发电厂节能减排策略研究

申家慧

【摘 要】节能减排是国家的一项重要政策措施，发电厂尤其是火力发电厂是节能减排的重点领域，通过提高发电环节的能源利用效率，减少能源的消耗更是发电厂的重要责任。本文以火力发电厂为研究重点，以节能减排为研究方向，分析了发电厂的九项关键技术，并就技术改造及节能减排措施提供了策略和建议，试图为发电厂节能减排提供相关参考。

【关键词】发电厂 节能技术 节能减排

1 发电厂节能减排的重要意义

在国家节能减排的重要领域和行业之中，电力行业是节能减排的大户，对于控制节能减排的指标和国家节能减排目标的实现具有非常重要的支撑作用。当前，火力发电是我国发电厂的主流，占有发电厂的很大比例，火力发电的原料是只要是煤炭，在发电过程中消耗掉大量的煤炭资源，如果不能洁净利用和洁净燃烧，会对大气环境和自然环境造成非常大的影响，对于周围居民的生命健康影响巨大。当然，发电厂实施的节能减排的相关措施如脱硫与废气利用等也产生了一定的效果，但是，节能减排的压力和任务依然严峻，同时，在节能减排的技术和措施上也存在很多问题，比如脱硫副产品的再利用率很低，脱硫设备的故障多发等等。

从宏观层面来看，我国的化石能源是最要能源，但是化石能源又是不可再生能源，而且就人均资源量来看，我国的人均资源量处于世界的中等国家水平，比较低。从能源资源的总体情况看，存在分布不均衡，运输不方面，工业化水平较低，高耗能为主，煤炭是主要能源，洁净开发利用的程度不深等方面的问题，所有这些，更为我们开展发电厂节能减排提供了大的背景和要求，更需要发电厂在节能减排上做出改革和提升，为能源战略的实施提供基础。

从技术角度看，火力发电厂利用各种燃料燃烧提供电力能源，是从化学能转化为热能、热能转为机械能、机械能再转为电能，在能源转化的过程中能源的消耗和浪费是非常大的，因此火力发电厂是节能减排的重点之一。

2 发电厂节能减排主要技术与节能减排策略

2.1 关于气体燃料的节能燃烧技术

相对来讲，气体燃料在燃烧时产生的效率时非常高的，但是在技术应用中也要注意的问题是，其一对于火焰的稳定性的控制，对于不同火焰的情况采取相应的措施；其二选用合适的燃烧器，对于不同型号的燃烧器要能够准确把握其中的操作特点和要求；其三对燃烧器的结构参数和流动参数进行有效的控制和运用，熟练操作各种参数之间的变化；其四在燃烧器的现有基础上进行适当的改革和创新，运用新的技术改造燃烧器，降低污染和资源的消耗。

2.2 关于油的节能燃烧技术

油的沸点很低，低于着火的温度，是在油蒸汽的情况下进行燃烧的。影响油燃烧质量的重要因素是关于油的雾化，雾化质量的高低就成为了油燃烧的关键，那么在优化技术的过程中，选择合适的是非常重要的，简单式压力雾化喷油嘴就是一种非常好的选择。不同的喷油嘴喷出的油量不同，对于油压的调节可以实现喷油量的调节，高负荷的时候油压将会升高，雾化的质量水平也相应会提高，这样的喷嘴就就基本负荷锅炉的需要。回油式压力雾化喷油嘴则适用于负荷变动较大的情况下，回油式压力雾化喷油嘴有回油道，它可以通过回油压力的变化实现对流量的调节，这个过程中，油的旋流强度基本保持不变。

2.3 关于煤粉的稳定节能燃烧技术

我国资源结构特点决定了我国电力结构主要是以火电为主，在火力发电厂中粉煤锅炉是最常见的设备，对于粉煤锅炉的延烧技术的改造和技术优化非常我国资源机构的特点决定了我国发电厂以火力发电为主，重要。在进行技术优化过程中，要降低污染燃烧与稳定相结合，运用高浓度煤粉燃烧技术，尽量节约煤炭的消耗，减少燃烧造成的污染，为锅炉的安全运行和调峰创造必要的条件。而且，在节能技术中，要提高燃烧效率防止结渣，并能够在低负荷情况下实现稳定燃烧，采用新型的燃烧器就是很好的策略选择，一次性设备的投资可以实现后期相关节能的实现与优化。在钝体燃烧器中，它的主要组成部分是风管、上下联扳和缝隙钝体等几个主要部分。它在燃烧时能够有效提高火焰的稳定性，而且四流区能够获得稳定的起源能力，这种设备非常适合于在劣质煤的燃烧过程中采用，非常适用于各种煤气炉以及煤粉炉。

