某發電廠熱能設備工程節能降耗實例分析

安徽新源熱電有限公司 朱丹

1 熱能與動力工程中能源損耗的類型

1.1 熱能損耗

在發電廠中熱能與動力工程能源的轉換大多是依靠各種設備設施裝置的運轉來實現的。研究分析發現，實際運行中的設備由于本身運轉會產生一定的熱量，部分能源無用消耗，導致能源轉換工作受到一定程度的影響[1]。分析發電廠動力工程得知，設備的額定功率過載后節流器的運行可以參照系統初始設定值正常工作，且能在運行時很好控制負荷。設備的節能降耗受到設備的運行情況影響，當出現故障或運行狀態不穩定的現象時，就會消耗掉大量的能源才能正常運行。

1.2 濕氣損耗

在熱能與動力工程的設備運行中，不僅有熱能損耗還有濕氣損耗，兩者都會造成能源損耗的增加，不利于節能降耗工作有效展開。在蒸汽膨脹和蒸發的過程中會有水蒸氣產生，當蒸氣量達到一定程度后水滴大量聚集，而蒸汽在高速運行的過程中加快水滴匯集，從而導致濕氣損耗的產生，進而對蒸汽運行系統產生不利影響[2]。由于水滴的聚集速度直接關系濕氣運行，而設備只有利用更多的能源才能完成工作任務。因此，濕氣損耗造成能源損失。

2 降低能源損耗的可行措施

2.1 對廢水中的余熱給予回收利用

在除氧器的正常運行期間，會有蒸氣排出，這也是對熱能的一種消耗，而且量還很大。為了不讓這個熱能無用消耗，避免造成能量損失，可以借助于冷卻器對這種現象加以改善。工廠生產過程中會生產大量污水，為了避免水資源的不必要損耗，可以對這些污水進行回收，然后二次利用。如果回收、處理污水的能力欠缺，不僅會造成水資源的浪費，還會讓環境受到嚴重污染。要做到對廢水、余熱的充分回收與利用，務必要強化相應的回收能力。技術人員應該加大研究力度，以減少使用設備設施期間的能耗，盡量避免殘余能量隨著廢水白白流失，防止因廢水的不合理排放對環境產生污染[3]。

2.2 汽輪機的應用力求合理化

重熱汽輪機在熱能的轉化期間，以及動力工程當中，是最為常見的一種設備，而且發揮的作用也是極其重要的。其工作期間經常會出現重熱現象。如果可以對重熱加以高效利用，就能夠在一定程度上降低資源消耗，是達成節能降耗戰略目標的有效手段。故而，需要依據具體應用情況，對汽輪機的采用數量和具體安防設備的位置隨時進行合理調整，以確保設備在運行期間產生出來的熱能都能夠被充分吸收和有效利用。為了保證相關系數不會超出限定范圍，讓電力設備能夠一直保持著正常的運行狀態，需要結合相關系數的具體情況，第一時間采取合理措施加以控制，好讓汽輪機保持正常的運行效率，從而保證節能降耗這一目標能得以實現。

2.3 對鍋爐蒸氣充分利用避免損失

蒸氣也是很常見的一種能量資源。傳統開發能源行業所采用的技術不夠先進，對蒸氣的利用率比較低。在使用鍋爐期間總是會產生豐富的蒸氣，若能將這些蒸氣合理利用起來，也是一種有效的節能手段。因外在因素對蒸氣的影響比較大，所以還要對蒸氣做好保護，爭取在第一時間將其轉換為可用的動力，以實現對蒸氣資充分利用。工作人員應當在生產期間，時刻掌握儀表、壓力與溫度的變化狀況，結合實際及時合理調整，將蒸氣盡可能的全部轉換為動力，使節能降耗這一目的得以實現。

2.4 調頻方案的科學優化

要想維持熱動設備的高效運轉，技術人員務必要掌握電網運行所采用的頻路，并據此對相關設施加以合理的調整，以實現節能降耗目標[4]。技術人員應在電網運行期間，結合具體情況對整個電網的動態性能展開實時調節，并分析電網運行期間所受到的電磁干擾，據此對電網頻率進行自主調節，讓電網能維持正常運營，減少設備運行期間的能耗。同時，在編制調頻方案期間，對于第二次調頻可設定為手動結合自動的復合方式，使設備能始終運行在正常狀態。生產環節還應該將電網的相關參數信息納入考慮，結合這些信息將出現的問題合理解決掉，讓電網能夠更加穩定地運行。

2.5 盡可能使用可再生能源

地熱資源具有高效、穩定、用地少、污染小等優點[5]。風能最突出的特點就是無污染。經過多年來的不斷研發與技術改進，清潔能源的發電效率大幅度提高，在節能降耗、減少污染的同時，也為人們日常的能源需求提供了一定的保障。地熱資源與風能作為可再生資源，被廣泛應用于電力電網中，有利于對不可再生資源和自然環境的保護。

3 節能實例分析

3.1 電廠概況

本次研究選取了某電廠作為實例，針對三期機組的脫硫、脫硝等環節進行了環保改造，并且還新增了換熱系統。發電機組在經過以上改造后，其運行狀況已完全滿足國排中的相關要求，而且鍋爐系統的排煙溫度也得到了進一步的降低，有效的減少了熱量的損失，同時還能回收煙氣，并對其中余熱加以利用，使節能減排這一環保要求得以實現，實現了經濟效益的最大化。

