基于環(huán)保新形勢下電力工業(yè)節(jié)能減排的研究

朱小樨

（國網(wǎng)如東縣供電公司， 江蘇 南通 226400）

0 引言

我國電能一直依靠火力發(fā)電，發(fā)展歷史悠久，可以分為燃?xì)馊济喊l(fā)電廠與余熱發(fā)電廠。電廠能源類型較多，但火力發(fā)電廠一直在電力工業(yè)中占據(jù)重要地位，尚未被新型電力工業(yè)模式淘汰。當(dāng)前，我國生產(chǎn)的煤炭1/4 用于火力發(fā)電。火力發(fā)電廠建造時間短，只占水利發(fā)電廠建設(shè)周期的1/2，建設(shè)地選擇更加便利，投資資金少，但環(huán)境污染問題與能源消耗嚴(yán)重。因此，要加強(qiáng)火力發(fā)電廠節(jié)能減排研究，為電力工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展提供保障。

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

作為電力工業(yè)重要組成部分，火力發(fā)電推動了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是，火力發(fā)電具有能源消耗較大的缺點(diǎn)。因此，需引入節(jié)能控制理論，探究環(huán)保技術(shù)，探索電力工業(yè)節(jié)能減排的具體效果[1]。火力發(fā)電廠承擔(dān)著我國大部分電力生產(chǎn)建設(shè)的責(zé)任，通過完善特定機(jī)組，分析系統(tǒng)環(huán)保運(yùn)行參數(shù)，衡量機(jī)械整體耗能，改造升級環(huán)保系統(tǒng)設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的同時，可以優(yōu)化環(huán)保系數(shù)技術(shù)，提高機(jī)組的生產(chǎn)運(yùn)管能力。

2 環(huán)保新形勢下火電廠節(jié)能減排的策略

2.1 改造鍋爐體系

鍋爐是火電廠中的重要組成部分，也是火電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵。

1）鍋爐風(fēng)機(jī)運(yùn)行時會消耗大量的能量，大部分鍋爐的火電機(jī)組配置回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，在運(yùn)行過程中，回轉(zhuǎn)式的空氣預(yù)熱器易出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象。通過優(yōu)化風(fēng)煙系統(tǒng)空預(yù)器的性能，例如，控制空預(yù)器進(jìn)出口空氣系數(shù)，降低排煙溫度，可以提高鍋爐運(yùn)行效率，減少鍋爐排煙的熱能損耗。

2）燃燒原煤時利用凈水技術(shù)手段，通過反滲透與離子交換實(shí)現(xiàn)低耗能轉(zhuǎn)換，減少加熱水過程產(chǎn)生的水垢，達(dá)到降低能源損耗的目的[2]。部分火電廠選擇間隙小的原煤作為燃料，在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的污染物。因此，需要選擇優(yōu)質(zhì)的燃煤材料。

3）在鍋爐日常運(yùn)行過程中，針對性地試驗(yàn)鍋爐的設(shè)備性能，利用大數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證鍋爐的性能，提升電機(jī)配置運(yùn)行的安全性，在數(shù)據(jù)閉環(huán)中分析穩(wěn)定數(shù)據(jù)，為火電廠熱工控人員提供一定的技術(shù)指導(dǎo)。

4）火電廠應(yīng)充分利用鍋爐的余熱，并為周圍居民提供熱力資源，可有效提高能源利用效果?；痣姀S應(yīng)提升余熱回收利用率，避免余熱在排出過程中出現(xiàn)CO2和煙塵排放量超標(biāo)現(xiàn)象，降低能源耗費(fèi)[3]。

5）通過建模調(diào)整鍋爐燃燒。技術(shù)人員可以將燃燒理論與鍋爐運(yùn)行參數(shù)作為建?；A(chǔ)，借助計算機(jī)高效運(yùn)算，提高鍋爐燃燒科學(xué)性。通過爐膛內(nèi)火焰檢測、風(fēng)煤比例測量等相關(guān)檢測技術(shù)有效計算出鍋爐的燃燒效率，有助于工作人員了解鍋爐運(yùn)行狀況，檢測燃燒情況，達(dá)到節(jié)能減排效果。

