǔ)

根據(jù)《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)要求，電廠在運(yùn)行過程中，要嚴(yán)格按照國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策進(jìn)行改造，以保證能源的高效利用和安全環(huán)保。首先，要對(duì)鍋爐的熱力系統(tǒng)、配汽裝置、汽輪機(jī)等的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有一定的了解;其次，要對(duì)電，廠的主蒸汽的溫度、壓力以及流量等情況有一個(gè)全面的掌握;再次，還要對(duì)主汽的供回水的水位及水量的變化狀況有所認(rèn)識(shí)，以便于及時(shí)的采取措施，防止發(fā)生事故。最后就是對(duì)于主汽的循環(huán)泵的選擇上，必須做到符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并且在操作的時(shí)候，能夠靈活的控制泵的開啟度，使其達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。通過以上的分析可以看出，電廠供熱節(jié)能改造的目的是為了提高熱能的效率從而減少能耗，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段。所以我們需要從多方面入手，來開展一些有關(guān)的研究與探討。

二、電廠供熱節(jié)能現(xiàn)狀分析

當(dāng)今社會(huì)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力行業(yè)也取得了巨大的成就和突破，特別是近年來，中國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)速度越來越快，對(duì)電能的需求也日益增加，這就使得發(fā)電廠的負(fù)荷率提高，而對(duì)電費(fèi)的要求卻沒有那么高，這就導(dǎo)致了電廠的運(yùn)行效率降低，成本增高。因此為了滿足用戶的用電需要，必須要進(jìn)行改造，以達(dá)到節(jié)能的目的;同時(shí)，電廠還應(yīng)積極的響應(yīng)政府號(hào)召，加大投資力度，使其能更好的為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)服務(wù)。電廠的供熱系統(tǒng)是整個(gè)發(fā)電過程的核心部分，它直接影響著電廠的生產(chǎn)、生活。

三、電廠供熱節(jié)能改造方案研究

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，以及我國(guó)能源資源的日益枯竭，對(duì)電力的需求量也越來越大，而電廠的供熱系統(tǒng)的效率和質(zhì)量直接影響到了國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)。在電廠的供熱工程中，要想獲得較高的電能輸出，就必須要有一個(gè)合理的、先進(jìn)的、完善的改造方法。在電廠的實(shí)際運(yùn)行中，由于各種原因，使其工作狀況不理想，造成了大量的浪費(fèi)現(xiàn)象。所以為了改善這一情況，就需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠更好地滿足用戶的要求。

（一）能耗

電廠在運(yùn)行的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱能損耗，燃料在鍋爐內(nèi)燃燒過程中的能量損失主要包括：排煙熱損失，可燃?xì)怏w未完全燃燒熱損失，固體未完全燃燒熱損失，鍋爐散熱損失，灰渣物理熱損失等。這些能量是可以被回收利用的;但是如果沒有進(jìn)行有效的處理，就會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞。所以要對(duì)電廠的能源消耗情況有一個(gè)全面的了解和掌握，才能更好地選擇合理的改造方案。針對(duì)電源結(jié)構(gòu)的影響，則需要考慮調(diào)整電源結(jié)構(gòu)，加快清潔能源和可再生能源的開發(fā)步伐。如加大水電、核電、可再生能源和新能源的比重，優(yōu)先發(fā)展水電、風(fēng)電等清潔能源和可再生能源項(xiàng)目。同時(shí)關(guān)停小容量機(jī)組，推廣大容量機(jī)組。即根據(jù)蒸汽動(dòng)力循環(huán)的基本原理及熱力學(xué)第一定律和第二定律的分析，發(fā)展高參數(shù)、大容量的火電機(jī)組是電廠節(jié)能的一項(xiàng)重要措施。另一方面，可以考慮熱電聯(lián)產(chǎn)，發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應(yīng)等綜合效益。

