浅析火力发电企业的节能减排技术

兴义市上乘发电有限公司 陈文兵

1 引言

近年来，我国总能源产量维持在30亿t 以上，煤炭就接近22亿t 左右，比例达到了一半以上。与之进行对比，其他能源产量就显得十分稀少，还没有达到煤炭产量的一半[1]。与此相对应的是，就每年我国能源消耗数量来看，煤炭的消耗的比例就占据了1/2。

我国大力倡导产业升级，火力发电行业就是其中一种。目前而言，火力发电行业大多都处于升级的重要时刻，在现在环保形势的需求下，火力发电公司要秉持产业需求为发展方向，朝着下游慢慢发展。根据有关机构统计：在现在这个阶段，我国拥有的火力发电体系属于上升期，并将不断成熟。与此对应，火力发电单位的装机容量数据占据一半以上[2]。

伴随产业升级的步伐，不断提高的发展速度，产业结构变得越来越科学、合理，此外，改造完成以后，电力需求也会得到明显的提高。火力发电单位始终属于保障经济增长的重要利器，可面对新形势的变化，传统火力发电单位已经不能够适应现代持续发展的要求，社会需要的发电形式已经转变为清洁高效，这也成为发电单位努力的奋斗方向。但当前的新型能源发电面临极大的突破困境。但能够预料的是，在未来，火力发电行业的运营方向是用产业需求来引导的，高效、清洁会成为未来发电的主要形式。

2 火力发电企业节能减排存在的问题

2.1 盈利能力低

火力发电产业属于高盈利产业，企业的日现金流相对较好，而对典型的火力发电企业——A 热电厂近三年的现金流进行探究，可以发现，其营业收入、净利润、销售收入等数据都是非常可观的，无论是投资现金流、融资现金流，还是运营现金流，金额都非常巨大。但对其经营成本数据进行分析，发现A 热电厂的成本普遍较高，且基本在研发成本、销售成本方面，但其在成本高、产量大的情况下，污染指标依然可以达标[3]。A 热电厂的总收入一直位于较高位置，对其2018～2021年数据进行对比，可以发现其财报数据在2020年开始下降，总体营收在逐渐下滑，现金流也因此遭到一定程度的破坏，本质原因就在于投入高成本在环保方，而环保投入的盈利能力转换周期缓慢，变现预期降低。

研究其负债情况可知，其资产负债率适中，基本稳定在50%，而其他类型的发电单位压力小，负债率不高。我国现在对发电业出现了新的准入门槛，越来越多的新能源被开发，让发电产业能够有更多的选择。因为火力发电单位有了更多的发电形式，也产生了产能过剩问题的[4]。在这样的状态下，火力发电单位投资规模减小，资金降低，现金流变小数，造成偿还债务力度提高，增加规模条件受到严格限制，在将来容易面临盈利下降的问题。

2.2 环保意识不到位

在发电行业中，很多企业依然持有“GDP 至上”的观点，将提高产值作为企业发展的第一要义。并且，由于国家当前处于高速发展阶段，在对相关人员的审核、监督等方面还存在一定的不足，无法兼顾能源环保[5]。

此外，部分地区为实现招商引资目的，实施了许多财政优惠方针，虽然这些措施也为地方带来了许多投资，可是对节能减排的要求却没有同步明确。就实际情况而言，如果地方的节能减排认知比较薄弱，便会存在“重经济，轻节能”的发展问题，为进一步维持地方平稳发展，贴合国家环保发展的理念，所以地方单位要从根本上认识节能减排的关键意义，并能够制订适合地区发展的计划。

2.3 落后产能淘汰工作进展

小型火电企业正在被逐步淘汰，而大型火力发电企业则稳健向前发展。其属于高耗能产业，在发展期间，对企业进行节能改造是非常必要的，且其落后产能淘汰工作进展顺利，而纵观水泥产业、有色金属产业、钢铁行业等与火电行业类似的高污染高耗能产业淘汰进度可知，其相比于火电行业，落后产能的淘汰工作进展相对缓慢。大部分行业的落后产能并未被彻底清除。

3 火力发电企业的节能减排技术探析

3.1 优化能源燃烧效率

第一，提升电煤质量。火力发电的投入费用里面，燃烧费用就占据了较大比例。所以需要设计燃料煤的种类，减少损耗，这样不但能够让燃料能够提高转换效益，还能够对固定设备降低损耗，实现用电量减少、提高使用年限。可如果设计出不合理的煤种，就容易导致损耗更多的燃料，磨损设备的情况加重等状况发生，阻止增强燃烧效率。所以想提升火力发电效益，就需要设计出合理的燃用煤种，在可以实现安全运作的前提下，再让燃料得到充分燃烧，只有如此，才能够减少损耗能量与污染。减少排放成本，成本得到降低，并能够降低对环境的破坏，推动环境和相关企业的共同发展。

