淺談火力發(fā)電廠的節(jié)能減排管理與實際應(yīng)用

國網(wǎng)能源哈密煤電有限公司花園電廠 李松儒

我國眾多的燃煤電廠每年所消耗煤炭消費量超過了總量的50%，由于煤炭的高耗能和低利用率，造成的煤炭污染已超過了環(huán)境所能承受的范圍，燃煤電廠節(jié)能降耗管理迫在眉睫。要對我國的節(jié)能減排進行有效的管理，就要從宏觀上進行合理的規(guī)劃，還可有效增強對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效控制，讓這些不可再生資源得到有效利用。

燃煤電廠要實現(xiàn)環(huán)境污染治理就需采取積極的節(jié)能減排措施，同時要進行宏觀的規(guī)劃。首先，要準備好能量分布、調(diào)整能量結(jié)構(gòu)。目前燃煤電廠以煤為原料，其特征在于一次能源結(jié)構(gòu)限制，而我國燃煤電廠的裝機容量較大。其他如水電、風能和核電等的發(fā)電能力受到嚴重影響，所以除燃煤外要大力發(fā)展水電和核電，要調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，把新能源用于國民經(jīng)濟的發(fā)展，這是目前各級政府的當務(wù)之急；另外，要大力發(fā)展火力發(fā)電的中高參數(shù)、大容量機組，因為小型燃煤電廠在發(fā)電時所需能量要比大容量機組多得多，同時其污染物排放量遠大于大型發(fā)電機組，因此關(guān)停小型機組、開發(fā)大容量發(fā)電機組，是電廠節(jié)能減排的必要措施。

1 火力發(fā)電廠節(jié)能評價常用方法

在電廠中可采用多種不同的方法進行節(jié)能評估，燃煤電廠常用的節(jié)能評估主要有客觀評估和主觀評估等兩種方法，在此基礎(chǔ)上，一般學者都會給出一些常用的評估方法，并對其進行了詳細的分析。如專家評分法、模糊層次分析法、網(wǎng)絡(luò)層次分析法、主要成分分析法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法等。

主成分分析法。主成分的分析一般是多元統(tǒng)計分析的一個重要組成部分，其應(yīng)用領(lǐng)域已從單一的多源數(shù)據(jù)向下進行了全面的降維處理。主成分的分析目標就是從眾多的評估指標或影響因子中，及時選出一些能夠反映這些原始指數(shù)信息的重要指標或影響因子。主成分的分析使許多指數(shù)都有了某種獨立的線性獨到性。主成份分析具有方便、實用、適用范圍廣泛等特點，其一個重要明顯特征是，通過每個變量或者指數(shù)對總體的貢獻來決定每個變量或指數(shù)的權(quán)重，采用盡可能少的指標盡可能地反映出指標或變量的信息，以客觀賦權(quán)指標，簡化指標體系，減少數(shù)據(jù)冗余，在一定程度上減少這些指標的重疊性。

層次分析法。AHP是美國運籌學專家T.L.Satty在1970年代的模擬大會上首先提出，具有結(jié)構(gòu)化、層次化的特點，適合于求解多目標、多層次問題，一般會分成很多的具體流程步驟：根據(jù)評估目的將各項指標按不同的類別進行分類，并根據(jù)它其相互關(guān)系進行分類，從而形成層次分明的體系；通過對底層與上層單元的相互關(guān)系的分析，確定底層單元與上層單元的相對重要程度。完成整體指標系統(tǒng)的對比與相對重要性判定，并將判定結(jié)果進行統(tǒng)計，最后可根據(jù)底層和高層指標建立一個評判矩陣；通過對判斷矩陣的特征量進行整體性檢驗，得到各指標對目標影響的大小，最后確定各指標的權(quán)重。

專家打分法。一般都是經(jīng)過專家評分來完成問卷調(diào)查，做完詳細的檢查后將這些所問的內(nèi)容填寫進去。如，調(diào)查的內(nèi)容是燃煤電廠的節(jié)能減排評估指標并對其進行評分，然后將各指標的得分進行量化分析與量化評估，得到最后的評估結(jié)果。專家評分一般用于解決由于政策和人的主觀因素所造成的問題、而不是技術(shù)上的問題，特別是在缺乏必要的信息和有關(guān)的數(shù)據(jù)時。

