浅析火力发电厂热动系统节能优化措施

2018-02-11任英峰北京国际电气工程有限责任公司

节能与环保 2018年10期

文_任英峰北京国际电气工程有限责任公司

1 我国火力发电厂能源消耗现状分析

目前我国火力发电厂平均供电煤耗、输电线损率和装机耗水率等指标分别比世界先进水平高出30g、2%和40%。因此，从我国目前火电厂的运行现状来看，主要能耗指标与世界先进水平差距较大，能源严重浪费，而且造成较大的经济损失。此外，火电机组的结构设置不合理，中低压参数机组数据比例较大，发电设备技术比较落后。2015年全国6MW的火电机组约为5000台，总容量为2.8亿kW，平均机组的容量可以达到55MW。其中300MW以上的机组容量占42%，高效率的机组仅占火电总装机总量的2%。同期同等级容量的国产机组供电煤耗与进口机组也存在较大差别，在生产管理机制与运行水平一致的情况下，供电煤耗量差主要是由于我国发电设备制造技术落后和技术不完善所导致的。因此，不断提高国产发电设备的制造技术水平是实现企业节能环保的重要途径。

2 火电厂热动系统节能优化的现实必要性

目前我国每年发电以及热电联厂多消耗1.2亿tce，直接经济损失可达人民币720亿元，节约能源消耗的经济效益是十分可观的。其次，节约能源对促进减排作用明显。对于火电行业来说，二氧化硫是主要的排放污染源，脱硫设备在运行过程中可以减少二氧化硫的排放量，相比未安装脱硫设备的火电厂来说，可以减排二氧化硫1.13万t。通过不断引入高科技技术对热动系统技术进行优化，使蒸汽系统和供热系统更具科学化，高效性，能够利用锅炉余热从根本上减少能源输出和降低尾气排放量，使电厂的运营效率得以提高，既能够减于能源消耗，降低生产成本，还能改善生态环境，实现经济效益的双赢。

3 利用计算机智能系统实现自动化发电

目前我国的火电机组中，采用比较多的是DCS。利用这种方法能够实现安全性和经济性，大大节约能源消耗。随着DCS以及PC客户端的发展，基于计算机平台上一些可视化软件，在实际操作过程中方法更加简便。PLC与DCS的联系紧密，使很多PLC上存在通信接口可以直接实现与DCS的连接。在对DCS进行信息化管理时，先将数据信息和参数送到MIS中，对数据进行二次加工，实现了数据的共享。近年来，在DCS中加入了部分电气单元并取得了良好的效果。针对我国火电厂中火电机组的配置，以及经常存在故障，如煤消耗量大、自动投入率低。日常运行中仪表准确性能差等问题，可以采取积极有效的措施，提高辅助设备的性能，进而提升机组的整体性能。

4 火电厂热动系统节能优化举措

4.1 降低补水率

通过分析，我们发现影响机组补水率较大的原因主要是热力系统的管道和阀门的泄漏，因此在机组运行过程中需要对机组中的系统管道和阀门进行检查，对于存在异常运行情况的阀门进行及时登记，利用机组停运检修进行修理和更换，对于选型不合理的阀门和布局不合理的阀门、管道提出优化措施，并进行及时改正。提高检修工艺，阀门、管道连接处是否存在质量问题，要做好检修后的质量检查工作。对加热器的运行方式进行有效调整，以减少各个加热器的排气损失。在机组运行稳定之后需要投入加氧运行。关闭各个加热器的启动排气和连续排气门。定期对各个加热器连续排气措施进行执行，在保证汽水取样品质的情况下，适当关小取样手动门，并定期对其进行检查。

4.2 降低煤耗量

火力发电厂的锅炉系统余热回收主要可以包括两个方面：余热回收和排污水的回收。节能器作为特殊的热力交换装置，能够将系统的余热充分利用起来，安装的低压省煤器能够通过相互之间的并串联结构实现明显的节能效果。锅炉的排污水余热回收采用多级别的排污系统，能够有效回收蒸汽热量，大大节省了燃煤量。除此之外，受新能源及核电快速发展的影响，我国能源结构加速调整优化，同时加快清洁高效技术的改进，淘汰落后产能，严控增量，国家采取严控煤电新建规模，积极化解过剩产能，建立煤电建设风险预警机制，促进煤电健康有序发展。

4.3 降低汽耗量

影响汽轮发点机组发电汽耗高的主要原因是，近期参数测量仪表不准确，射水池水温较高，热电厂操作规定射水池的温度应当控制在35℃以下，如果温度超标，则会导致降低射水抽气器的工作效率，进而导致机组的凝汽器真空度降低。此外，热水井水位较高，汽轮机真空主要是由于大量的蒸汽进入凝汽器快速冷却形成的，这一过程需要依靠铜管中的循环水实现热交换完成，如果凝汽器热水井水位较高，则会淹没进行热交换的铜管，减少热交换的换热面积，降低凝汽器内部真空，影响发电汽耗量。

4.4 降低厂用电率

首先可以加强机组厂的技术改造，降低机组厂用电率最有效的方法就是对用电设备进行变频改造，尤其是调节一些负荷较大，使用频繁的机械设备，通过改造变频器的频率来实现电动机的转速改变，通过转速改变对风机的流量和水泵压力实现节能处理，最终达到节约能源的目的。变频改造之后，能够将电源侧的功率因数提高到0.95以上，降低无用功的能源消耗，节约机械设备在运行过程中的能源消耗。其次变频调节的工作原理是通过降低转速来达到能源减少的目的，变频改造之后，设备运行的电流降低到了电机额定电流的1.2倍，在降低能耗的同时也能够确保电机正常运行。为了能够降低机组的厂用电率，需要对机械设备进行质量提升和检修工艺提高，从运行管理方面要严格依照运行参数设定，禁止任何超额定参数设备的使用，确保每台设备都处于正常运行状态，防止个别机械故障而导致整个机组的运行参数超标，造成大量的能源消耗。检修管理角度来看，也需要严格按照检修的工艺进行设备检修，保证设备能够正常投入运行。根据过去的设备检修经验来看，检修设备过程中涉及到的安全管理。质量管理和技术管理等工作，只要每项管理都能得到高效优质的完成，就能确保整个机组的正常运行。

4.5 实现火电厂创新管理

可以创新电气自动化技术在火力发电中的运用，实现机-电控制一体化向。通过机-炉-电一体化的单元制运行监控方式转化。能够使发电厂中集散控制系统通过机炉电单元制的运行方式，实现对火电机组的所有运行参数状态信息进行汇总，最大程度地提高电厂的发电潜力。并发挥特有的控制功能，缩小控制室，实现监控系统的简化。这样能够大大降低成本造价，同时统一运行单元炉机组，便于采集电厂信息，实现火电电网的统一运行和管理。