中小型熱電聯產機組節能減排措施及應用

粟慧

摘 要：熱電聯產，又稱為熱電聯合能量生產，即將燃料化學轉變成熱能，實現發電，并將汽輪機中做了功的熱能，堅持按質利用熱能的原則，對外供熱，達到熱盡其用的目的。由于近年來國內不可再生資源開采度不斷減少與環境惡化，直接影響到人們賴以生存的環境，因此發展電力建設，對電熱聯產狀況加以改善，已經成為國內節能減排的重要舉措。本文主要研究中小型熱電聯產機組節能減排措施及應用，以供參考完善。

關鍵詞：中小型熱電聯產機組；節能減排措施；應用

中圖分類號：TM611 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）11-0186-01

在中國社會主義現代化建設的過程中，熱電聯產作為世界公認的節能有效措施，以顯著的節能效用與環保效應，符合國家產業政策，得到穩定發展，并且在發展清潔能源，改善人民的生活條件，推進能源和環境的和諧發展，改變供熱情況與動機環境質量方面，發揮了越來越重要作用，因此加強對熱電聯產機組節能減排措施及應用具有重要意義。

1 熱電聯產機制集中供熱的發展

熱電聯產機組作為電能和熱能生產為一體的工藝過程，即同一發電廠不僅能生產電能，也可通過汽輪發電機做過功的蒸汽對用戶供熱。與僅生產電能和熱能的方式相比，熱電聯產能夠將熱效率增加到85%，有效節約了燃料，達到節能降耗的目的，是能源節能和合理利用的有效舉措與技術手段，已經得到全世界能源行業專家的認可與國家法律政策的支持，體現了社會物質文明與精神文明的進步。據調查結果顯示，國內采用集中供熱設施的城市約占50%，其中北方城市集中供熱普及率占35%，南方城市供熱普及率為15%，明顯北方高于南方。在類型不同的集中供熱方式中，熱電聯產供熱達到63%，鍋爐房供熱為37%，近年來國家及政府相繼出臺了一些列與熱電聯產供熱相關的政策措施，尤其是在國家生態環境惡化和能源開采緊缺的背景下，減少能源消耗、降低排放量，提升能源使用率，已經成為各地區經濟區域發展必須考慮考慮的問題[1]。

2 熱電聯產機組節能減排措施應用的優點

2.1 降低煤的污染物排放量

煤炭與石油、天然氣等能源相比，在使用的過程中會排放大量的二氧化碳、氮氧化物與煙塵等有毒物質。據相關數據調查顯示，在國內的大氣污染中，80%的煙塵污染、87%的二氧化碳污染和67%的氮氧化物都是來源于煤的燃燒，而熱電聯產的應用有利于提高煤的熱效率，減少能源消耗，在同一電能與熱能的對外供應過程中有效降低燃煤量，讓污染排放下降，改善大氣污染質量。例如某城市供熱設置許多小型、分散的鍋爐房，由于經濟與技術限制，許多小型鍋爐設備無相關除塵設備，或者是引進設備未達標，使得排放源與污染物排放量大大增加，為響應國家號召，滿足國家污染排放標準，對部分供熱設備進行改造，并引進單機容量為200萬M和300萬M的熱電聯產機組，有效減少了煙塵、氮氧化物和二氧化硫等污染物排放量。

2.2 降低能耗

某火電廠未改造前，由于汽輪機冷源損失，導致火電廠效率在41%～45%內，造成能源浪費，而在將該火電廠改造為熱電廠后，該廠三大主機：發電機、鍋爐和汽輪機中，發電機效率最高達到99%，鍋爐達到94.8%，汽輪機達到90%，熱電廠總熱效率為85%。在對外供熱上熱電聯產應用的是做了功的蒸汽，合理運用發電廠的冷源損失，提升了熱效應，效率可上升到80%[2]。例如某電廠單機容量為300MW的熱電聯產機組在使用的過程中，全年供熱量305.59萬GJ，鍋爐房噸蒸汽熱值2.841GJ/t，平均壓力0.75MPa，溫度200℃，鍋爐房供汽量是107.57萬噸，每噸標準煤發熱量7000大卡/kg，噸標準煤產生熱量是29.26GJ。而根據一般小鍋爐房的平均熱效率60%來計算，鍋爐噸標準煤產生熱量是17.56GJ，折合蒸汽6.1795t，折合鍋爐噸標準煤耗161.83kg。由此可以看出熱電聯產集中供熱與小鍋爐房分散供熱相比，有效減少了煤燃料的使用量，充分發揮燃料使用率。

3 中小型熱電聯產機組節能減排措施及應用

某公司在生產中引入生產技術與專用設備，其中熱電站已有的4臺國產鏈條鍋爐、3臺國產汽輪機，這些設備經過成功改造后，能源消耗得到有效降低。但是由于近年來煤價和電價波動關聯性影響到成本控制，導致煤炭價格上升，該公司自備熱電站的生產成本也在增加，因此通過應用熱電聯產機組節能減排措施，對改善與推進該廠自備熱電站的節能減排工作具有重要意義。

