中小型热电站设计中的节能要点

2015-01-27李永刚

资源节约与环保 2015年8期

李永刚

（内蒙古博源工程有限责任公司内蒙古鄂尔多斯 017000）

热电站主要是指供给人们热能和电能的电厂，专业上叫热电联供。热电联供是保护环境的重要途径，对于城市集中供电、热，具有较高的效率，充分响应了我国节能减排的号召，又没有失去热电站对热、电供给的本能。热电联供它要求将热电站同有关工厂鹤城镇住宅集中布局在一定地段内，以取得最大的能源利用经济效益。西方和东欧国家对于热电联供的发展已有了较高的水平。在我国现有中小型热电站占较大的比重份额，因为供热参数的多样性和技术上的限制，供热管网热损失比较大，管网规模不可能太大。本文针对我国热电站的现状，对节能进行讨论。

1 热电站工作原理

热电站主要是通过对劣质燃料（例如煤矸石、煤泥、焦炉煤气、高炉煤气、城市垃圾等）的燃烧产生热能和电能供给人们使用。我们以燃烧煤泥的热电站为例，其产生能量的过程是：（1）把燃料的化学能转换为内能。把煤泥在锅炉中进行燃烧，放出热量，利用热量使锅炉产生具有一定温度和压力的蒸汽，得到蒸汽内能；（2）把内能转化为机械能。将得到的蒸汽送到汽轮机内，使汽轮机转动，从而得到机械能。汽轮机的转动带动发电机旋转起来，从而产生电能。在发电的过程中，进入汽轮机中的高温高压热蒸汽不断膨胀做功，流速增大，冲击汽轮机转子带动发电机发电。在膨胀过程中，蒸汽的压力和温度不断降低，最后排入冷凝器中。在冷凝器中，汽轮机排出的蒸汽被冷却水冷却，成为凝结水，凝结水经水泵升压后，重新打回锅炉中，构成一个闭合的热力循环系统。热力循环系统的循环热效率很低，热量的60%会损失掉，绝大部分是蒸汽在冷凝器中传递给冷却水的热量，热电站的供热便是应用这部分能量，它的供热过程是，由锅炉产生的蒸汽，进入汽轮机做功，排汽不再经过冷凝器，而是通过换热器将采暖循环水加热后供给热用户，回收的凝结水经给水泵再送至锅炉。对于热电站来说，对热量应用的这种方式减少了热电厂热力循环系统的冷凝器及其附属设备提高了热电厂的经济效益，又能给采暖热用户提供其采暖所需热量。

2 中小型热电站节能措施

热电联供有许多方式，全部取决于热负荷，因此对热负荷的预测是否可靠与选择正确的供热方式有着重要的作用。但是这并没有引起工作人员的重视，他们仅仅凭借委托方提供的复核表作出决定，根本不进行细致的调查研究，以致热电站建成后无法提供足够的热负荷，热化系数低，达不到预期的节能效果。对热负荷的调查在研究设计时应该是处于比较重要的地位。对于居民的采暖负荷要和城市规划部门合作作出准确的预算，并对规定期限内负荷增长量作出准确的预测。

对于工业负荷，主要是选择正确的供热方式，供热方式的选择在保证热负荷稳定的前提下，对于单机容量在3000kW以上的发电机组最好是选择抽凝式汽轮发电机组，来增加负荷调节的灵活性。我们所有的研究归根究底就是利用较少的资源提供更多的能量，以下便是我们提出的几个节能措施：

2.1 在主机选型中尽量选用高参数机组

对于上文提到的改造旧电站，首先考虑的应该是是否与原有机组符合，对于新增的热电站应该选择高参数大容量的机组；对于机组数量较多的热电站应该减少机组数量，而增加机组单机容量和参数。

2.2 辅助设备选型要合理

热电站的工作还需要正确选择辅助设备以实现节能的目的。辅助设备的选择直接影响着热电站的供电效率，如果选择的辅助设备耗电、耗热较大则相关的厂用电率、厂用蒸汽量也会随着增加，是对资源的一种浪费。因此在选择前应对辅助设备进行充分的比较，分清优劣，不能随便选择。辅助设备中用电量较大的主要是锅炉鼓、引风机、主给水泵等，这些设备的参数选择直接关系到锅炉的安全问题，所以在选择的时候设计人员应该对锅炉厂家的产品进行详细的了解，出现问题及时和厂家进行沟通。

2.3 灰渣综合利用

目前循环流化床锅炉受到我国相关部门的大力推广，这种锅炉是一种高效清洁的燃烧设备，其可以燃烧包括泥煤、煤矸石等的多种劣质燃料；可在30%到110%的负荷范围内稳定运行；这种锅炉对燃料的燃烧比较充分，燃烧后剩余的灰渣含碳量低，可以直接送到水泥厂和制砖厂作为生产水泥和砖的配料，变废为宝。既增加了热电站的经济效益，又可以减少土地占用，并解决了灰渣堆放对环境造成污染的问题。