火力发电厂整体热效率的提升与节能降耗的分析

刘伟锋

【摘要】伴随着社会经济的高速发展，社会用电需求与日剧增，为满足社会用电需要，我国建设了大量的火力发电厂。燃烧燃料是火力发电厂发电的前提基础，燃料在燃烧之后会产生大量的污染物，容易对环境造成破坏。故本文通过火力发电厂整体热效率提升与节能降耗进行分析，并在此基础上，提出一些技术措施，希望对提升火力发电厂发电效率有所帮助。

【关键词】火力发电厂  热效率  节能降耗

在社会经济高速发展的今天，社会上出现了较为严重的能源供需矛盾，绿色可持续发展成为了社会未来发展的方向。火力发电厂提升热效率和节能降耗势在必行。目前，常用的节能降耗方法包括提高真空、减少泄漏、节省电厂用电等等。在此背景下，对火力发电厂整体热效率提升和节能降耗进行分析，具有重要意义。

一、提高火力发电厂整体热效率的因素

（一）从设备方面着手提升热效率

从设备方面着手提高电厂热效率，主要是指对高压、高温主蒸汽进行使用。汽轮机是火力发电厂最重要的设备，能够将蒸汽热能转化为机械能并输出到外部。汽轮机的热效率与入口蒸汽温度之间存在着密切的关联，简言之，入口蒸汽温度越高，汽轮机热效率就越高，反之则亦然。此外，汽轮机热效率还会受到入口蒸汽压力的影响，究其原因，主要是入口蒸汽压力会影响蒸汽膨胀的升降，继而影响汽轮机的功率。蒸汽压力上升虽然有利于提升汽轮机的热效率，但对于锅炉和汽轮机耐压性也提出了严格的要求，需要增强锅炉和汽轮机等设备的耐高压能力。蒸汽会在高压气缸内做功，经过再热器后，蒸汽会被送入气缸之中。这种蒸汽循环有助于热效率的提升，同时还能降低压区蒸汽的湿度控制在合理范围之内，避免蒸汽湿度较高对热效率造成影响，并减少汽轮机叶片受到高湿度蒸汽的腐蚀概率，这样一来，就提高了火力发电厂的整体热效率。尽管二次再热能够使再热器系统压力下降，但却需要投入大量的成本，性价比偏低，且热效率提升十分有限。

（二）从运行方面着手提高热效率

蒸汽的温度和压力关系到热效率的提升，但目前，蒸汽温度和压力已经提升到了一个临界值，如果继续提高，可能会对汽轮机和锅炉等设备造成损坏，故不能期望蒸汽温度和压力的大幅度提升。因此，需要研发出一种既能提高热效率又能让这个状态长久保持的措施。为此，我们可以从运行方面着手，提升火力发电厂的整体热效率。众所周知，火力发电厂在发电过程中，会产生的一定的损耗，热计划图可以直观对损耗进行表示。伴随着大容量机组的广泛应用，在夜间和节假日期间，机组需要维持低负荷的运行。因此，为了在提升机组在低负荷期间的热效率，可以采取降低主蒸汽压力的措施。在低负荷时，如果不想降低汽轮机的热效率，可以按照降低负荷的方法，将几个调节阀关闭，并利用喷咀进行调节。但如果某个调节阀处于半开启的节流调节状态，蒸汽量会随之减少，继而影响汽轮机的效率。此外，可以通过的变压运行方式，对低负荷的蒸汽条件进行改善，从而使水泵输出下降，并控制水泵的消耗。

二、火力发电厂节能降耗的技术措施

（一）汽轮机方面的节能降耗措施

1.提高真空

提高真空是提升火力发电厂整体热效率和节能降耗的重要技术措施。提高真空应采取以下方面的措施：

（1）定期进行真空严密性试验。火力发电厂应该定期进行真空严密性试验，其目的在于查找凝汽器灌水中的漏洞，确保机组轴封供回汽运行的正常，同时，还能在汽轮机运行过程中对负压系统进行检查，并找出其中的问题加以解决。

（2）在炎热的夏天，应该根据实际情况，做好循环水的开启。

（3）对凝汽器循环水入口压力差进行检查，如果在检查过程中，发现杂物堵塞过滤器应该及时清除杂物，保证蒸汽循环的正常进行。

（4）确保凝汽器水位始终处于正常状态，并使凝汽器的除氧能力得到优化。

2.对给水温度进行维持

给水温度直接关系回热抽汽量的变化，继而对热效率造成影响。同时，还会导致锅炉排烟温度发生变化，锅炉效率也会随之受到影响。

（1）使高加投入率得到保证，为达成这一目的，应采取以下几方面的措施：第一，调整高加进气的电动门，应该使用三态控制电动门替换旧有电动门，以实现滑停、滑启等功能，有助于预防高加泄漏问题。第二，维持高加水位，確保高加水位始终处在一个合理的高度。第三，在启动设备之前，应该对高加入口三通阀的开关进行严格检查，确保开关无异常。第四，对高加滑启、给水温升率进行控制，确保其与规定相符。第五，发电机在并网后，高加应及时投入，高加停止时间为发电机解列前。

