火電廠熱能動力工程節(jié)能降耗影響因素及對策探討

李凱

陽城國際發(fā)電有限責任公司 山西晉城 048000

當前，可再生資源不斷減少，火電廠生產面臨較大的資源壓力。與此同時，伴隨社會經濟的快速發(fā)展，生產、生活用電需求量不斷增加。面對這一局面，在利用熱能動力系統(tǒng)發(fā)電的過程中，火電廠要引入先進技術進行系統(tǒng)優(yōu)化和改造，提高能量轉化利用效率，減輕資源利用壓力，滿足節(jié)能生產需求。因此，要加強系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能改造研究，以科學技術為支撐，推動發(fā)電事業(yè)的健康發(fā)展。

1 電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的概述

電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化就是對電廠的熱動系統(tǒng)進行改進和完善，實現(xiàn)降低能源消耗的目標，提升電廠的運營效率，也可以認為是針對電廠熱動系統(tǒng)在節(jié)能領域的開發(fā)和改進。在對電熱系統(tǒng)進行優(yōu)化整改的過程中，首先需要了解電廠其他機械設備的實際情況，并進行針對性分析。其次，制定完善、細致的整改流程，進行整改前的文獻調查，合理安排場內人員和分配整改時間，制定相應計劃和流程，嚴格按照相關的規(guī)程和要求進行操作，保證節(jié)能優(yōu)化工作的規(guī)范性、有效性，保證工作能夠順利開展[1]。

2 節(jié)能降耗于降低成本之間的關系

電廠的日常運營會消耗動力，而動力主要來源于能源消耗，所以能源消耗也屬于電廠的生產成本之一，常使用的能源包括水、電、油、煤等，這類能源都屬于傳統(tǒng)能源、不可再生能源。電廠消耗能源不可避免，不可再生能源數(shù)量有限，隨著消耗量的加大，其成本也會不斷上升，幾乎不會回降。調查統(tǒng)計顯示，多數(shù)電廠都會將增加的能源成本轉加給用戶承擔，導致用戶體驗受到影響。能源成本管理的根本就是節(jié)約能源、減少消耗，即利用低耗能、高產能的工藝流程生產高品質的產品，不僅能夠提升企業(yè)的收益，也能夠有效減少生產成本的投入。因此，在目前能源緊缺的大環(huán)境下，相關企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的關鍵就是要對管理、技術等層面進行優(yōu)化改革，實現(xiàn)電廠熱動系統(tǒng)的節(jié)能減耗[2]。

3 熱能動力工程應用現(xiàn)狀

3.1 熱能動力工程運行轉化分析

火電廠大多都采用火力發(fā)電形式轉換能量，其中能量轉換最為關鍵。通過火電廠運行工作原理分析可知，火電廠運轉過程中，熱能與動能間互相轉換，動能基于汽輪機發(fā)電作用轉換為電能，其他能量通過汽輪機輸出。在此轉換過程中，將會損失部分熱能，所以造成火電廠運行能耗快速上升，效率卻逐步下降。煤炭是火電廠的主要能源，經過處理會轉變?yōu)槊夯遥谄鬏敿夹g向鍋爐中輸送煤灰，在充分燃燒后便會釋放，轉化成水蒸氣，再次加熱后，水蒸氣便會進入高壓缸。所以為了提升鍋爐加熱效率，可循環(huán)加熱處理。在此環(huán)節(jié)中，可將水蒸氣輸送于中壓缸，如此便可通過中壓缸蒸汽驅動汽輪機運轉，從而生成電能。

3.2 熱能動力工程選址問題分析

在火電廠熱能動力工程分析中，還需注重火電廠選址問題?；痣姀S運行負荷性質與大小等要素與火電廠裝機容量密切相關，所以我國火電廠機組運行規(guī)模明顯小于火力發(fā)電廠主流運行機組容量。火電廠主要功能即放熱與發(fā)電，所以需適度增加鍋爐運行容量。而在原料與技術水平限制下，火電廠選址時，應選擇在熱負荷中心位置與城鎮(zhèn)人口密度較大的區(qū)域，以確?；痣姀S供熱系統(tǒng)穩(wěn)定運轉，同時還需構建健全的熱力管網(wǎng)[3]。

4 基于熱能動力工程優(yōu)化火電廠性能

4.1 供熱調節(jié)

在燃煤過程中，系統(tǒng)供熱時容易出現(xiàn)熱力平衡差，存在流量大、溫差小的問題。為加強蒸汽過熱度控制，人們需要將供熱蒸汽熱量傳送至系統(tǒng)，實現(xiàn)熱度轉化。為使供熱系統(tǒng)達到平衡，減少熱量損失，還要對熱力管網(wǎng)進行改造，在完成采暖地溝敷設的同時，在部分區(qū)域新建地溝進行循環(huán)輸泵改造。通過安裝水泵變頻器，加強供熱系統(tǒng)計量，人們能夠對系統(tǒng)進行變流量控制，結合設備負荷曲線對溫度進行設定，促使水溫得到有效控制。采暖供熱方面，設置恒溫閥進行調節(jié)，使溫度維持穩(wěn)定。應用熱能動力系統(tǒng)供熱，運行溫度變化也將引起能源損耗，要結合設備實際帶負載情況進行控制閥調節(jié)，對控制單元輸出信號進行控制。通過動力操作，調節(jié)介質的壓力、流量等，使系統(tǒng)維持可靠運行。結合火電廠建設經驗，通常上半年將進行單閥運行，下半年采用順序閥進行系統(tǒng)運行調整，使系統(tǒng)保持最佳運行狀態(tài)，提高系統(tǒng)能源利用率。

