發(fā)電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化與減排探討

陳國震

（國家能源集團山西公司霍州發(fā)電廠，山西 霍州 031413）

引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的熱源控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計已經(jīng)落后于現(xiàn)有的技術(shù)，為了適應國家的節(jié)能戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展的需要，必須制定更加嚴格的節(jié)能減排措施，才能真正達到節(jié)能減排的目的。熱能機組是火力發(fā)電的核心部件，其能耗高、環(huán)境污染大，對常規(guī)熱能機組進行優(yōu)化設計，對設備進行科學、合理的配置，并對其進行有效的節(jié)能監(jiān)控，既節(jié)約了資源，又避免了環(huán)境污染，降低了能源消耗，同時也實現(xiàn)了電站結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，達到了可持續(xù)發(fā)展的目的。

1 發(fā)電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的必要性

從目前國內(nèi)電力工業(yè)發(fā)展的情況來看，對發(fā)電廠熱動系統(tǒng)進行節(jié)能優(yōu)化是推動電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個重要課題。電廠在國內(nèi)屬于高耗能行業(yè)，隨著國家越來越重視經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，逐漸提高的生產(chǎn)成本已成為困擾電廠發(fā)展的主要問題。在實施節(jié)能優(yōu)化戰(zhàn)略的同時，對電廠的熱動系統(tǒng)進行節(jié)能優(yōu)化，節(jié)省運行費用，減少能源消耗，提高能源利用率，是環(huán)保的必然要求。與過去相比，我國火力發(fā)電系統(tǒng)在節(jié)能改造方面已有了很大的進展，在節(jié)能管理上有了很大的提高?；鹆Πl(fā)電廠的熱動系統(tǒng)是一個非常復雜的工程，它包含了很多的設備和環(huán)節(jié)，因此，在各個環(huán)節(jié)都要重視節(jié)能，而要做到這一點，就必須要大膽地進行技術(shù)創(chuàng)新，采取全方位的節(jié)能措施，采取多種節(jié)能技術(shù)，進行精細管理，這樣就可以減少整個熱動系統(tǒng)的能源消耗。要從根本上解決熱動系統(tǒng)的節(jié)能問題，就必須對熱動系統(tǒng)進行全方位的監(jiān)測，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，做出最佳的解決辦法[1]。針對目前火力發(fā)電廠的熱動系統(tǒng)運行中存在的問題，應從細部著手，以提高總體效率。

2 發(fā)電廠熱動系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設計

2.1 發(fā)電廠熱動系統(tǒng)運行模式的優(yōu)化設計

在優(yōu)化電廠熱動系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化方案時，為了達到系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的目標，就必須先對機組的運行模式實施節(jié)能化改造，調(diào)整傳統(tǒng)的系統(tǒng)運行方式，嘗試采用多元化的運行方式。例如，將一年分為幾個時間段，在某個時間段可以嘗試一種連續(xù)的閥門工作模式，并且在一定的時間內(nèi)，對機組進行最合理的調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)的工作效率。同時要注意機組的真空，尤其是汽輪凝結(jié)器的真空，相關(guān)技術(shù)人員需要動態(tài)地觀察和檢查相關(guān)設備的真空，并對其進行科學的調(diào)整，以保證其在生產(chǎn)過程中處于最佳狀態(tài)，在一定程度上減少電廠的能源消耗。在熱動系統(tǒng)運行時有關(guān)工作人員必須重視其工作參數(shù)的穩(wěn)定性，可通過對熱動系統(tǒng)運行的實時監(jiān)測，保證熱動系統(tǒng)的真空度。

2.2 電廠循環(huán)用水系統(tǒng)的優(yōu)化設計

在熱動系統(tǒng)中供水系統(tǒng)采取的是主控制模式，主控制對整個管網(wǎng)的運行有很大的影響，要使供水管網(wǎng)的運行達到最優(yōu)，必須從主控制開始，通過先進的技術(shù)優(yōu)化熱動系統(tǒng)的運行效率，降低運行過程中的能耗。在建立電廠熱動系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化方案時，還可以從熱動系統(tǒng)的循環(huán)用水入手，對常規(guī)的控制供水模式進行優(yōu)化，減少電廠的能耗。由于電力企業(yè)在實際操作中存在著嚴重的水污染，電廠必須對其運行時所排放的高溫廢水進行循環(huán)利用。從電廠廢水處理的應用范圍來看，電廠在熱動系統(tǒng)運行時可以利用污水處理技術(shù)將其用于熱動系統(tǒng)。在對高溫污水進行熱回收的同時，在排放污水的末端設置了冷卻器進行冷卻，并將其用于其他對水質(zhì)要求不高的循環(huán)水系統(tǒng)。

