火电厂热动系统节能减排措施分析

刘春平

【摘 要】在火电厂发电与供电的过程中会产生大量能源损耗，存在发电成本高、污染排放量大等缺陷。本文分析了火电厂热能动力联产系统的应用原理，围绕热动系统机组改造、锅炉排烟余热回收利用、锅炉排污水与热能再利用、蒸汽凝结水回收系统改造四个层面，探讨了火电厂热动系统节能减排的具体措施，以供参考。

【关键词】火电厂;热动系统;节能减排

中图分类号： TM621 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）21-0059-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.026

Analysis on Energy Saving and Emission Reduction Measures of Thermal Power System in Thermal Power Plant

LIU Chun-ping

（Guangdong Yudean Xinhui Power Generation Co.， Ltd. Jiangmen Guangdong 529149， China）

【Abstract】In the process of power generation and power supply in thermal power plants， a large amount of energy loss will occur， and there are defects such as high power generation cost and large pollution emissions. This paper analyzes the application principle of thermal power cogeneration system in thermal power plant， and discusses the thermal power plant unit transformation， boiler waste heat recovery and utilization， boiler sewage and heat energy reuse， steam condensate recovery system transformation Specific measures for energy saving and emission reduction of thermal systems are for reference.

【Key words】Thermal power plant; Thermal system; Energy saving

0 引言

火电厂作为传统高能耗企业中的代表，在电厂日常运行的过程中会产生大量能耗，对电厂经济与社会效益的提升构成了一定的阻碍作用。通过采用节能减排措施针对热动系统机组运行方式、运行参数与真空系统进行改造，并强化对余热、污水的循环利用，可以有效提高能源转换效率，实现节能减排目标。

1 火电厂热能动力联产系统的应用原理分析

1.1 能量阶梯利用理论

热能动力联产系统在卡诺定律的基础上进行了优化，基于燃料化学品味、热能品味、自由品味之间的关联性，建立起对控制化学能、转换联产等理论的深化认知，经由大量试验分析对比后明確提炼出能量转换与组成转化二者间的耦合关系，基于能量阶梯利用理论进行热能动力联产系统设计，促使能量在化工侧、动力侧间实现均衡分配，保障热动系统的正常运转[1]。

1.2 能量转换原理

能量转换原理主要将CO2污染控制与能量转换利用进行一体化设计，在热动系统运行状态下针对增填脱除流程进行CO2脱除的控制，降低CO2的排放量，同时回收CO2气体后提取出清洁H2气体，以此优化气体合成流程，实现节约能耗、减少温室气体排放与能量转换利用的多重目标。

2 火电厂热动系统节能减排的具体措施探讨

2.1 热动系统机组改造

从调节机组的运行参数层面入手，在机组运行前6个月执行单阀运行模式，此后改为顺序阀运行模式，可节约1.6g/kWh的煤耗。在机组运行过程中需针对运行参数进行调节，依照设计值进行主、再蒸汽温度的设计，可节约0.7kWh的供电煤耗。同时，需针对加煤量与加煤速度进行把控，依照操作规程控制机组启停过程中的水温，针对高温加热系统及热管进行定期检修维护，降低热能损失。此外，还需保障水室的焊接密封性能，防范在汽轮机蒸汽加压时引发高压蒸汽泄漏问题，导致机组启动时间延长。

从真空系统改造层面入手，通常300MW机组的汽轮机排气压力相较于标准值会增加1%，相应使得机组热耗率的相对变化率增加1%以上，对此应保障凝结器处于最佳真空状态，以此提高机组运行效率。一方面，应指派专人每月至少开展2次真空严密性试验，配合凝结器灌水查漏试验，保障机组具备良好的真空密封性能;另一方面，针对凝结器铜管/钛管内水质进行检测，定期清洗铜管避免因存在水垢而加大热水交换过程中的能耗，提高机组运行效率。

