火電廠環(huán)保設(shè)施能耗分析與優(yōu)化控制

高昕宇

【摘 要】我國資源目前依舊是以媒、石油等為主要能源，這樣的能源格局將會大幅度的浪費我國能源。因此，近年來，我國越來越重視開發(fā)新型環(huán)保能源，實施節(jié)能減排等措施，在這樣的情況下，火電廠中的二氧化硫等環(huán)境污染物的排放得到有效控制。現(xiàn)階段，我國開始實施各項節(jié)能減排政策，在火電廠中，為提高對于環(huán)保設(shè)施的重視度，需要不斷分析其能耗，從而進行技術(shù)創(chuàng)新，以進一步實現(xiàn)有效的優(yōu)化與控制。本文主要分析了火電廠環(huán)保設(shè)施能耗分析與優(yōu)化控制策略。

【關(guān)鍵詞】火電廠；環(huán)保設(shè)施；能耗分析；優(yōu)化控制

近年來，我國實施了各種節(jié)能減排指導(dǎo)方針，有效控制了火電廠燃煤粉塵和二氧化硫的排放。然而，火力發(fā)電廠對環(huán)保系統(tǒng)的高投入將增加火力發(fā)電廠的功率消耗，因此，在火力發(fā)電廠的開發(fā)過程中降低能耗非常重要。火電廠在生產(chǎn)運行過程中需要使用除塵、脫硝、脫硫等設(shè)備，進而大幅度增加火電廠的內(nèi)部用電，不利于火電廠落實環(huán)保政策。故此，需要針對火電廠中的環(huán)保設(shè)施進行能耗分析，掌握其關(guān)鍵點，而后采取有效措施對火電廠中的環(huán)保設(shè)施實施改造和管理，從而減低其能耗，優(yōu)化其運行效果。

1火電廠環(huán)保設(shè)施能耗概況及特點

1.1火電廠環(huán)保設(shè)施概述

火電廠的節(jié)能是指在火電廠運行期間優(yōu)化各生產(chǎn)環(huán)節(jié)和管理部門的生產(chǎn)管理活動，提供盡可能多的電能。火力發(fā)電廠消耗的主要能源包括煤、電、水和其他能源。由于火電廠被用作本文的研究對象，煤、電、水是最重要的節(jié)能研究對象。

1.2火電廠的環(huán)保設(shè)施特性

一是系統(tǒng)性。系統(tǒng)意味著火電廠的節(jié)能是火電廠生產(chǎn)管理各方面的整個系統(tǒng)。它包括節(jié)約火力發(fā)電中的各種資源，包括節(jié)約煤炭，節(jié)約工廠的水資源等，無論從哪個角度來看，都可以組織和深入分析。二是完整性。火電廠的節(jié)能不僅限于一個方面，而且還關(guān)注節(jié)能對整個火力發(fā)電廠的影響。例如，可以通過制定管理政策和法規(guī)來提高員工節(jié)能意識，從而影響整個發(fā)電廠能源消耗。三是復(fù)雜性。復(fù)雜性是指火力發(fā)電廠的節(jié)能，包括保護火力發(fā)電廠的各種能源。能源消耗選擇和發(fā)電廠生產(chǎn)多樣性存在巨大差異，這決定了火力發(fā)電廠節(jié)能的復(fù)雜性。

2火電廠環(huán)保設(shè)施能耗分析

近些年，國家加大對環(huán)保問題的處理力度，火電廠環(huán)保耗能問題備受矚目。火電廠在處理煙氣時，主要是利用還原劑去除煙氣中氮氧化物的處理技術(shù)，通過除塵器對煙氣進行除塵，隨后以引風機提升風壓，經(jīng)由脫硫系統(tǒng)脫硫后排出。但在實際作業(yè)中，風煙排除系統(tǒng)會受脫硫裝置、脫硝裝置的干擾，效果不佳，此時應(yīng)對脫硫裝置、脫硝裝置進行適當改造，對原有風機進行增壓或擴容。

2.1脫硝裝置

脫硝裝置主要是依據(jù)催化還原的理論知識，對火電廠排放煙氣進行處理，此裝置溫度低、效率都高，應(yīng)用范圍廣。通常將其布置在省煤器與空氣預(yù)熱器間距處。一般工廠作業(yè)中，會安裝三層左右的催化劑在脫硝裝置中實現(xiàn)催化還原，以此提升脫硝設(shè)備工作的有效率。

2.2脫硫裝置

依照我國的有關(guān)法律規(guī)定，火石廠主要是利用石灰石——石膏濕方法進行脫硫。一般脫硫裝置都會增加電耗，產(chǎn)生大量電耗的主要原因為：第一，脫硫裝置有三部分阻力較大，分別是吸收塔出入口、噴淋層阻力、除霧器阻力，這些系統(tǒng)阻力都會干擾脫硫裝置，增加能耗；第二，GGH裝置堵塞嚴重，導(dǎo)致脫硫裝置運行難以穩(wěn)定持久，進而增加脫硫裝置的經(jīng)濟性消耗。通常GGH壓差正比例于裝置耗時，簡單的說就是時間越長GGH壓差增高加大。因此要通過調(diào)小的方式或者采用增加風機動葉壓力的方式，實現(xiàn)脫硫裝置的正常作業(yè)；第三，除霧器長時間運行后，勢必會存在結(jié)垢、堵塞的狀況，此類問題發(fā)生后會對運行阻力加大；第四，脫硫裝置的自帶系統(tǒng)耗能較大，如密封風機系統(tǒng)電量消耗較大，或子機組負荷較低時需要較大耗電量的支持保證裝置正常運行。

