火電廠發(fā)電系統(tǒng)的能耗與污染控制探究

王 帥

（華電漯河發(fā)電有限責(zé)任公司，漯河 462300）

0 引言

火力發(fā)電廠，是我國電力系統(tǒng)中的重要組成部分，關(guān)系著國家和社會的穩(wěn)定和發(fā)展，其重要性不言而喻。因此，如何最大程度地降低火力發(fā)電廣的能源資源消耗，提高能源資源使用效率，減少二氧化硫、姻塵等污染物的排放量，成為了我們努力的目標(biāo)。基于這樣的發(fā)展現(xiàn)狀和研究目標(biāo)，本文從火電廠發(fā)電系統(tǒng)的能耗分析、火電廠發(fā)電系統(tǒng)的污染物與控制工序分析、火電廠發(fā)電系統(tǒng)節(jié)能減排的發(fā)展展望等方面展開論述和探究。

1 火電廠發(fā)電系統(tǒng)的能耗分析

了解火電廠發(fā)電系統(tǒng)的能耗分布，首先我們需要了解火電廠發(fā)電系統(tǒng)組成和過程。以燃煤發(fā)電系統(tǒng)為例，組要包括了燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)和煙氣凈化系統(tǒng)等組成，主要的生產(chǎn)設(shè)備包括了鍋爐、汽輪機、發(fā)電機和脫硫脫硝裝置等。火電發(fā)電廠的發(fā)電過程主要能源轉(zhuǎn)換過程為：從燃燒系統(tǒng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，在汽水系統(tǒng)中將高溫高壓氣體的熱能轉(zhuǎn)換為機械能，最后在電機的帶動下轉(zhuǎn)化為電能。在這個過程中，火電廠的發(fā)電系統(tǒng)的能耗可以分為熱損失、機械損失以及污染物的控制。在鍋爐為主體的燃燒系統(tǒng)中，主要涵蓋了熱損失，排煙熱損失、機械不完全燃燒熱損失、散熱損失、灰渣物理熱損失等，對于發(fā)電效率有明顯影響；在汽輪機部分，噴嘴損失、動葉損失、余速損失、葉高損失、扇形損失、葉輪摩擦損失、部分進氣損失、漏氣損失和濕氣損失也是重要的能耗損失，除此之外，汽水管道中的局部損失和沿程損失也造成不可逆。而在火電廠發(fā)電過程中，污染物的控制也是能耗的一大重要組成部分，隨著環(huán)保要求的提高，對于發(fā)電過程中產(chǎn)生的硫化物、NOX以及固體廢渣等污染物需要進行處理后才能排放，這就在發(fā)電系統(tǒng)末端需要設(shè)置脫硫脫硝系統(tǒng)以及廢渣處理系統(tǒng)，這些系統(tǒng)必然會增加生產(chǎn)的成本和能耗。

2 火電廠發(fā)電系統(tǒng)的污染物與控制工序分析

火電廠污染物分為固體的、液體的和氣體的幾類以及噪聲等。其中，固體污染物指的是粉塵，這是燃煤電廠排放的塵粒。我國火電廠年排放塵粒約600萬噸，其數(shù)量之巨大，以及危害之大由此可見一斑。塵粒不僅本身污染環(huán)境，還會與二氧化硫、氧化氮等有害氣體結(jié)合，加劇對環(huán)境的損害。固體污染物還有灰渣，煤燃燒后殘留的灰渣、經(jīng)文丘里除塵器與布袋或靜電除塵器截留匯集下來的粉煤灰，是電煤燃燒后的殘留物，其主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂及部分微量元素。廢氣污染物主要是CO2、NOX和硫化物，廢氣中包含大量CO2，對于大氣的溫室效應(yīng)有重要影響，電煤含有有機硫與無機硫。燃燒生成二氧化硫排出，就會產(chǎn)生酸雨。火電廠的廢水主要有沖灰水、除塵水、工業(yè)污水、生活污水、酸堿廢液、熱排水等。除塵水、工業(yè)污水一般均排入灰水系統(tǒng)。總的來說，火電廠對環(huán)境的影響可歸納為：二氧化碳溫室效應(yīng)、酸雨、粉塵污染、灰渣污染、脫硫石膏固廢、廢水污染。為了降低污染物對環(huán)境的影響，火電廠廢物資源化利用目標(biāo)：廢氣合理控制、廢水處理達標(biāo)排放或循環(huán)利用，固廢作為建材原材料利用。因此，在控制工序方面，首先在系統(tǒng)方面構(gòu)建完善的監(jiān)控反饋機制，發(fā)揮DCS系統(tǒng)軟、硬件的質(zhì)量和自診斷能力，對提前預(yù)防、軟化故障能做到有效控制，保證能耗和污染物排放的管控，其次，在脫硫脫硝等降低排放的工序上，配套低耗能環(huán)保設(shè)施，盡量做到近零排放。

3 火電廠發(fā)電系統(tǒng)節(jié)能減排的發(fā)展展望

針對火電廠發(fā)電系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀和節(jié)能減排發(fā)展需求，本文就如何提升火電廠發(fā)電系統(tǒng)節(jié)能減排的發(fā)展提出以下幾點思考與展望[1-5]。

（1）依托節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新探究與發(fā)展，促進火電廠能耗的降低和廢氣廢水的排放。節(jié)能減排工作的質(zhì)量提升，要在技術(shù)方面做好攻關(guān)，要通過技術(shù)推動發(fā)展，在源頭上控制好發(fā)電過程中的能耗損失，并在污染物的處理上提升工藝、技術(shù)水平，讓火電廠的發(fā)電能夠更為的高效、環(huán)保。

（2）做好火電廠的合理規(guī)劃，促進生產(chǎn)與管理工作。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，做好各個環(huán)節(jié)的綠色環(huán)保，從提升燃燒煤質(zhì)、優(yōu)化鍋爐燃燒效率、降低燃燒能量損傷、提高汽輪機和電機的機械效率等方面控制好生產(chǎn)的能耗，并構(gòu)建有效的能耗分析和控制體系，實現(xiàn)能量的二次利用，并降低有害物質(zhì)的排放。

（3）火電廠的節(jié)能減排工作的提升不僅依托于技術(shù)的革新，同時也需要依托于廣大員工的主動參與和配合。因此，我們需要進行節(jié)能減排的思想教育，把節(jié)能減排的意識深入到每個工人的思想之中，并把節(jié)能減排過程中產(chǎn)生的效益提成獎勵給工人，這不僅會為工人的經(jīng)濟收入帶來可觀的效益，還會在更大的層面上起到鼓勵全廠工人都積極投身到節(jié)能減排的工作中。

4 結(jié)束語

火電廠的節(jié)能減排工作，需要從多個維度入手，每個環(huán)節(jié)都需要重視。不僅要做到資源的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，同時也要節(jié)約資源減少熱量的排放。兩者相協(xié)調(diào)，才能保證我國的電力事業(yè)可以長遠發(fā)展，才能促進我國國民經(jīng)濟的不斷增長。