火电厂发电系统的能耗与污染控制探究

2020-01-01王帅

数字通信世界 2020年2期

王帅

（华电漯河发电有限责任公司，漯河 462300）

0 引言

火力发电厂，是我国电力系统中的重要组成部分，关系着国家和社会的稳定和发展，其重要性不言而喻。因此，如何最大程度地降低火力发电广的能源资源消耗，提高能源资源使用效率，减少二氧化硫、姻尘等污染物的排放量，成为了我们努力的目标。基于这样的发展现状和研究目标，本文从火电厂发电系统的能耗分析、火电厂发电系统的污染物与控制工序分析、火电厂发电系统节能减排的发展展望等方面展开论述和探究。

1 火电厂发电系统的能耗分析

了解火电厂发电系统的能耗分布，首先我们需要了解火电厂发电系统组成和过程。以燃煤发电系统为例，组要包括了燃烧系统、汽水系统和烟气净化系统等组成，主要的生产设备包括了锅炉、汽轮机、发电机和脱硫脱硝装置等。火电发电厂的发电过程主要能源转换过程为：从燃烧系统的化学能转化为热能，在汽水系统中将高温高压气体的热能转换为机械能，最后在电机的带动下转化为电能。在这个过程中，火电厂的发电系统的能耗可以分为热损失、机械损失以及污染物的控制。在锅炉为主体的燃烧系统中，主要涵盖了热损失，排烟热损失、机械不完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失等，对于发电效率有明显影响；在汽轮机部分，喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、扇形损失、叶轮摩擦损失、部分进气损失、漏气损失和湿气损失也是重要的能耗损失，除此之外，汽水管道中的局部损失和沿程损失也造成不可逆。而在火电厂发电过程中，污染物的控制也是能耗的一大重要组成部分，随着环保要求的提高，对于发电过程中产生的硫化物、NOX以及固体废渣等污染物需要进行处理后才能排放，这就在发电系统末端需要设置脱硫脱硝系统以及废渣处理系统，这些系统必然会增加生产的成本和能耗。

2 火电厂发电系统的污染物与控制工序分析

火电厂污染物分为固体的、液体的和气体的几类以及噪声等。其中，固体污染物指的是粉尘，这是燃煤电厂排放的尘粒。我国火电厂年排放尘粒约600万吨，其数量之巨大，以及危害之大由此可见一斑。尘粒不仅本身污染环境，还会与二氧化硫、氧化氮等有害气体结合，加剧对环境的损害。固体污染物还有灰渣，煤燃烧后残留的灰渣、经文丘里除尘器与布袋或静电除尘器截留汇集下来的粉煤灰，是电煤燃烧后的残留物，其主要成分是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁及部分微量元素。废气污染物主要是CO2、NOX和硫化物，废气中包含大量CO2，对于大气的温室效应有重要影响，电煤含有有机硫与无机硫。燃烧生成二氧化硫排出，就会产生酸雨。火电厂的废水主要有冲灰水、除尘水、工业污水、生活污水、酸碱废液、热排水等。除尘水、工业污水一般均排入灰水系统。总的来说，火电厂对环境的影响可归纳为：二氧化碳温室效应、酸雨、粉尘污染、灰渣污染、脱硫石膏固废、废水污染。为了降低污染物对环境的影响，火电厂废物资源化利用目标：废气合理控制、废水处理达标排放或循环利用，固废作为建材原材料利用。因此，在控制工序方面，首先在系统方面构建完善的监控反馈机制，发挥DCS系统软、硬件的质量和自诊断能力，对提前预防、软化故障能做到有效控制，保证能耗和污染物排放的管控，其次，在脱硫脱硝等降低排放的工序上，配套低耗能环保设施，尽量做到近零排放。

3 火电厂发电系统节能减排的发展展望

针对火电厂发电系统能耗现状和节能减排发展需求，本文就如何提升火电厂发电系统节能减排的发展提出以下几点思考与展望[1-5]。

（1）依托节能减排技术创新探究与发展，促进火电厂能耗的降低和废气废水的排放。节能减排工作的质量提升，要在技术方面做好攻关，要通过技术推动发展，在源头上控制好发电过程中的能耗损失，并在污染物的处理上提升工艺、技术水平，让火电厂的发电能够更为的高效、环保。

（2）做好火电厂的合理规划，促进生产与管理工作。在生产环节上，做好各个环节的绿色环保，从提升燃烧煤质、优化锅炉燃烧效率、降低燃烧能量损伤、提高汽轮机和电机的机械效率等方面控制好生产的能耗，并构建有效的能耗分析和控制体系，实现能量的二次利用，并降低有害物质的排放。

（3）火电厂的节能减排工作的提升不仅依托于技术的革新，同时也需要依托于广大员工的主动参与和配合。因此，我们需要进行节能减排的思想教育，把节能减排的意识深入到每个工人的思想之中，并把节能减排过程中产生的效益提成奖励给工人，这不仅会为工人的经济收入带来可观的效益，还会在更大的层面上起到鼓励全厂工人都积极投身到节能减排的工作中。