2.2 合理應(yīng)用脫硫技術(shù)

運(yùn)用源分離技術(shù)處理脫硫廢水是提高火電廠廢水處理效率的關(guān)鍵技術(shù)，火電廠的廢水會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，可以采用凝聚澄清工藝結(jié)合酸堿中和綜合處理廢水。使用脫硫技術(shù)處理廢水需要注意廢水廢料處理是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，檢測廢水的pH 值中和。廢水主要成分是硫化物、鹽類和懸浮顆粒物，因此，處理廢水時應(yīng)該按照以下幾個工序進(jìn)行處理。

1）處理廢水酸堿中和。廢水的酸堿值大約為4～6，處理后，pH 值將會升高，且自處理時廢水中的物質(zhì)會形成沉淀物。

2）使用沉降工藝處理。沉降工藝可以處理金屬離子和氫氧離子所形成的沉淀物，如硫化物，這類沉淀物污染性明顯，應(yīng)按照火電廠相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格操作，避免處理不當(dāng)出現(xiàn)更加嚴(yán)重的廢水污染。

某市火力發(fā)電廠使用絮凝工藝處理廢水，具體如圖1 所示。絮凝工藝處理能夠?qū)U水析出晶體，出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。污水進(jìn)入PH 調(diào)節(jié)池后，經(jīng)過電氣設(shè)備進(jìn)入污泥池加以處理，在污泥濃縮池中分離廢水的固體和液體，最后出水。

圖1 絮凝工藝處理過程

2.3 改造動力傳輸系統(tǒng)

汽輪機(jī)屬于火電廠電力生產(chǎn)中的重要系統(tǒng)，大部分熱電廠配備著監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)Υ笕萘康臋C(jī)組進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。由于汽輪機(jī)技術(shù)十分成熟，想要通過優(yōu)化汽輪機(jī)達(dá)到節(jié)能減排的效果，可改造空間較小。汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中存在著一些突出的問題，火電廠可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析運(yùn)行端差，持續(xù)優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行效率，達(dá)到減少能源消耗的效果。汽輪機(jī)動力傳輸效率低下，容易消耗大量的能源。因此，應(yīng)對加熱器的抽油量進(jìn)行詳細(xì)分析，計算加熱器的具體耗能，為機(jī)組搭建出合適的熱系統(tǒng)煤耗與熱耗。通過機(jī)組的動力轉(zhuǎn)換與傳輸方式分析抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)，提高工作人員的操作能力與操作水平，將運(yùn)行流程規(guī)范化[5]。使用現(xiàn)代技術(shù)為火電廠動力傳輸提供保障，綜合監(jiān)控火電廠的多余加熱器溫升與抽油量，為火電廠創(chuàng)建節(jié)能環(huán)保體系提供幫助。某電廠的機(jī)組熱力系統(tǒng)參數(shù)如表1 所示，根據(jù)運(yùn)行參數(shù)能夠推測機(jī)組的運(yùn)行狀況，評估電廠的經(jīng)濟(jì)性能。同時，根據(jù)參數(shù)能夠分析出熱力系統(tǒng)循環(huán)過程。

表1 機(jī)組熱力系統(tǒng)參數(shù)

2.4 應(yīng)用CASS 技術(shù)

