熱動(dòng)系統(tǒng)在火電廠節(jié)能中的應(yīng)用分析

汪日琴

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司 貴州盤縣 553505）

熱動(dòng)系統(tǒng)在火電廠節(jié)能中的應(yīng)用分析

汪日琴

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司 貴州盤縣 553505）

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的前提下，人們對(duì)能源的消耗需求也越來(lái)越大，面對(duì)日趨緊張的居室，人們必須充分意識(shí)到能源的節(jié)約與合理利用。火電廠是能源消耗大戶，因此節(jié)能減排工作在火電廠發(fā)展過(guò)程中意義重大，而熱動(dòng)系統(tǒng)是火電廠機(jī)組的重要組成部分，其耗能非常大，可見(jiàn)做好熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化工作對(duì)實(shí)現(xiàn)火電廠可持續(xù)發(fā)展有重要意義。本文基于上述觀點(diǎn)，從介紹熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化概念與可行性分析入手，逐項(xiàng)提出了熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能的對(duì)策，以期能實(shí)現(xiàn)電廠節(jié)能目標(biāo)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。

熱動(dòng)系統(tǒng)；火電廠；節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用

在生活節(jié)奏不斷加快的背景下，人們對(duì)能源的需求量也越來(lái)越大，雖然我國(guó)能源儲(chǔ)備較為豐富，但在人口眾多的影響下，難以滿足人們生產(chǎn)和生活所需，這就要求對(duì)節(jié)能減排工作做到深入落實(shí)、全面開(kāi)展。而電能在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和日常生活領(lǐng)域均發(fā)揮著重要作用，在現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系下，幾乎各行各業(yè)均需要在電能供給的前提條件下才能進(jìn)行生產(chǎn)和發(fā)展。因此，本文從火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)用的原則出發(fā)，對(duì)熱動(dòng)系統(tǒng)如何采取有效措施進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化進(jìn)行了探討，以期能達(dá)到節(jié)能減排的目的。

1 火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的可行性探討

（1）作為火電廠節(jié)能減排領(lǐng)域的新研究?jī)?nèi)容，熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能尚且存在較大的發(fā)展空間，同時(shí)也是節(jié)能減排技術(shù)和理論充分結(jié)合的新產(chǎn)物。在火電廠設(shè)備進(jìn)行實(shí)際改造的過(guò)程中，通常可省略掉改造系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備的步驟，而是將新型技術(shù)設(shè)備與元件添加到原有設(shè)備結(jié)構(gòu)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能任務(wù)。火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的合理開(kāi)展不僅能提高火電廠運(yùn)行效益，而且能對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實(shí)行科學(xué)調(diào)整，意義深遠(yuǎn)。

（2）針對(duì)新研發(fā)出的熱能發(fā)電機(jī)組而言，可在投入使用早期對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和配置，達(dá)到節(jié)能目的；而針對(duì)已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)行一段時(shí)間的熱能發(fā)電機(jī)組而言，可借助能耗診斷方法，對(duì)其能源損耗給予精準(zhǔn)檢測(cè)和科學(xué)評(píng)定，從而獲取能耗指數(shù)，在對(duì)能耗指數(shù)進(jìn)行充分分析的前提下，對(duì)熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的長(zhǎng)期效益目標(biāo)。

（3）由于長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)大部分火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能工作均未引起足夠重視，因此熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能工作還存在很多弊病，例如在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，尚存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與連接方式不匹配的情況，此外，我國(guó)在熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化方面尚不具備充足的理論知識(shí)與節(jié)能技術(shù)，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，因維護(hù)與操作缺乏規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致火電廠經(jīng)濟(jì)性達(dá)不到先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，因此熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)和節(jié)能理論的應(yīng)用與實(shí)施可行性和應(yīng)用空間仍然較為充分。

2 火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能的主要措施

目前我國(guó)火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)與以往的節(jié)能措施相比，已取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，初步實(shí)現(xiàn)了降耗管理，但火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)由大量設(shè)備以及項(xiàng)目共同構(gòu)成（如圖1所示），運(yùn)行體系復(fù)雜，因此在對(duì)熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的過(guò)程中，不僅要注重單項(xiàng)熱效率提高，更要注重于多個(gè)項(xiàng)目之間的銜接。在對(duì)待大型運(yùn)行項(xiàng)目時(shí)，不能事無(wú)巨細(xì)的進(jìn)行全方面徹底調(diào)整，而是要從重要的細(xì)節(jié)方面入手，分項(xiàng)、整合的實(shí)現(xiàn)精細(xì)化節(jié)能管理。

圖1 火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行模擬圖

2.1 基于節(jié)能原則的熱動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

2.1.1 全場(chǎng)熱效率

全場(chǎng)熱效率通常以ηcp表示，可作為火電廠運(yùn)行的綜合指標(biāo)，在對(duì)熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能措施進(jìn)行具體分析時(shí)，可將熱效率指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化分解，對(duì)各個(gè)單元負(fù)責(zé)的區(qū)域以及主攻方向進(jìn)行區(qū)分，在分解過(guò)程中，可將這一指標(biāo)改寫為ηb，即表示鍋爐熱效率，具體為鍋爐有效系熱量和燃煤低位發(fā)熱量的比值；ηp則表示管道熱效率，具體為汽輪機(jī)循環(huán)裝置效率，汽輪機(jī)內(nèi)部功與循環(huán)吸熱量之間的比值；ηm表示機(jī)械效率，即汽輪機(jī)輸出功率與內(nèi)部功率比值；ηg表示發(fā)電機(jī)效率，具體為火力發(fā)電機(jī)上網(wǎng)功率和前端功率的比值；∑ξi表示廠用電率，即火電廠全部輔機(jī)耗電功率總和與發(fā)電機(jī)上網(wǎng)功率的比值。