2.3電除塵器

通常情況下，在除塵率為99.5%以上時才對項目進行環(huán)境狀況的相關(guān)評價，因此，設(shè)計環(huán)保設(shè)施時要妥善安排靜電除塵器。一般電除塵器的用電量可達到總廠用電量0.35%。造成此現(xiàn)象原因為：首先，電除塵器屬于耗能較高的設(shè)備，除塵效率受電暈功率影響。電除塵器除塵效率和電暈功率成正相關(guān)關(guān)系，除塵效果越好，電暈功率消耗越高。其次，當前火電機組的負荷范圍是50%到100%，在此范圍內(nèi)波動會使煙氣發(fā)生變化進而影響電場風速。因此模式固定的電除塵器運行時，雖然設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，但必會造成能源浪費。再次，電除塵器中通過設(shè)置阻流板對煙氣進行避免。而此情況下運轉(zhuǎn)電除塵器，會有掛灰現(xiàn)象發(fā)生在煙氣通流處，此類問題將導(dǎo)致電除塵器阻力增加。

3火電廠環(huán)保設(shè)施能耗優(yōu)化控制措施

對環(huán)保設(shè)備的關(guān)鍵耗能點進行分析，可發(fā)現(xiàn)，除設(shè)備本身外，對設(shè)備的運行管理也會影響耗能情況。因此，利用技術(shù)手段、管理手段，不僅可以降低用電量，還可促進火電廠節(jié)能環(huán)保。

3.1電除塵器的降耗措施

為了有效降低電除塵器的能源消耗，可以做到，第一，抑制反電暈發(fā)生率。通過間歇脈沖供電有效控制反電暈現(xiàn)象，進而提升除塵效果；第二，以實際情況為基礎(chǔ)選擇適宜的供電方式。常見的包括：以煙氣溫度變化為依據(jù)、以煙氣流量變化為參照，來選擇最佳的供電方式；第三，對電除塵器進行科學管理及周期性維護。定時檢修養(yǎng)護，并在此過程中注意及時清除電暈線積灰，以此改善電除塵器應(yīng)用效果，有效降低其運行功率。

3.2脫硫裝置降低能耗的措施

為了實現(xiàn)脫硫效果最大化，應(yīng)嚴格控制除霧器、吸收塔的濃度，對吸收塔、除霧器進行及時的定期的清洗處理，使其滿足阻力變化的需求，加強對脫硫阻力的有效控制。過低的排煙溫度會使大氣污染濃度增加，因此要嚴格控制吸收塔的相關(guān)試液溫度，把控煙氣的分布狀態(tài)，在平均分布煙氣的情況下，可有效提升除霧器的工作效果，降低大氣中煙氣污染物含量。除此之外，還可通過其他方式保證煙氣排除正常，如選擇波紋高、換熱片低的GGH，更利于清掃打理，保證除霧器的清潔度，以此實現(xiàn)換熱元件可正常工作。

3.3脫硝裝置降低能耗的措施

近些年，我國為了有效應(yīng)對火電廠的環(huán)保耗能問題，出臺了一些列相關(guān)政策，在最大限度保證環(huán)保的前提下，實施嚴格的脫硝措施，促進耗能減少。在此過程中，低氮燃燒技術(shù)日漸成熟，不斷降低脫硝裝置可受到的運行阻礙。由此可見，在相關(guān)火電廠配設(shè)脫硝裝置可有效地降低耗能，利用技術(shù)措施增加火電廠的競爭實力。

4火電廠使用環(huán)保設(shè)施的意義

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會的進步，環(huán)保問題得到我國政府部門以及群眾的高度重視；同時，政府部門出臺相關(guān)政策、法規(guī)等，避免火電廠過度追求利益而忽視環(huán)保，且火電廠為響應(yīng)環(huán)保號召積極使用環(huán)保設(shè)備，對煙氣等進行脫硫、脫硝處理，提高排放物的質(zhì)量，減少其對環(huán)境的污染。這樣有利于提升火電廠的社會效益。火電廠要想環(huán)保設(shè)施發(fā)揮出作用，提高自身的市場競爭力，提高經(jīng)濟效益，則需要對環(huán)保設(shè)施進行科學有效的使用和管理。首先，借鑒國內(nèi)外的相關(guān)經(jīng)驗，建立完善的環(huán)保設(shè)備質(zhì)量管理體系，明確環(huán)保設(shè)施使用規(guī)范，并對環(huán)保設(shè)施的供應(yīng)商做出相應(yīng)的規(guī)定，從而保證環(huán)保設(shè)施在火電廠中正常運行。其次，需要做好環(huán)保設(shè)施的維修養(yǎng)護工作，這樣才能保證其運行的可靠性和安全性，從而使火電廠中排除的煙氣符合環(huán)保規(guī)定，提高其社會聲譽。

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（作者單位：國電榆次熱電有限公司）