CASS 技術(shù)將SBR 的反應(yīng)池沿長度方向分為兩個部分，在SBR 基礎(chǔ)上改良反應(yīng)器，并設(shè)置自動除水，CASS 工藝能夠?qū)崿F(xiàn)厭氧、缺氧交替運(yùn)行的過程，可以有效脫氮除磷，在其自動出水裝置中有升降功能，能夠有效實(shí)現(xiàn)曝氣、降水以及排水，無需多大的污泥回流系統(tǒng)與二次沉淀池，可以連續(xù)進(jìn)行。運(yùn)行過程包括充水、曝氣、沉淀和閑置四個階段，在充水、曝氣過程中，會導(dǎo)致微生物從氧氣直接進(jìn)到反應(yīng)槽內(nèi)，可以直接分解有機(jī)物，沉淀池中的污水沉淀到底后，上層的水將會變得清澈。CASS 技術(shù)適用于大部分污水處理，與傳統(tǒng)活性污泥處理方法相比，CASS 技術(shù)優(yōu)勢十分明顯，建設(shè)費(fèi)用低，工藝流程較短，占地面積小，可以減少運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，能夠有效幫助電廠去除廢水中的污染物質(zhì)。當(dāng)降水裝置安裝在反應(yīng)槽末端，能夠有效去除污水，清澈的液體將會從上層留到下層，污水排除后，會將排水器還原位置[6]。此外，當(dāng)出現(xiàn)重金屬污染到電廠周圍的土壤時，可以采用物理化學(xué)修復(fù)方法加以治理，采用溶劑洗脫吸附能夠有效去除土壤中存在的重金屬的污染物質(zhì)。如果部分地方污染十分嚴(yán)重，可以使用化學(xué)修復(fù)方法，檢測重金屬中的具體含量，并使用化學(xué)藥劑加以處理。一般的化學(xué)藥劑能夠與土壤中的重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，固定土壤中的重金屬物質(zhì)，甚至將其分離提取，避免影響周圍環(huán)境。

2.5 改善動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

傳統(tǒng)機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)以常規(guī)聯(lián)動軸結(jié)構(gòu)為主，可以調(diào)節(jié)機(jī)組動力。設(shè)備與設(shè)備之間出現(xiàn)摩擦，將影響生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行。盡管可以保證速率穩(wěn)定，但是會導(dǎo)致熱能動力系統(tǒng)出現(xiàn)高負(fù)荷的問題，尤其是在機(jī)組轉(zhuǎn)動過程中，熱能動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功率傳輸會持續(xù)下降，如果機(jī)組長期處于工作狀態(tài)，會影響熱能動力系統(tǒng)?？梢詫恿ο到y(tǒng)改造為600 MW。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行過程中，利用節(jié)能環(huán)保技術(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源梯級利用。運(yùn)用永定性調(diào)速器，直接取代聯(lián)軸器，確保動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作效率。例如，某電廠的熱能機(jī)組為磁調(diào)速結(jié)構(gòu)，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)動力結(jié)構(gòu)需求，將設(shè)備直接調(diào)制到600 MW，等系統(tǒng)穩(wěn)定后，可以及時停止調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動程序[7]。安裝此設(shè)備前，利用環(huán)保技術(shù)改變設(shè)備變速調(diào)頻裝置，及時調(diào)節(jié)速率，調(diào)整設(shè)備數(shù)據(jù)與實(shí)際設(shè)備耗能需求，最大程度減少損耗。在供暖過程中，系統(tǒng)運(yùn)行溫度出現(xiàn)變化，導(dǎo)致能耗損失。此時，可以調(diào)整控制閥，利用動態(tài)的工作方式調(diào)整介質(zhì)壓力與流量，保證系統(tǒng)穩(wěn)定，提高能量的利用效率?；痣姀S需要根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)單閥操作與連續(xù)調(diào)節(jié)，保障系統(tǒng)良好運(yùn)行，提高能量利用效率。

3 結(jié)語

在環(huán)保新形勢下，我國倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保理念，減少工業(yè)污染成為人們創(chuàng)造美好生活環(huán)境的關(guān)鍵。火電廠要分析熱能機(jī)組節(jié)能環(huán)保技術(shù)要點(diǎn)，為電力工業(yè)引進(jìn)新技術(shù)，通過改造電廠動力傳輸系統(tǒng)，優(yōu)化動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，保障電力行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。