2.3 發(fā)電廠熱動系統(tǒng)水汽系統(tǒng)的優(yōu)化設計

在電廠熱動系統(tǒng)中除了循環(huán)用水之外，還必須考慮到蒸氣系統(tǒng)的優(yōu)化問題。在優(yōu)化熱動系統(tǒng)的蒸氣系統(tǒng)時可以對常規(guī)的蒸氣系統(tǒng)進行改造，例如，在發(fā)電時可以將電廠的工作熱量和能量從傳統(tǒng)的蒸氣系統(tǒng)中剔除，再利用蒸氣和冷凝水，保證電廠的正常運轉(zhuǎn)。這種方法的運用，是通過充分利用凝結(jié)水的余熱來實現(xiàn)蒸汽系統(tǒng)的優(yōu)化。電廠在進行熱動系統(tǒng)的優(yōu)化設計時，還可以優(yōu)化加熱系統(tǒng)的水汽溫度。由于電廠熱動系統(tǒng)在運行時會產(chǎn)生大量的高溫蒸汽產(chǎn)品，因此，將其作為加熱蒸汽的形式用于日常生產(chǎn)、生活，是一種有效的回收方法，在將蒸汽產(chǎn)品輸送到供暖區(qū)域時，采用噴水冷卻以減少蒸汽能量消耗的做法，往往會造成巨大的浪費。

在對發(fā)電廠的熱動系統(tǒng)進行降級時，蒸汽的力量是驅(qū)動汽輪機運轉(zhuǎn)的主要動力，將高溫蒸汽進行轉(zhuǎn)化，然后將其輸送到居民的家中，這樣就可以有效地降低能耗。在電廠的生產(chǎn)調(diào)度中合理利用蒸氣熱量，可以有效地保證機組的運行效率，防止大量的冷凝水的浪費。為此，必須對發(fā)電廠熱能發(fā)電系統(tǒng)進行必要的改造，以滿足發(fā)電廠熱能發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化和節(jié)能改造。具體方式如下：

1）通過利用余熱來改善低壓蒸汽的利用率，降低蒸汽熱損耗，達到節(jié)能改造的目的。

2）強化反壓回收模式，采用氣壓加壓泵，完成冷凝水的加壓輸送。

3）重視采用壓力回收的方法。該方法主要是利用輸水閥門來進行冷凝水的輸送，達到二次水汽的循環(huán)再利用，降低尾氣排放，達到節(jié)能和減排目的。

2.4 鍋爐節(jié)能降耗

鍋爐是電廠中最重要的電力供應裝置，在電廠中使用的比例很高。在正常運轉(zhuǎn)時，鍋爐產(chǎn)生的熱量可以達到150～200 ℃。由此可以看出，鍋爐在排煙時會有很大的熱量損失。如果能通過科學的方法來控制鍋爐的排煙量，將會產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益。在鍋爐的改造中，在排煙部位安裝一個可以循環(huán)的設備，降低熱量損失，降低能源損耗，提高鍋爐的能源轉(zhuǎn)化效率，提高電廠的經(jīng)濟效益。在鍋爐節(jié)能減排的同時，會產(chǎn)生大量的廢水，這些廢水本身就會帶著一定的溫度，在排放的時候會有一定的熱量損失，為了防止這種熱量的損失，可通過排煙來回收廢水中的熱能，減少能源的浪費，以達到節(jié)約能源的目的。

2.5 積極引入熱能動力聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

電廠采取了許多節(jié)能措施，以求可持續(xù)發(fā)展，但收效甚微，其原因是電廠只對個別的設備進行了節(jié)能改造和優(yōu)化。熱能聯(lián)產(chǎn)技術(shù)最大的特點就是一體化、系統(tǒng)化，目前常用的技術(shù)有汽輪機聯(lián)產(chǎn)、燃氣輪機聯(lián)產(chǎn)等。汽輪機聯(lián)產(chǎn)是燃氣輪機和汽輪機的高壓系統(tǒng)，聯(lián)產(chǎn)有利于系統(tǒng)的優(yōu)化，尤其是對高耗能企業(yè)來說，是一種有效的節(jié)能措施。燃氣輪機聯(lián)產(chǎn)則是對熱能動力系統(tǒng)進行優(yōu)化，以確保在低溫下的熱能得到有效的加熱。

2.6 利用熱能進行高低轉(zhuǎn)換，達到節(jié)能降耗的目的

在正常運行的情況下，熱動系統(tǒng)的高效率運行會產(chǎn)生大量的熱量，因此，在向用戶提供熱量之前，需要對蒸汽進行冷卻。將高溫蒸汽送入專用設備，以蒸汽的能量驅(qū)動渦輪運轉(zhuǎn)，熱量高的熱能逐漸轉(zhuǎn)變成低能量的蒸汽，并用于居民日常生活，實現(xiàn)了高效利用熱能，減少能耗消耗。在眾多的熱源機組中，化學補水系統(tǒng)作為輔助設備的重要組成部分，有著特殊的作用，可以提高設備的使用壽命，減少能耗。通過多年的實踐總結(jié)出經(jīng)驗：在化學補水系統(tǒng)中加入冷凝裝置，可以達到很好的節(jié)能效果。在凝汽器喉處加裝噴霧式冷卻器，可有效地解決高溫負荷現(xiàn)象，保證機組的安全運行，更好地發(fā)揮其節(jié)能效果，提高熱量的回收率，節(jié)約能源。

3 結(jié)語

根據(jù)電廠的實際運行狀況，對火力發(fā)電系統(tǒng)進行優(yōu)化，顯著提高了火力發(fā)電廠的運行效率。通過技術(shù)和裝備的革新，促進火力發(fā)電的創(chuàng)新發(fā)展，既提高了電廠的經(jīng)濟效益，又可以達到節(jié)能減排的環(huán)保要求，實現(xiàn)電廠的可持續(xù)發(fā)展。