在電廠的供熱系統(tǒng)中，主要是以鍋爐的燃燒效率來衡量的;而對(duì)于燃料的使用量，也就是燃煤的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，也要從源頭處著手，嚴(yán)格控制。在電廠的供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，需要考慮到以下幾個(gè)方面的問題：1）燃煤的成分、溫度的變化以及其自身的性質(zhì)都直接影響了其加熱的效果;2）由于各種因素的共同作用，使得鍋爐的負(fù)荷率發(fā)生變化，這就要求設(shè)備必須具有一定的調(diào)節(jié)能力，以保證機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)還要注意的是，要根據(jù)不同的工況，選用合適的汽輪機(jī)，使其能夠滿足所需的壓力值。

（二）循環(huán)

熱能是利用能源的重要組成部分，也是一種經(jīng)濟(jì)的來源和動(dòng)力。在電廠中，有大量的能量轉(zhuǎn)化為電能，而其中的大部分都是通過汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)換而來的;還有一部分則是由發(fā)電機(jī)提供的電力來進(jìn)行消耗。所以說，發(fā)電廠中的所有設(shè)備都必須要經(jīng)過一系列的處理后才能實(shí)現(xiàn)其功能。電廠在運(yùn)行過程中，產(chǎn)生蒸汽的熱量主要來自于汽輪機(jī)組的排氣，它對(duì)整個(gè)機(jī)組的效率有著很大的影響作用，因此我們要對(duì)其加以控制。

對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)組來說，其工作原理就是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成為機(jī)械能，然后再把這些機(jī)械能充分的運(yùn)用到生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。這樣做的好處在于，當(dāng)鍋爐的壓力降低時(shí)，可以提高熱交換的溫度和功率，從而達(dá)到節(jié)能的效果;但是，當(dāng)鍋爐的負(fù)荷增加時(shí)，又會(huì)使熱力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，這就需要采用一些輔助設(shè)施，比如給水泵、除氧器等，來減少加熱器的負(fù)擔(dān)和耗水量，同時(shí)還能夠有效的節(jié)約用水。另外，也可以采取多種措施來降低汽輪機(jī)內(nèi)部損失。如通過在沖動(dòng)級(jí)中采用一定的反動(dòng)度，蒸汽流過動(dòng)葉柵時(shí)相對(duì)速度增加，盡量減小葉片出口邊厚度，采用漸縮型葉片、窄型葉柵等措施來降低噴嘴損失;通過改進(jìn)動(dòng)葉型線，采用適當(dāng)?shù)姆磩?dòng)度來降低動(dòng)葉損失;通過將汽輪機(jī)的排氣管做成擴(kuò)壓式，以便回收部分余速能量來降低余速損失等。同時(shí)也可采用變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。據(jù)研究成果表明，對(duì)于運(yùn)行工況變化較大的輔助設(shè)備，采用變頻調(diào)速，不同工況下，可有效降低電力損耗20% ～ 50%，節(jié)能效果非常明顯。而且又可方便組成封閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)恒壓或恒流量控制，同時(shí)可以極大地改善鍋爐的整個(gè)燃燒情況，使鍋爐的各個(gè)指標(biāo)趨于最佳，從而使單位煤耗、水耗一并減少。

（三）電廠供熱節(jié)能改造方案設(shè)計(jì)

通過對(duì)電廠的熱力系統(tǒng)進(jìn)行改造，可以提高能源利用效率，減少污染物的排放量，同時(shí)也能改善環(huán)境。在改造過程中，要根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的改造方案，使其符合國(guó)家的相關(guān)政策和規(guī)定。