3.2 WGGH系統的基本組成

WGGH系統的基本組成如圖1所示。

圖1 WGGH系統的基本組成

3.2.1 煙氣冷卻器

每個爐需要2 臺煙氣冷卻器，將其分別設置在空預器與除塵器出入口處，該設備主要采用了翅片管，選用ND 鋼作為煙道壁板材料，要控制其厚度超過6mm；按照換熱面積可以將換熱管所使用的材質分為3 種，將2 排規格完全相同的20G 鋼架管分別安放在煙氣冷卻器入口處；注意要確保所有的相關附件，包括聯箱、管板等，其材質與換熱管相同。

3.2.2 煙氣再熱器

每爐需要1 臺煙氣再熱器，將其設置在引風機至煙道之間，煙氣再熱器的內部布置如圖2所示，設計方式采用了分段法。將獨立升溫裝置設置在設備的前部，煙氣通過該裝置能夠獲得至少10℃的升溫，注意布置的光管數量要適當，管內設置輔助蒸汽用作熱源，并采取相應措施加以回收。

圖2 煙氣再熱器的內部布置

3.2.3 WGGH當中的熱媒水系統

WGGH 系統里面，循環泵的設置數量為3 臺，另設置循環水箱1 個，并配備了用于輸送循環水的補水泵。另外設置1 個蒸汽和凝結水加熱器。循環水箱的作用主要是穩定該系統內部壓力，在運行時，由于溫度的下降，水容積相應減少，需要進行適當的補給。若系統能維持正常運行狀態，通常情況是不需要進行補充的，但需要對液位進行嚴格控制。

3.2.4 WGGH當中的凝結水換熱系統

WGGH系統引入了管式換熱原理，專門配備凝結水換熱器。當熱量在該系統中有剩余時，多余的熱量就會直接送入到凝結水系統，這樣就能夠將節能效果充分發揮出來，從加熱器出口將凝結水進行引出，通過換熱系統將其引入管道。利用調節閥實現對熱媒水流量的調節，能夠達到變頻控制的目的。

3.2.5 蒸汽輔助加熱器

當系統達不到足夠的熱量時，利用蒸汽輔助加熱器可以實現對熱媒水的加熱效果。

3.2.6 一、二次風暖風器系統

每個爐需要配置暖風器4 臺，使用換熱管20G翅片，通過調節閥可以實現對進水量的控制，將進水調節閥開大一些，就能讓出口處的風溫升高；將進水調節閥給關小，出口處的風溫也會相應降低。

3.3 實際出現的問題及相應的解決手段

一是該系統正式運行后，頂部循環水箱或輕或重都出現了溢流現象。這主要是由于溫度和閥門都能夠對系統水位造成影響，水位發生的波動范圍非常大。由于系統補水主要集中在溫度低點，當系統升高溫度時，又會將水位拉升起來。

二是該系統存在較多的泄漏點，最底層最容易發生泄漏，主要因為煙氣對其造成一定程度的磨損，而在迎風面都不曾配備防磨鐵，故而可以防磨鐵設置于迎風面上。查漏，需要對熱媒水箱進行觀察，判斷實際補水情況。系統運行正常時不需要進行補水，如果出現頻繁補水情況時，就可以基本判斷存在泄露點，可以采取隔離的方式，逐一對各分區展開查漏，等到漏點被找到后，可以先將對應的分區隔離開來，讓其他分區能正常運行。

三是系統正常運行期間，煙氣再熱器出口位置上的溫度，一般情況下不會低于72℃，白煙一旦消散，此時就需要將再熱器出口溫度進行提升，這樣能夠有效的提升煙氣高度，使其得到廣泛的擴散，從而防止煙囪材料受到腐蝕。

四是由于改造后，排放NOx的量降低，在設備運行過程中要對氨逃逸量進行嚴格控制，對煙氣冷卻器進出口形成的壓差進行實時監視，當壓差出現偏高時要對其進行及時調整，防止對其造成堵塞，而且還應該定期安排吹灰。若煙氣冷卻器壓差突然變大，要適當加大吹灰頻次、力度，甚至采取干燒措施予以處理。

3.4 WGGH 系統運行原理及對實際運行效果的分析

3.4.1 WGGH系統的基本運行原理

其基本原理是借助于煙氣冷卻器進行熱量的回收，先保證該設備出口煙溫后，如果熱量有剩余后再將其回收至凝結水系統。

3.4.2 效果分析

改造完成后要對其進行滿負荷運行，排放所有指標都符合國家標準要求。300MW 負荷下機組性能對比見表1。

表1 300MW負荷下機組性能對比

4 結語

在熱能與動力工程運行過程中，節能降耗工作的有效開展必須有高效的措施給予支持，熱耗產生的部位要進行必要的關注與控制，使電能的生產得以順利進行，同時開展能量損耗的深入分析并對生產設備進行有效優化，完善動力裝置，提高其運行效果及效率。本文結合實例采用WGGH系統利用煙氣冷卻器進行熱量的回收，改造完成后對其進行滿負荷運行，達到了理想的節能降耗目標，為發電廠的類似節能措施提供有效借鑒。