第二，对煤配进行升级，达到燃煤高效。受限于锅炉技术，燃煤大多数的硫量并不高，而火焰点高，挥发性强、单位热量高。而达到要求的煤大多数所需要的花费是比较高的，导致采购的压力过大。为了处理成本大的问题，太原第二热电厂对此进行了多次研究，最终通过掺烧燃煤的方式取得了重大突破。也就是对许多不同类别的煤炭进行筛选，经过多种程序以后，再借助科学配比的方式用来燃烧，可以对成本进行有效管控。煤配与掺烧技术对比，结合燃煤、锅炉、煤种状态，严格筛选与科学配比。煤配更加科学地解决好发热量差异、挥发性、灰分状况，进而让燃料能够得到完全燃烧，与锅炉燃烧匹配，更能较好利用。

3.2 优化设备的工作效率

提升锅炉效率，需要考虑的内容包括：需要对燃烧空气展开升温处置，例如要增加换热的面积、减小预热器的漏气量；让燃料得到充分燃烧，通过调节煤粉的空气比例与颗粒大小、对剩余灰渣的含碳量进行管控等；降低由于烟气导致的热能排放，对锅炉的烟气排放温度进行调节等；让锅炉能够提高传热能力，通过使用吹灰器来对受热面进行清理、让落灰与结焦降低；让锅炉散热得到降低，利用好隔热保温物质等。

增强汽轮机的效率。在火力发电的程序里面，比较关键的一个环节就是汽轮机组的辅助设备与主体，其功能是转化气态水能量的热能，转向动能。近段时间以来，在市面上的场上汽轮机，总体的运转效能与质量都在不断提升，可是在损耗能量方面，依然不能防止产生能量损耗。

引发汽轮机本体能耗的因素有三个方面，第一个原因是来自流通环节，由于机体的动静叶片、蒸汽的流动方与喷嘴方向产生了偏差；第二个原因是来自汽封装置未进行严密封闭；第三原因是来自进气环节，由于在进气途中会发生能量损耗，激荡的气流、转子的节流与摩擦等因素引起的。能够借助某些手段来降低损耗。例如，定期检修汽轮机、借助三维技术、对汽封装置进行改造、对流通装置线条进行调整等。

3.3 扩大发电机组的规模效应

结合太原第二热电厂的经验，扩大生产规模可对成本进行减小，在单位时间内取得的效能更高，燃料能够得到更充分的燃烧，减少原料浪费，环保节能的标准更加高。所以推行太原第二热电厂火力发电经验，淘汰小容量的机组的趋势是势不可挡的，在目前，引进国外先进水平的大容量、高参数的机组是在现有技术时所支持的节能手段最有效的。

不同装机容量的火力发电机组能耗参数详见表1，压力位于15～30MPa 阶段，温度在555～595℃，主蒸汽压力每提高1MPa，就可以实现发电机组热耗率减小在0.15%～1.13%。当主蒸汽温度每提高20℃，发电设备的机组热耗率会减少0.29%～0.39%。如果发电机组蒸汽在参数一致的情况下，蒸汽机的二次再热温度每提高10℃，机组热耗率则会降低0.18%～0.28%。火力发电机组装机含量的不同，其所对应的耗能指标也是存在差异的，在表中可以看到，A 热电厂使用的火力发电机是高参数、大容量的，在节能减排中起到了重要作用。

表1 不同装机容量的火力发电机组能耗参数

3.4 扩大发电技术的范围效应

在不断创新清洁煤发电中，该项技术的使用与投入都反馈了不错的成效。在现在提倡环保节能的发展环境下，煤炭的燃烧效果与成分是企业选择的重要考虑因素。发电产业有了新的挑战，造成清洁煤在将来会演变为火力发电的重要来源。而普及循环发电技术，不但能够实现节能减排的目的，也能够提高燃烧效率，做到真正意义上的减排环保，达到环保发电。清洁煤发电技术参数比较分析详见表2。

表2 清洁煤发电技术参数比较分析

由表2可知，IGCC 发电技术的效果最好，而从中导致的污染因素又比较小，在将来能够预料的污染中也是极小的，在上面这几种常见发电技术里面，是综合得分最高的。IGCC 技术是借助石油、煤炭发电中通过机械气化再形成合成气体，将合成气体放入联合循环机械中发电，打破了单一能源物质燃烧效率有受限的状况，混合多种能源物质气体，由物质间展开组合来能增强燃烧效率，是当下最为流行的发电方式，也是环保发电的重要部分。

4 结语

随社会发展的变化，各行各业都得到了大力发展。而对环境产生影响的各种因素逐渐体现出来。在内外部多重影响之下，火力发电企业向着环保方向发展是大势所趋，同时也是社会关注的重心。把节能减排工作做好能够成为企业长期稳定、科学发展的关键要素。做好节能减排工作并不容易，需要在做好多次客观科学的数据对比研究的前提下，完全理解节能减排的意义、要求与作用，制定企业发展规划，并能够做到遵守决策和程序，找到在管理节能减排途中发现的问题与不足，并从中找到改善的方式，改变过去的管理模式，火力发电单位的节能减排管理方略才可以得到实现，让企业的产业升级更进一步。