3.1 建立適用的鍋爐和汽機經濟運行節能管理應用模型

為了有效應對煤價上漲與季節性電價波動關聯性影響成本因素，需要做好鍋爐和汽機運行節能工藝優化改進工藝試驗，根據試驗結果與統計對各種運行方式的產汽量、壓力、毛煤消耗、蒸汽溫度和外購電量等生產數據進行分析研究，實施煤價和電價聯動管理，引導鍋爐和汽機節能經濟運行方式的優化調整，創新經濟運行節能管理固定模式。例如在熱電聯產機組節能應用中，為優化機組工藝，需要建立適用的鍋爐和汽機經濟運行節能管理應用模型，監測到不含稅煤價的6000KW抽凝機發電經濟平衡點為737元，因此必須停運該設備，引進1500KW背壓式汽輪機，確定日后鍋爐運行的標準經濟運行模式，長時間堅持該模式運行，根據年節約綜合能源成本計算，每年節約成本為6647015元。

3.2 改造鍋爐分層給煤加裝混煤器

鏈條爐燃燒效率取決于鍋爐爐排上煤層的平整性、大小顆粒，因此在實施熱電聯產機組節能減排措施時，為了改善鍋爐燃燒情況，提升鍋爐燃燒效率，降低爐渣含碳量，為鍋爐燃燒創造條件，需要改造鍋爐分層給煤加裝混煤器，改造三輥分層給煤裝置，有效解決爐排大小顆粒分布不勻稱和上煤層不平整等問題，讓爐渣含碳量得到有效控制，避免爐渣在燃燒過程中發生“火口”、“黑帶”[3]。

3.3 改造鍋爐放灰通道

考慮到鍋爐放灰翻板關閉不緊密，放灰通道出口在高負壓區域，導致積灰不能沉積在尾部積灰室有效阻隔煙氣，部分高溫煙氣沒有和對流管束、空氣預熱器和省煤器對流換熱，只能借助尾部積灰室沉積通道出口的尾部煙道排放大氣，導致排煙溫度高于正常排煙溫度，達到220℃，使得鍋爐熱效率下降，針對上述問題，需要對放灰通道出口進行改造，安裝在鍋爐尾部渣坑，及時恢復放灰翻板的放灰功能，并封死原放灰通道，試驗結果表明應用效果良好，有效提升了鍋爐的設計熱效率。

3.4 改造吹灰器

公司引進的部分鍋爐屬于角管式鍋爐，只是將壓縮空氣吹灰器安裝在一二級過熱器受熱面。但是因吹灰管過長，噴嘴多，壓縮空氣壓降較大，吹灰管末端不能有效壓縮空氣，只是吹掉吹灰器附近管子表面的浮灰，不能徹底將黏附于管子上的灰垢清除，加上吹灰器長期保持在高溫煙氣區狀態，會出現變形問題，造成減速機損壞，不能旋轉吹灰。并且灰粒導熱系數較小，在對流受熱面積灰，增加熱阻，破壞了傳熱系統不能及時冷卻煙氣，導致排煙溫度上升而引起鍋爐熱效率下降，這時需要及時改造鍋爐吹灰機的受熱面，在受熱面安裝聲波清灰器，配備單獨的空氣電磁閥，由獨立控制器實施吹灰控制。此外，為了解決冷源損失問題，還需將原機組后汽封、凝汽器和凝結水泵等輔助設備拆除，將中間隔板改造成后汽封，主抽改造為抽漏氣，實現熱電聯產生產[4]。

4 結語

綜上所述，熱電聯查機組充分發揮科技生產力的作用，通過先進的技術與設備建立適用的鍋爐和汽機經濟運行節能管理應用模型，改造鍋爐分層給煤加裝混煤器、鍋爐放灰通道、吹灰機和汽機，有效優化整合能源結構，節約能源消耗，降低污染物排放量，提升了能源使用率，是節能減排措施及應用的主要技術支撐，在國民經濟發展中發揮越來越重要作用，有利于推動經濟可持續發展，具有良好的發展前景。

參考文獻

[1]張磊洋.試論熱電聯產產業的發展趨勢[J].科技創新與應用，2016，（5）：130-130.

[2]鄒德佳.熱電聯產機組集中供熱在節能減排中的作用[J].科技創新與應用，2017，（10）：176-176.

[3]劉家君.論熱電聯產推動企業節能減排的對策及措施[J].城市建設理論研究（電子版），2014，（33）：939-939.

[4]田江濤，李燕.淺談熱電聯產機組集中供熱在節能減排中的作用[J].工程技術：全文版，2016，（11）：202-202.