2 火力發(fā)電廠設(shè)備的能耗問題

鍋爐多次熄火，燃料消耗較大。我國目前的燃煤電廠主要以煤為主，但有些煤礦會向電廠提供虛假的煤炭。這些煤的品質(zhì)遠達不到發(fā)電要求，經(jīng)常會出現(xiàn)故障，對鍋爐的安全造成很大的影響。若不能盡快修理會存在著巨大的安全隱患，且持續(xù)的點火需耗費大量的燃料，投入太多的資金造成巨大的損失，不利于火電廠的發(fā)展。

發(fā)電廠設(shè)備陳舊且老化。很多電廠的發(fā)展都以短期投資和利潤為主，沒有長期的發(fā)展規(guī)劃，他們一般會選擇便宜的鍋爐。雖然在初期購置會減少成本，但這種廉價的裝置耗費太多、產(chǎn)生的電力也很少，也會對環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。經(jīng)過一段時間的使用鍋爐就會老化，從而導致鍋爐的磨損，在使用中會出現(xiàn)許多問題，導致資源的浪費。在很多種的狀況發(fā)展下，鍋爐的所有裝置都會變得陳舊，而廉價裝置不僅會更快地老化，還會浪費大量的能量。一旦發(fā)現(xiàn)了設(shè)備的老化影響了日常工作，就需想方設(shè)法降低設(shè)備的損失，同時也要對其進行定期的維修，否則就會耽誤這些設(shè)備的運行。

燃料管理不善，鍋爐運行時間過長。良好的燃油管理可保持裝置的正常運轉(zhuǎn)，同時也可起到保護環(huán)境的作用，但許多電廠并沒有將燃油管理作為一項重要工作，在實際操作中由于燃油原因會有一些問題；長時間的使用會導致設(shè)備老化，使鍋爐內(nèi)產(chǎn)生大量的灰燼和煤渣；長期換熱后排出的煙氣會很多，從而堵塞鍋爐出口造成嚴重的環(huán)境污染，影響附近居民的生活。

3 火力發(fā)電廠節(jié)能減排的實際策略

3.1 對燃煤的品質(zhì)嚴格把控

火力發(fā)電廠的能源是煤炭，造成的污染也是煤燃燒后的SO2。在煤炭燃燒不足時造成的污染大于燃燒，而煤炭燃燒不足與煤炭質(zhì)量有很大關(guān)系。嚴格控制煤炭質(zhì)量是治理燃煤污染的首要措施，通過對煤炭品質(zhì)的控制可大大降低電廠用煤成本，增加經(jīng)濟效益。燃煤電廠中煤炭所占費用約占電廠總投資的八成左右，如不進行大的變革，在煤炭質(zhì)量上進行大的轉(zhuǎn)變或改造，煤炭的消耗量將會大大提高，而電能的輸出率則非常低，但也存在著設(shè)備壽命大幅度減短的問題，對電力公司的長遠發(fā)展不利。在購買煤炭時應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)煤炭，并對入爐的煤炭質(zhì)量進行嚴格控制，可節(jié)省煤炭的消耗，對電廠的成本控制將會更好，還能達到節(jié)能減排目的。

3.2 優(yōu)化鍋爐，減少能量損耗

在電廠中大部分采用的是鍋爐設(shè)備，常規(guī)鍋爐設(shè)備對煤炭的燃燒率較低，導致大量煤炭損失。在常規(guī)損失范圍內(nèi)對電力生產(chǎn)的影響是有限的，而常規(guī)鍋爐在燃燒過程中存在著大量的不足，要針對性采取措施來預(yù)防。

一是鍋爐的隔熱保護。降低鍋爐運行過程中的熱損耗，可在壁面和管子之間添加新型隔熱材料，可大大提高傳熱效果，降低鍋爐溫度自散性并提高鍋爐本身的溫度，保證了鍋爐的熱傳導系數(shù)大幅度下降；二是通過對爐渣進行控制，使爐渣在排渣過程中的溫度得到有效控制，防止爐渣在排出時會產(chǎn)生大量的熱量，導致能源的損耗，從而影響到電力的使用；三是要使鍋爐表面清潔，便于鍋爐和其它設(shè)備的正常工作，減少不必要的能源消耗。還可調(diào)整鍋爐火焰中心，防止火焰中心位置出現(xiàn)偏差而產(chǎn)生的局部溫度，溫度的不均會導致熱量的損失，無法達到最大的效率；四是在不充分燃燒情況下應(yīng)采取以下措施：增加煤的入爐溫度，充分地將煤粉與空氣混合、減少煤粉細度，鍋爐的燃燒情況，主、副風的混合時間，最后進行優(yōu)化鍋爐的方法來降低這些能量消耗。

