火电厂环保设施能耗分析与优化控制

万海

摘 要：火电厂在生产运行过程中需要使用除尘、脱销、脱硫等设备，进而大幅度增加火电厂的内部用电，不利于火电厂落实环保政策。故此，需要针对火电厂中的环保设施进行能耗分析，掌握其关键点，而后采取有效措施对火电厂中的环保设施实施改造和管理，从而减低其能耗，优化其运行效果。

关键词：环保设施；能耗分析；优化控制

中图分类号：TM621 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）25-0150-02

Abstract： Thermal power plants need dedusting， denitrification and desulphurization in the process of production and operation， therefore they greatly increase the internal power consumption of thermal power plants， which is not conducive to the implementation of environmental protection policies in thermal power plants. Therefore， it is necessary to analyze the energy consumption of environmental protection facilities in thermal power plants， grasp its key points， and then take effective measures to implement the transformation and management of environmental protection facilities in thermal power plants， so as to reduce its energy consumption and optimize its operation effect.

Keywords： environmental protection facilities； energy consumption analysis； optimization control

前言

我国资源特点影响着其格局，而目前依旧是以媒、石油等为主要能源，这样的能源格局将会大幅度的浪费我国能源。因此，近年来，我国越来越重视开发新型环保能源，实施节能减排等措施，在这样的情况下，火电厂中的二氧化硫等环境污染物的排放得到有效控制。但是，火电厂投入使用的环保设施会增加内部电量的消耗，故此，需要采取有效的改造措施，降低火电厂环保设施能耗。

1 火电厂环保设施能耗分析

近年来，我国火电厂响应环保号召，使用有效装置去除烟气其含有的二氧化硫等化合物，而后通过空气预热器后实现除尘，使用引风机设备将风压提高，通过脱硫岛之后排放二氧化硫。整个环节中，风烟工作系统是受到脱硫和脱硝装置的影响，故此，需要分析除尘、脱硝以及脱硫装置的能源消耗。

1.1 电除尘器能耗

在环境影响的评价中，火电厂中的除尘率需要保证在学生百分之九十九之上，因此，是火电厂的运行中一般使用功率较高的除尘器，而除尘器的用电量一般占火电厂用电总量的3.5%左右。具体原因如下：第一，除尘器是耗能较高的設备，而除尘器的效果又受到电晕功率的影响。除尘器的效果与电晕的功率为正比例关系，即除尘器的效果越好，其电晕功率也就越高。第二，目前，火电机组运行过程中的负荷在百分之五十至百分之一百之间发生波动，而烟气的变化又会影响到电场内的风速变化。但是在固定的模式下除尘器同样可以正常发挥作用，却会造成能源的浪费。第三，除尘器设置有阻流板，可以有效避免发生烟气情况。除尘器的运行中，烟气流通的部分会出现明显的挂灰，进而增加除尘器运行的阻力，造成能源浪费。

1.2 脱硝装置能耗

高效、低温是催化还原脱硝装置的主要特点，故此，脱硝装置在火电厂中得到广泛使用。通常脱硝装置设置在省煤器和空气预热器之间，而在脱硝装置中会结合火电厂的实际情况，安全两层到三层的催化剂，从而有效提高其脱硝效率。但是，在实际使用中，脱硝装置电能消耗较大，影响火电厂的生产和运行。

1.3 脱硫装置能耗

按照我国对火电厂运行规定以及相关的环保工作等，我国的大部分火电厂都采取有效的脱硫方法，减少烟气中的二氧化硫，减少对环境的污染。然而，脱硫装置在使用中会影响其电能消耗，增加电能消耗的具体原因如下：第一，脱硫装置的阻力可以分为三个部分，即吸收塔的阻力、鼓泡塔的阻力、除雾器的阻力。脱硫装置的这三个组成部分影响着其电能消耗。第二，目前火电厂使用的脱硫设备存在着堵塞，不仅会影响其运行的稳定性和可靠性，并且会影响火电厂使用脱硫装置的经济效益。脱硫设备的压差和时间呈正比例关系，即时间越是长，其压差也就越高。因此，在使用过程中可以采取调小或是增加风机动叶压力的方式保证脱硫装置能够正常运行。第三，脱硫装置的除雾器在使用过程中会出现堵塞、结垢，进而增加其运行阻力，增加电能消耗。第四，脱硫装置的密封风机等也会消耗较大的电能，并且机组处于低负荷运行时也会大量消耗电量[1]。

2 火电厂环保设施能耗优化控制措施

2.1 加强火电厂热力系统节能技术研发

在火电厂的生产和运行中，其热力系统是高科技与理论结合的产物，是火电厂迈向节能领域的重要体现。热力系统有着非常大的潜力，容易实现，投入的资金少，并且很快能够看见效果。在火电厂的运行中，大力研发热力系统的节能技术，对于节约能源、调整火电厂的产业结构以及推动相关技术发展等具有非常重要的意义。目前，热力系统在火电厂的实际运行中，由于缺少节能理论作为指导、相关设备运行维护等工作不到位等因素的影响，热力系统机组的经济性大幅度降低，为此，需要结合火电厂中热力系统的实际情况，研发其新技术，改进热力系统的运行。例如：在新的热力系统机组中可以通过优化改造、节能性能诊断以及能源损耗检测等来实现火电厂的节能目标；按照热力系统实现节能的相关理论知识来设计、改造系统，大力推广和使用回收利用锅炉排烟余热技术、化学补水系统技术以及回收利用锅炉排污余热技术等，以此改善火电厂中热力系统的结构，优化热力系统的运行效率和质量，进而减少火电厂运行中的能源消耗，提高其经济效益[2]。由此可见，在火电厂的运行过程中，为降低环保设施能源消耗，可以积极的进行热力系统节能技术的研发。