2.4 关于提高蒸汽参数技术

常规超超临界机组的典型参数是25-26.25MPa/600℃/600℃，通过提高汽轮机进汽参数就可以直接提高机组的运行效率。当主蒸汽的压力大于27MPa时，通过提高1MPa进汽的压力，就可以降低0.1%左右的汽机热耗。热再热蒸汽温度每当提高10℃时，就可以降低0.15%的热耗。这预计相比于常规超超临界机组即可降低1.5～2.5克/千瓦时的供电煤耗。这种技术比较成熟，可适用于66、100万千瓦的超超临界机组的设计优化。当新的镍基耐高温材料研发成功后，蒸汽参数就可提高至700℃，大幅提高机组热效率供电煤耗预计可达到246克/千瓦时。

2.5 关于二次再热技术

在常规一次再热的基础上，汽轮机排汽二次进入锅炉进行再热。汽轮机增加超高压缸，超高压缸排汽为冷一次再热，其经过锅炉一次再热器加热后进入高压缸，高压缸排汽为冷二次再热，其经过锅炉二次再热器加热后进入中压缸。比一次再热机组热效率高出2%～3%，可降低供电煤耗8～10克/千瓦时技术较成熟。美国、德国、日本、丹麦等国家部分30万千瓦以上机组已有应用。国内有100万千瓦二次再热技术示范工程。

2.6 关于汽轮机改造技术

通过全三维技术优化设计汽轮机通流的部分，采用新型高效叶片和新型汽封技术改造汽轮机，节能提效效果明显。预计可降低供电煤耗10～20g/kWh。适用于13.5～60万千瓦各类型机组，此项技术比较成熟。汽轮机部分普遍存在着汽缸运行效率较低或者高压缸效率随运行时间增加不断下降的情况和问题，其中的主要原因是由于汽轮机通流部分不完善、汽封间隙过大、汽轮机内缸接合面存在严重漏汽、级间漏汽以及蒸汽短路的现象。通过对汽轮机本体技术进行改造，提高其运行缸的效率，节能提效效果就非常显著。预计可以降低供电煤耗2～4g/kWh，这种技术改造适用于30～60万千瓦的各类型机组，并且此项技术比较成熟。

2.7 关于汽机主汽滤网结构型式优化策略研究

为了减少主再热蒸汽固体颗粒和异物对汽轮机中通流部分的损伤，主再热蒸汽阀门均装有滤网装置。常见滤网孔径均为φ7，并已开有倒角。这样可以减少蒸汽压降以及热耗，暂时不能降低供电煤耗估算值。此项技术适用于各级容量机组，并且此项技术比较成熟。

2.8 关于锅炉改造技术

加装烟气冷却器在空预器之后脱硫塔之前烟道的合适位置，用来加热凝结水、锅炉送风或城市热网低温的回水，回收部分的热量，从而达到节能提效以及节水的效果和目的。通过采用低压省煤器技术，若排烟温度每降低30℃，机组供电煤耗就可以降低1.8g/kWh，脱硫系统耗水量就可以减少70%。此项技术适用于排烟温度比设计值偏高20℃以上的机组情况，并且此项技术比较成熟。锅炉普遍存在着排烟温度高以及风机耗电高的情况，通过对其进行改造，就可以降低其排烟的温度以及风机的电耗。采用的具体措施一般是：对一次风机、引风机、增压风机叶轮进行改造或者变频改造；对锅炉的受热面或者对省煤器进行改造。预计这可以降低1.0～2.0g/kWh煤耗。此项技术适用于30万千瓦的亚临界机组、60万千瓦的亚临界机组以及超临界机组，此项技术比较成熟。电厂在实际燃用煤种与设计煤种差异较大的时候，就会对锅炉燃烧造成很大的影响。通过开展锅炉燃烧以及制粉系统的优化试验，确定其合理的风量、风粉比以及煤粉细度等，这有利于电厂的优化运行。这项技术预计可降低0.5～1.5g/kWh的供电煤耗。现役的各级容量机组均可以普遍采用，并且此项技术比较成熟。

2.9 关于汽轮机优化技术

通过对汽轮机不同顺序开启规律下配汽不平衡汽流力的计算，以及机组轴承承载情况的综合分析，采用阀门开启顺序重组及优化技术，解决机组在投入顺序阀运行时的瓦温升高、振动异常问题，使机组能顺利投入顺序阀运行，从而提高机组的运行效率。预计可降低供电煤耗2～3g/kWh。适用于20万千瓦以上机组，此项技术比较成熟。汽轮机冷端性能差，表现为机组真空低。通过采取技术改造措施，提高机组运行真空，可取得很好的节能提效效果。预计可降低供电煤耗0.5～1.0g/kWh。适用于30万千瓦亚临界机组、60万千瓦亚临界机组和超临界机组，此项技术比较成熟。

3 结语

发电厂尤其是火力发电厂在节能减排中具有非常重要的作用，承担着节能减排的主要目标责任。本文从宏观层面、节能层面以及技术层面就节能减排进行分析，对于发电厂的燃料燃烧技术以及电厂用电技术进行汇总分析，提出了较为可行的改进及优化措施，这对于发电厂健康科学发展提供了很好的支撑。

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