3.3 降低鍋爐燃油使用，提高其傳熱能力

火電廠鍋爐在使用過程中需進行降溫、降壓，這在鍋爐的維修與使用中起著非常重要的作用；要隨時關(guān)注鍋爐的運轉(zhuǎn)并適當降低燃料的消耗，既節(jié)省了燃料、又能作為設(shè)備的保養(yǎng)；將熱量轉(zhuǎn)化為電能，熱能的轉(zhuǎn)換非常關(guān)鍵，在鍋爐的內(nèi)壁上要采用具有較高熱量的物料，這對整個裝置的整體調(diào)整有很大幫助。

提高電廠的運行效率，增加其轉(zhuǎn)換內(nèi)功的效率，降低其內(nèi)部損耗，通常使用透平機將蒸汽的熱量轉(zhuǎn)化為動能。然而，在渦輪中的蒸汽流動會在噴嘴與槳葉間形成摩擦，而葉片上經(jīng)常會有漏氣等原因，使得汽輪機在進行汽能轉(zhuǎn)換時只能將一部分可利用的焓降轉(zhuǎn)換為內(nèi)功，從而導致汽輪機的內(nèi)耗。所以在電廠機組運行中，如何提高機組運行效率是做好節(jié)能降耗工作的一項重要工作。在實踐中可采取如下措施來改進：當蒸氣流經(jīng)動葉柵時其相對速度可提高；通過采用漸縮葉片等方法降低葉柵出口壁的厚度，從而大大降低葉柵內(nèi)因摩擦而產(chǎn)生的動能損失，有利于降低這些火電廠的鍋爐燃油使用情況。

3.4 做好日常監(jiān)督管理工作

由于能源的浪費和產(chǎn)生的大量污染源，其中既有客觀原因也有很大一部分是人為，所以須加強日常監(jiān)管以減少生產(chǎn)中的能耗。

加強節(jié)能減排意識，在平時的工作當中要把節(jié)能減排觀念樹立起來，須在日常工作中加大對員工的培訓和宣傳力度，讓值班人員在節(jié)能減排方面發(fā)揮自己的主動性，積極探索節(jié)能減排的經(jīng)驗，提高運行的技能；在機組運行中往往因其動態(tài)特性導致了數(shù)據(jù)的變化，因此要時刻關(guān)注和調(diào)整機組運行情況，通過比較機電的耗煤量發(fā)現(xiàn)問題所在，采取相應(yīng)的對策，使影響在可控的范圍之內(nèi)，從而有針對性地做出反應(yīng)。

在監(jiān)管期間，要加大火電廠單位的監(jiān)督力度，按照國家有關(guān)標準和行業(yè)標準，進行大規(guī)模的能源計量管理，然后再嚴格區(qū)分供熱和非生產(chǎn)用電；對設(shè)備的維修須建立健全的維修制度，并對各種維修標準進行規(guī)范，以保證設(shè)備的高質(zhì)量運行，保證設(shè)備在生產(chǎn)中處于最佳的運行狀態(tài)，防止因設(shè)備故障而影響到供電公司的供電。設(shè)備的失效還會對能耗產(chǎn)生一定影響，不能充分發(fā)揮節(jié)能減排的思想，對實現(xiàn)節(jié)能減排的目的也不利。在購買煤炭時須選用優(yōu)質(zhì)煤炭，進一步增強采購前、采購中和采購后的監(jiān)管，防止煤炭在源頭出現(xiàn)質(zhì)量問題，從而達到節(jié)能減排目的。

4 結(jié)語

由于能源日益匱乏、能源短缺成為全球面臨的問題，目前燃煤電廠的節(jié)能減排問題已成為普遍關(guān)心的課題，其面臨的問題也十分嚴重。在節(jié)能減排工作中國家必須對電廠進行宏觀、合理的規(guī)劃與調(diào)整，管理部門要做好電廠各環(huán)節(jié)的管理控制。未來要想在面臨能源緊缺的形勢下實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，須加大對環(huán)境的監(jiān)管力度。