（2）对高加水位进行调整。如果高加水位超过标准值，容易没过传热面，这样会导致热经济性下降，同时过高的水位，还容易流入到汽轮机之中，致使汽轮机压力上升，端差也会随之增加，最终导致抽气管和加热器壳体发生振动现象，热效率和设备安全容易受到威胁。如果高加水位低于标准值，那么蒸汽在进入的加热器后，会对低压抽气进行排挤，热效率会随之下降，同时，还会威胁加热器的安全。

（3）对高加旁路进行检查，确保无泄漏现象发生。此外，还要检查抽气逆止门的开度，其目的在于使抽气管压降得到保证。

（二）锅炉方面

1.调整燃烧

不仅要保证锅炉燃烧的充分性，还要对风量配比进行控制，确保过剩空气系数始终处在合理的范围内。在锅炉运行过程中，需要增加负荷，在这一阶段，应该将控制的重点放在风量上，通过风量和燃料量的增加，提升锅炉的热效率，但值得注意的是，风量调整优先级要高于燃料量调整。在减负荷阶段，调整顺序则需要发生改变，此时，减风量的优先级要低于减燃料量。其目的在于确保燃料燃烧的完全性，有利于在提升热效率的同时，降低能耗。比如：低负荷介于140-160MW，且氧气量与标准值相比高出5%左右时，尽管降低了燃料量，但风量却没有减少，那么锅炉所产生的烟气量会随之增加，热能的损失会加大，容易增加燃料的损耗，故在低负荷阶段，应该注重对风量和氧气含量的有效控制。

2.再热器减温水量的控制

提高初温、初压和降低排气压力是提高机组整体热效率的重要措施。这些措施都可以通过再热器完成，目前，再热器调温的有效方式为利用烟气挡板，但就事实情况而言，这种调温方式并未受到火力发电厂的青睐，绝大多数火力发电厂依然热衷于减温水喷水的方式调节温度，但这种方法会降低热效率，增加热能的损耗，故笔者建议火力发电厂应保持再热器的温度，尽量不要使用喷水的方式控制温度。

3.受热面吹灰控制

火力发电厂的锅炉在运行阶段，其受热面上经常留存大量的灰尘和煤渣，从而导致锅炉受热面的传热性能下降，排烟温度也会随之增加。为了使排烟热能损失降低到可以接受的范围内，应该定期清洁锅炉受热面，并制定清洁计划，坚决贯彻执行。

4.滑行运行

火力发电厂在处于低负荷运行方式时，其运行方式会变为混合变压，主要是指电厂运行负荷不超过160MW，会通过两个调节汽门开启切换的方式进行变压运行。当负荷超过180MW时，则运行方式就变为了定压。究其原因，主要是这种运行方式，有利于提升热效率，并降低能耗。变压运行阶段，有利于保持锅炉温度的恒定性。在气压下降气温不变时，汽轮机容积流量和流速也会保持在正常的状态，所发生的变化较小，可以在低负荷运行模式下，保持整体热效率的稳定。

（三）工质方面

工质损失直接关系到火力发电厂的热量损失，降低工质损失的方法，主要包括以下几种：

（1）对热网疏水回收进行控制，做好疏水回收工作，确保疏水都能够进入凝结水补水箱之中。

（2）做好暖风器的疏水回收。在实际工作过程中，在各种因素的影响下，比如：设备故障、调节功能丧失，有事会出现暖风器疏水无法在规定时间内进入除氧器，而是进入定排扩容器之中，这样一来，就会导致工质大量损失，机组补水率也会随之增加，所以，对暖风器系统设备进行定期检查和检修尤为关键，只有这样，才能确保暖风器疏水回收的效果，起到节能降耗的目的。

（3）对放水手动门进行有效处理，确保其始终处于闭合的状态。

（4）严格遵守化学要求，对排污浓度和排污量进行控制，提高火力发电厂发电的经济效益和环境效益，同时，还要做好三废的回收再利用。

（5）对火力发电厂用电量进行控制，有利于达成节能降耗的目的。应做好以下几方面的工作：第一，啟动汽轮机组之前，工作人员应该对锅炉上水到锅炉点火的时间间隔加以控制，这样一来，即可使循环水泵等设备的运行时间减少，有利于节省电能。第二，启动汽轮机组前，应该确保汽包壁温低于锅炉上水的温度。

三、结论

综上所述，火力发电厂应积极响应绿色可持续的发展理念，以提高热效率和节能降耗为目标，采取有效的措施，使电厂整体热效率得到提升，只有这样，电厂才能在未来实现更好的发展。

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