4.2 使用科學的磨煤機

煤炭作為鍋爐的主要燃料，其品質將會對熱效率產生直接影響。因此電廠的工作管理人員需要提升對煤炭質量的重視程度。由于不同規(guī)格的磨煤機工作效果本身存在差異，打磨出的煤粉細度本身存在差異，因此這種處理本身會影響是否能完全燃燒。對于符合電廠實際工作的煤粉可以更好地做到完全燃燒，不僅提升了資源的利用率，同時還能提升鍋爐的熱效率。通過這種方式，可以更好地擴大電廠的經濟效益。煤粉的細度只有控制在合理的范圍內，才能充分發(fā)揮燃料的作用，避免造成燃料資源的不必要浪費。因此對于磨煤機的選擇需要充分集合鍋爐的實際情況，既要考慮成本，還需要考慮環(huán)境效益?？茖W的磨煤機還能減少有害氣體的排放，對于保護環(huán)境，倡導綠色生產具有重要的實際意義[4]。

4.3 降低鍋爐排煙溫度

衡量鍋爐運行效率的主要指標為熱效率，一般都采用降低各種熱損失的方法提升鍋爐熱效率。在鍋爐運行時，最大的熱損失為排煙散熱，其損失主要和煙氣的溫度、熱容積關系密切。所以，一般在降低煙氣熱損失時，主要從煙氣溫度控制著手。如現(xiàn)有兩臺硫化床鍋爐，其指標為75t，但在具體運行時，因為煤種偏離，導致鍋爐實際運行溫度高于設計溫度，達到170℃。經過測算，鍋爐排煙熱損失高達7.6%，經過計算，發(fā)現(xiàn)流化床鍋爐運行時熱效率僅有88%，低于原本設計標準。2015 年底，電廠計劃將電除塵器替換為電袋復合除塵器，但在運行時受到高溫影響，考慮后又加入噴入脫鹽水設計，以此對煙塵溫度進行控制，但這又會導致熱損失，增加脫鹽水用量，而且脫鹽水在噴入時需要依靠水泵配合，導致電能消耗，提高成本。所以，綜合考慮后改用熱管空預器。

4.4 提升鍋爐熱效率

鍋爐和汽輪機是火力發(fā)電廠的核心設備，它們的工作熱效率對能源效率有很大的影響。鍋爐運轉中，燃料通過粉碎系統(tǒng)被送到爐里燃燒。因此，燃料的化學能量轉換為熱能，但實際鍋爐不能完全燃燒燃料，燃燒生成物氣體的能量不能充分利用。鍋爐的熱效率對能源效率有很大的影響。鍋爐的熱效率是指爐內蒸汽吸收的熱量與燃料發(fā)熱量的比例，主要影響燃料的燃燒和鍋爐的結構。各種煤和煤的濕度對鍋爐的熱效率有很大的影響。鍋爐結構的設計也非常重要，包括體積熱負荷和熱阻負荷的選擇、水冷壁布置、爐的尺寸和爐的拱形形狀等，這些因素對鍋爐的輸出功率和鍋爐的熱效率有很大的影響[5]。

4.5 合理利用機組內節(jié)流調節(jié)性能

節(jié)流調節(jié)不存在調節(jié)級，所以在第一級時，便可實現(xiàn)全周進汽，而工況變化，各級溫度便會降低，負荷適應性良好，同時適用于小容量機組與基本負荷大機組，但是經濟性較差，節(jié)流損失嚴重。熱電廠日常運轉過程中，可利用弗留格爾公式提高熱能動力工程利用率，并基于公式應用要求計算相同流量視域下，各級壓差與比焓降，以明確零件受力狀態(tài)與功率，并監(jiān)控汽輪機流通情況。簡言之，在既知流量下，根據(jù)運行時組前各級壓力公式負荷情況，詳細評估流動部分面積變化狀態(tài)。在引進弗留格爾公式之后，可確保機組內節(jié)流調節(jié)，以此為熱能動力工程在熱電廠性能優(yōu)化中的應用創(chuàng)造良好條件。

4.6 有效利用調壓調節(jié)性能

調壓調節(jié)可保障機組的負荷適應能力，促使機組穩(wěn)定運行，還可帶來良好經濟效益，進而提高熱能動力工程具體運行效率。但是調壓調節(jié)性能依然存在一定局限性，即在高負荷區(qū)域內，滑壓調節(jié)的經濟性不足，且動葉柵內大機組蒸汽工作之后發(fā)生機械能轉化現(xiàn)象，導致蒸汽余速嚴重損失。在熱能動力工程實踐應用過程中，因為機組運行機理不正確，時常會導致調壓調節(jié)損失，為防止這種問題出現(xiàn)，需引進先進科學技術與工藝，同時詳細分析調壓調節(jié)損失問題。

5 結語

綜合上述內容，可以得出，電場熱動系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化策略可以充分體現(xiàn)一個企業(yè)在保證電廠經濟效益的同時，對環(huán)境又達到了一種科學合理的保護，避免了對環(huán)境造成的二次污染。這一現(xiàn)狀充分體現(xiàn)了我國正逐步加大可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的進程，對實現(xiàn)全體企業(yè)的節(jié)能優(yōu)化起到了一定的促進作用。企業(yè)應當充分重視節(jié)能優(yōu)化，制定針對性的管理措施和技術措施，科學管理能源、節(jié)能降耗，實現(xiàn)電廠熱動系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，降低電廠的生產和運營成本。