2.2 加强电气部分设施的技术改造

电气部分是火电厂环保设施运行中不可缺少的系统，而在降低环保设施能源消耗的技术改造中，也可以积极的改造电气设施。目前，火电厂电气设施的改造主要以永磁调速、变频调速将电机改为双速等措施，并且这些技术都取得较为明显的节能效果。例如：若是电气系统使用的机组为300MW，其水泵通过变频调速后节约的电能大约可以达到百分之三十五，若是按照这个数值来计算，大约3年左右的时间火电厂就能够收回电气系统改造投入的资金。随机电气系统改造技术的不断发展和成熟，变频调速技术得到广泛应用，由最初用于改造小型辅机的风机系统，到后来的循环水泵系统，其节能效果都非常明显。但是，变频技术在带给火电厂可观的经济效益时，其电气系统也变得更为复杂，大幅度提升电气系统的维修成本。因此，在对火电厂环保设施的电气系统进行改造之前，需要全面分析火电厂以及电气系统的情况，对其展开可行性研究；在改造的过程中，要确定电气系统的共振转速区，使变频器可以快速在该范围内通过；改造之后可能会影响电机的使用寿命，故而需要注意变频器相关元器件使用的可靠性[3]。

2.3 加强汽轮机相关设施的技术改造

2.3.1 汽轮机本体技术改造

对汽轮机的本体进行改造也是降低火电厂环保设施能源消耗的主要措施。目前使用比较成熟的汽轮机本体改造技术为三维流场动静叶片设计，很多的火电厂都会使用该项技术对汽轮机的通流部分实施改造，改造之后汽轮机的热消耗性能则能够得到大幅度改善。若是原有设备的热消耗比较低，则可以改造汽轮机的汽封系统，主要是对隔板汽封、动静叶气封等系统进行改造，这样可以将气缸的工作效率提高百分之二至百分之三；同时，在改造汽轮机本体时需要注意其对精度和可靠性的需求，使用的改造技术要得到汽轮机原厂的认可，且使用的改造技术也要成熟，具有可靠性，否则不仅难以达到改造要求，很可能会损坏汽轮机。对汽轮机本体实施有效的改造，能够减少其节流损失，并消除轴承震动过大的现象。因此，火电厂环保设施降低能源消耗的主要措施包含对汽轮机本体的改造。

2.3.2 汽轮机辅机技术改造

对汽轮机辅机的改造也是降低火电厂环保设施能源消耗的重要途径。汽轮机的辅机系统改造主要包含热力系统的改造和水泵的改造等。对于辅机系统中水泵压头余量大、水泵运行效率低等问题，可以实施叶型优化改进措施，使用效率较高的叶轮等方式来降低水泵消耗的电能，进而提高其运行效率。此外，若是在循环水泵的内部涂上一层特殊材料也可以提高其运行效率，从而实现节约电能的目的。若是火电厂中汽轮机使用的水泵功率为600MW，则在对其进行改革之后，每年从降低能源消耗方面节省的运行费用大约为20万元[4]。但是，在水泵的改造中需要注意的是，汽輪机的输水系统非常复杂，极容易出现阀门泄露或是安装错误等问题，导致汽轮机组出现严重的损失，并且会增加其维修费用，进而影响火电厂的经济效益。为此，火电厂环保设施降低能源消耗的改造中，可以从改造汽轮机辅机系统着手，进而优化其辅机的运行效率。

3 火电厂使用环保设施的意义

随着我国经济的快速发展和社会的进步，环保问题得到我国政府部门以及群众的高度重视；同时，政府部门出台相关政策、法规等，避免火电厂过度追求利益而忽视环保，且火电厂为响应环保号召积极使用环保设备，对烟气等进行脱硫、脱硝处理，提高排放物的质量，减少其对环境的污染。这样有利于提升火电厂的社会效益[5]。火电厂要想环保设施发挥出作

用，提高自身的市场竞争力，提高经济效益，则需要对环保设施进行科学有效的使用和管理。首先，借鉴国内外的相关经验，建立完善的环保设备质量管理体系，明确环保设施使用规范，并对环保设施的供应商做出相应的规定，从而保证环保设施在火电厂中正常运行。其次，需要做好环保设施的维修养护工作，这样才能保证其运行的可靠性和安全性，从而使火电厂中排除的烟气符合环保规定，提高其社会声誉。

4 结束语

总而言之，火电厂要想降低环保设施的能源消耗，需要对火电厂热力系统节能技术、电气部分设施技术以及汽轮机相关设施技术的研发和改造，进而有效改善其环保设施的能源消耗情况，减少火电厂本身对电能的消耗，进而提高火电厂的生产运行效率，并提高其经济效益，促进火电厂发展的同时，实现对我国能源和环境的有效保护。

参考文献：

[1]郑东升.火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保[J].科技创新与应用，2017（36）：127-128.

[2]刘占林，苏爱娣，孙琳玲.考虑节能环保的火电厂热机设备选型[J].通讯世界，2017（23）：193-194.

[3]刘文杰.火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2017（01）：179-180.

[4]张骥.基于节能环保的大型火电厂热机设备选型优化分析[J].山东工业技术，2016（09）：169.

[5]叶明玖.EPC理论下火电厂环保改造项目的风险识别的探讨[J].企业技术开发，2015，34（01）：105-106.