2.1.2 熱耗率以及標(biāo)準(zhǔn)煤耗率

熱耗率指標(biāo)可用來(lái)對(duì)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體是指發(fā)電機(jī)每發(fā)電1kW時(shí)，工質(zhì)從鍋爐中吸收的總熱量值，公式如下：

煤耗率指標(biāo)通常包括發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率以及供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率兩種。

2.2 以降耗增效為目的的熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

2.2.1 運(yùn)行方式優(yōu)化

要實(shí)現(xiàn)熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能的目標(biāo)，首先要對(duì)機(jī)組運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，具體可參照?qǐng)D2步驟。

圖2 運(yùn)行方式優(yōu)化思維簡(jiǎn)圖

2.2.2 鍋爐排污節(jié)能技術(shù)

鍋爐排污可分為連續(xù)排污和定期排污兩種方式，具體可根據(jù)火電廠實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)進(jìn)行選擇，連續(xù)排污要求連續(xù)不斷的從鍋水煙堿濃度最高部位排除部分污水，減少爐水的鹽堿含量、硅酸量以及處于懸浮狀態(tài)下的懸浮物含量，因此連續(xù)排水管道應(yīng)設(shè)置在正常爐水水位下80～100mm處；定期排污主要是排出鍋水中形成的水渣和沉積的泥垢等物質(zhì)，因此排污口多設(shè)置在鍋筒下部和聯(lián)箱底部，大型鍋爐用連續(xù)排污方式較為合適，而定期排污則適用于小型鍋爐。

2.2.3 母管制給水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

在火電廠運(yùn)行過(guò)程中，熱動(dòng)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化，離不開(kāi)其他系統(tǒng)的輔助支持，由于循環(huán)水系統(tǒng)在整個(gè)熱動(dòng)系統(tǒng)中占有重要地位，因此要對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能處理，尤其是針對(duì)母管制給水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化。火電廠應(yīng)在進(jìn)行大量動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)和理論研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)制定出合理的運(yùn)行方式，達(dá)到節(jié)能目的。以給水壓力參數(shù)調(diào)控為例，首先應(yīng)遵循基本原理，從生產(chǎn)實(shí)際初發(fā)，確定給水母管安全運(yùn)行的壓力為5.0MPa左右，經(jīng)實(shí)地考察和相關(guān)技術(shù)資料介紹，5.0MPa設(shè)備的給水母管壓力可基本滿足蒸汽出口壓力為3.82MPa的鍋爐設(shè)備對(duì)給水壓力的要求，提示鍋爐新蒸汽壓力與給水泵揚(yáng)不匹配，為了降低電能浪費(fèi)，改善系統(tǒng)匹配形式，可將給水母管壓力下調(diào)到5.0MPa左右，并將給水泵解體，卸除中間任意二級(jí)葉輪后重新裝配，減少泵內(nèi)水流紊亂，提高給水系統(tǒng)運(yùn)行效益。

2.2.4 蒸汽系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

目前蒸汽系統(tǒng)普遍使用的節(jié)能技術(shù)為：對(duì)原有蒸汽系統(tǒng)方式進(jìn)行改造，使用蒸汽冷凝水產(chǎn)生大量蒸汽，并非像傳統(tǒng)做法那樣以壓力產(chǎn)生蒸汽，這一節(jié)能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可有效節(jié)約蒸汽，并充分利用蒸汽冷凝水余熱，達(dá)到良好的節(jié)能效果。

2.2.5 供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

在傳統(tǒng)火電廠的運(yùn)行過(guò)程中，通常是采取降溫的方法對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行處理，盡管能取得有效成果，但在處理過(guò)程中浪費(fèi)了大量的熱能資源，因此可利用相關(guān)技術(shù)改變輸送裝置，利用蒸汽能量，節(jié)約蒸汽熱能，實(shí)現(xiàn)熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能目標(biāo)。此外，在熱動(dòng)系統(tǒng)中還會(huì)排除一定的煙氣，且煙氣溫度可達(dá)200℃以上，傳統(tǒng)火電廠通常會(huì)將煙氣直接排放進(jìn)大氣當(dāng)中，導(dǎo)致熱能浪費(fèi)，因此在熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行過(guò)程中，需充分回收利用排煙余熱，可在鍋爐末端排煙結(jié)構(gòu)當(dāng)中安裝煙氣熱能回收裝置，將回收的煙氣作為部分熱能運(yùn)用到火電廠的發(fā)電過(guò)程中，在系統(tǒng)的循環(huán)運(yùn)行過(guò)程中，既能逐漸降低煙氣溫度，有能有效利用熱能發(fā)電，從而減少了熱動(dòng)系統(tǒng)所需的原料損耗。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文從對(duì)熱動(dòng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析入手，以降耗為原則，探討了系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化、鍋爐排污節(jié)能、給水系統(tǒng)節(jié)能、蒸汽系統(tǒng)節(jié)能、供熱系統(tǒng)節(jié)能等技術(shù)，利用上述技術(shù)對(duì)火電廠熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，是目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要需求，有利于降低火電廠能源損耗，提高運(yùn)行效益，從而能實(shí)現(xiàn)火電廠的可持續(xù)發(fā)展。

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TM621.4

A

1004-7344（2016）18-0078-02

2016-6-1

汪日琴（1978-），女，漢族，貴州安順人，助理工程師，本科，主要從事工作和研究方向是火電廠生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)方面工作。