（1）首先，在對(duì)鍋爐的選型時(shí)要充分考慮到當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，以保證供熱量的充足供應(yīng)。其次是要做好對(duì)汽輪機(jī)的選型，確保機(jī)組的工作狀態(tài)良好，避免因汽輪機(jī)的問題而影響到整個(gè)電廠的正常運(yùn)行。最后，要加強(qiáng)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的維護(hù)與保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并維修，使其保持安全的運(yùn)轉(zhuǎn);還要定期檢查設(shè)備的狀況和性能，防止發(fā)生事故。（2）對(duì)于一些特殊的工況，比如說高溫高、低溫低的蒸汽壓力比較大的工況，應(yīng)該采用雙管燃煤技術(shù)，以降低溫度，增加燃燒率。另外還需要注意的是，在使用雙管燃煤的時(shí)候應(yīng)嚴(yán)格按照工藝要求，以免出現(xiàn)不必要的損失;此外，還應(yīng)當(dāng)重視油煙的處理以及通風(fēng)的措施等。

（四）加強(qiáng)能源管理

能源管理是指通過對(duì)能源的合理使用和有效利用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。電廠在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱能和電能，這些能量是可以通過管道、設(shè)備的轉(zhuǎn)移來進(jìn)行消耗的;同時(shí)電廠的燃料也是非常有限的能源資源，如果不對(duì)其加以利用，就會(huì)造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。所以，在電廠的實(shí)際運(yùn)行中，要根據(jù)不同的用能情況，采用合適的方法對(duì)其進(jìn)行管理。也可以設(shè)計(jì)電廠節(jié)能管理評(píng)價(jià)系統(tǒng)，即以機(jī)組性能分析監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，通過評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、耗差分析、優(yōu)化運(yùn)行、綜合分析等方法，掌握機(jī)組能耗狀態(tài)，提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，促進(jìn)運(yùn)行管理和節(jié)能管理水平，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果。

（1）加強(qiáng)能源的科學(xué)管理。在發(fā)電的過程中，要嚴(yán)格控制燃料的量、溫度等，使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）提 高能源的綜合利用率。在電廠的供熱系統(tǒng)中，要充分考慮到各種因素的影響程度，使其能夠滿足用戶的需求;同時(shí)，還要注意到一些突發(fā)事件的發(fā)生和解決，避免出現(xiàn)不必要的損失;最后，還需要保證整個(gè)供熱系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）完善設(shè)備的維修制度。為了確保供電的可靠性與安全性，必須建立起一套完備的維護(hù)機(jī)制。首先是對(duì)設(shè)備的定期檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，防止事故的擴(kuò)大化，減少經(jīng)濟(jì)損失。其次是增加檢修的頻率與次數(shù)，以便于隨時(shí)掌握設(shè)備的狀態(tài)信息。再次就是對(duì)于設(shè)備的故障修復(fù)，可以選擇更換更先進(jìn)的設(shè)備來降低成本。在改造中，要根據(jù)實(shí)際的負(fù)荷變化，選擇合理的變電站容量，并在改造中加強(qiáng)監(jiān)控，保證變電所的安全穩(wěn)定。對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的檢查和維修確保其正常運(yùn)行，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在對(duì)變壓器、汽輪機(jī)等的檢修中，要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的操作流程，并做好相應(yīng)的記錄工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并采取有效措施，避免事故的發(fā)生;對(duì)于一些重要的電氣元件，要注意保護(hù)，防止損壞。另外，也可以積極推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。如采用大容量、高參數(shù)、高效率的潔凈煤發(fā)電技術(shù)，使供電煤耗持續(xù)下降，采用節(jié)水型空冷機(jī)組、干式排渣、水淡化、中水利用、廢水分類處理、梯級(jí)使用、工業(yè)廢水實(shí)現(xiàn)零排放等。

結(jié)語

本文主要針對(duì)電廠的供熱系統(tǒng)進(jìn)行改造，使其達(dá)到環(huán)保、安全、高效的效果來設(shè)計(jì)一套合理的改造方案。通過查閱資料，了解到國(guó)內(nèi)外對(duì)于供熱技術(shù)的研究現(xiàn)狀，以及在實(shí)際的工程項(xiàng)目中，所采用的改造方式，并結(jié)合自己的一些想法，最終選擇出最合適的方案來改造。

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