此外，针对变频调速系统进行节电改造，通过调节挡板、液力耦合器、水电阻、高压变频器等装置，运用低压、高压变频技术降低系统能耗;针对蒸汽管道系统进行改造，依托高压输送原则减少蒸汽管道的散热损失，结合低压使用原则充分挖掘蒸汽中的热潜能，使排放冷凝水的温度有所下降，进而降低蒸汽消耗量，实现节能目标;采用节流配汽-喷嘴配汽联合方式运行，降低机组能源损耗;针对汽轮机进行改造，从凝汽器入手进行运行性能的调节，以此提高冷端设备运行效率、节约发电成本，实现节能降耗目标。由于在火电厂热动系统运转过程中，机组深调峰时风机效率与满负荷状态下的运行效率间具有约40%的差距，导流器效率差值约为57%，风机运行效率较低，且节流损失较大。因此还需针对火电厂现有发电调度模式进行调整，针对热力系统进行优化设计（如图1所示），以此实现节能减排目标。同时进行配电网的合理规划，结合具体运行需求进行变压器数量、配网结构的调节，优化无功配置与功率布置情况，以此降低综合线损、提高燃煤发电效率，实现节能减排的设计目标。

2.2 锅炉排烟余热的回收利用

通常火电厂锅炉排烟的余热最高可达到200°C以上，由此产生严重的热能浪费问题，因此需基于节能环保原则进行锅炉结构改造，最大限度降低热能损失，实现能源的充分利用。在此可选取节能器安装在热动系统中，实现锅炉排出余热的循环利用，同时还可以在锅炉尾部的引水位置安装低压省煤器，既能实现余热的充分收集，还能够节约煤炭资源、提高锅炉运行效率。当前我国在锅炉排烟余热回收技术的研发层面已取得一定的进展，借助预热助燃空气提高热动系统设备的运行效能，配合防腐蚀管式换热器、烟气回热加热器等设备协同工作，能够进一步提高余热回收利用效率，实现节能减排目标[2]。

2.3 锅炉排污水与热能再利用

通常火电厂设有两种排污模式，分别为连续排污与定期排污，当前我国火电厂普遍采用单级排污系统，结合火电厂的污水排放规律实现定期排污处理，但在连续排污处理方面仅能利用排污处理器直接处理扩容后的污水，在此过程中将会涉及到大量的水资源浪费与热量损耗，甚至会引发环境污染问题。对此需针对火电厂热动系统进行改造，围绕锅炉排污水环节布设锅炉热量回收节能装置，减少排污过程中的热量损失，实现热量回收利用。同时还应在锅炉污水排放端设置锅炉疏水排污热废水回收器，以此实现扩容污水的循环利用，践行节能减排目标，提高能源利用率。

2.4 蒸汽凝结水回收系统改造

采用蒸汽凝结水回收技术进行低压蒸汽的再利用，通过收集水蒸气凝结水的余热，为锅炉的运转提供能量补偿，实现节能与效益目标的兼顾。当前普遍采用加压回收技术进行凝结网处理，将凝结水进行充分利用，使生成的熱量得到充分回收，进而通过加压提升换热系统的运转效能，还有助于进一步加快蒸汽的流动、转换效率，降低高压蒸汽管道堵塞的机率，减少因故障维修带来的额外成本支出，提高设备运维效率。通常可选取以下两种方法进行蒸汽凝结水的回收：其一是加压回水方式，主要利用气动凝结水加压泵装置针对凝结水进行加压处理，进而实现凝结水的输送，保障系统的安全运行;其二是背压回水方式，利用疏水阀输送蒸汽与凝结水，利用二次闪蒸汽压力提高加热设备的运行效能，并实现蒸汽凝结水的回收再利用，实现节约能耗与降低排放的双重目标。

3 结论

当前能源短缺与需求扩大已成为全世界发电企业面临的现实矛盾，火电厂热动系统的节能降耗潜力仍有待挖掘。对此电厂还需结合自身热动系统的实际运行情况制定相应的节能减排计划，配合变频调速系统、蒸汽管道系统、汽轮机的节能改造，进一步优化发电调度模式、降低综合线损，推动火电厂的可持续发展。

【参考文献】

[1]张海瑞，张俊杰.如何推进火电厂热能与动力工程改革发展[J].智能城市，2017，（04）：204.

[2]杨超.发电厂热能动力系统优化与节能改造探讨[J].科技创新与应用，2018，No.240，（20）：151-152.