发电厂热动系统节能优化与减排探讨

陈国震

（国家能源集团山西公司霍州发电厂，山西 霍州 031413）

引言

随着信息技术的飞速发展，传统的热源控制系统的优化设计已经落后于现有的技术，为了适应国家的节能战略和可持续发展的需要，必须制定更加严格的节能减排措施，才能真正达到节能减排的目的。热能机组是火力发电的核心部件，其能耗高、环境污染大，对常规热能机组进行优化设计，对设备进行科学、合理的配置，并对其进行有效的节能监控，既节约了资源，又避免了环境污染，降低了能源消耗，同时也实现了电站结构的转变，达到了可持续发展的目的。

1 发电厂热动系统节能优化的必要性

从目前国内电力工业发展的情况来看，对发电厂热动系统进行节能优化是推动电力工业可持续发展的一个重要课题。电厂在国内属于高耗能行业，随着国家越来越重视经济和环境的可持续发展，逐渐提高的生产成本已成为困扰电厂发展的主要问题。在实施节能优化战略的同时，对电厂的热动系统进行节能优化，节省运行费用，减少能源消耗，提高能源利用率，是环保的必然要求。与过去相比，我国火力发电系统在节能改造方面已有了很大的进展，在节能管理上有了很大的提高。火力发电厂的热动系统是一个非常复杂的工程，它包含了很多的设备和环节，因此，在各个环节都要重视节能，而要做到这一点，就必须要大胆地进行技术创新，采取全方位的节能措施，采取多种节能技术，进行精细管理，这样就可以减少整个热动系统的能源消耗。要从根本上解决热动系统的节能问题，就必须对热动系统进行全方位的监测，并根据这些数据，做出最佳的解决办法[1]。针对目前火力发电厂的热动系统运行中存在的问题，应从细部着手，以提高总体效率。

2 发电厂热动系统的节能优化设计

2.1 发电厂热动系统运行模式的优化设计

在优化电厂热动系统的节能优化方案时，为了达到系统节能优化的目标，就必须先对机组的运行模式实施节能化改造，调整传统的系统运行方式，尝试采用多元化的运行方式。例如，将一年分为几个时间段，在某个时间段可以尝试一种连续的阀门工作模式，并且在一定的时间内，对机组进行最合理的调节，提高系统的工作效率。同时要注意机组的真空，尤其是汽轮凝结器的真空，相关技术人员需要动态地观察和检查相关设备的真空，并对其进行科学的调整，以保证其在生产过程中处于最佳状态，在一定程度上减少电厂的能源消耗。在热动系统运行时有关工作人员必须重视其工作参数的稳定性，可通过对热动系统运行的实时监测，保证热动系统的真空度。

2.2 电厂循环用水系统的优化设计

在热动系统中供水系统采取的是主控制模式，主控制对整个管网的运行有很大的影响，要使供水管网的运行达到最优，必须从主控制开始，通过先进的技术优化热动系统的运行效率，降低运行过程中的能耗。在建立电厂热动系统的节能优化方案时，还可以从热动系统的循环用水入手，对常规的控制供水模式进行优化，减少电厂的能耗。由于电力企业在实际操作中存在着严重的水污染，电厂必须对其运行时所排放的高温废水进行循环利用。从电厂废水处理的应用范围来看，电厂在热动系统运行时可以利用污水处理技术将其用于热动系统。在对高温污水进行热回收的同时，在排放污水的末端设置了冷却器进行冷却，并将其用于其他对水质要求不高的循环水系统。

2.3 发电厂热动系统水汽系统的优化设计

在电厂热动系统中除了循环用水之外，还必须考虑到蒸气系统的优化问题。在优化热动系统的蒸气系统时可以对常规的蒸气系统进行改造，例如，在发电时可以将电厂的工作热量和能量从传统的蒸气系统中剔除，再利用蒸气和冷凝水，保证电厂的正常运转。这种方法的运用，是通过充分利用凝结水的余热来实现蒸汽系统的优化。电厂在进行热动系统的优化设计时，还可以优化加热系统的水汽温度。由于电厂热动系统在运行时会产生大量的高温蒸汽产品，因此，将其作为加热蒸汽的形式用于日常生产、生活，是一种有效的回收方法，在将蒸汽产品输送到供暖区域时，采用喷水冷却以减少蒸汽能量消耗的做法，往往会造成巨大的浪费。

在对发电厂的热动系统进行降级时，蒸汽的力量是驱动汽轮机运转的主要动力，将高温蒸汽进行转化，然后将其输送到居民的家中，这样就可以有效地降低能耗。在电厂的生产调度中合理利用蒸气热量，可以有效地保证机组的运行效率，防止大量的冷凝水的浪费。为此，必须对发电厂热能发电系统进行必要的改造，以满足发电厂热能发电系统的优化和节能改造。具体方式如下：

1）通过利用余热来改善低压蒸汽的利用率，降低蒸汽热损耗，达到节能改造的目的。

2）强化反压回收模式，采用气压加压泵，完成冷凝水的加压输送。

3）重视采用压力回收的方法。该方法主要是利用输水阀门来进行冷凝水的输送，达到二次水汽的循环再利用，降低尾气排放，达到节能和减排目的。

2.4 锅炉节能降耗

锅炉是电厂中最重要的电力供应装置，在电厂中使用的比例很高。在正常运转时，锅炉产生的热量可以达到150～200 ℃。由此可以看出，锅炉在排烟时会有很大的热量损失。如果能通过科学的方法来控制锅炉的排烟量，将会产生很大的经济效益。在锅炉的改造中，在排烟部位安装一个可以循环的设备，降低热量损失，降低能源损耗，提高锅炉的能源转化效率，提高电厂的经济效益。在锅炉节能减排的同时，会产生大量的废水，这些废水本身就会带着一定的温度，在排放的时候会有一定的热量损失，为了防止这种热量的损失，可通过排烟来回收废水中的热能，减少能源的浪费，以达到节约能源的目的。

2.5 积极引入热能动力联产技术

电厂采取了许多节能措施，以求可持续发展，但收效甚微，其原因是电厂只对个别的设备进行了节能改造和优化。热能联产技术最大的特点就是一体化、系统化，目前常用的技术有汽轮机联产、燃气轮机联产等。汽轮机联产是燃气轮机和汽轮机的高压系统，联产有利于系统的优化，尤其是对高耗能企业来说，是一种有效的节能措施。燃气轮机联产则是对热能动力系统进行优化，以确保在低温下的热能得到有效的加热。

2.6 利用热能进行高低转换，达到节能降耗的目的

在正常运行的情况下，热动系统的高效率运行会产生大量的热量，因此，在向用户提供热量之前，需要对蒸汽进行冷却。将高温蒸汽送入专用设备，以蒸汽的能量驱动涡轮运转，热量高的热能逐渐转变成低能量的蒸汽，并用于居民日常生活，实现了高效利用热能，减少能耗消耗。在众多的热源机组中，化学补水系统作为辅助设备的重要组成部分，有着特殊的作用，可以提高设备的使用寿命，减少能耗。通过多年的实践总结出经验：在化学补水系统中加入冷凝装置，可以达到很好的节能效果。在凝汽器喉处加装喷雾式冷却器，可有效地解决高温负荷现象，保证机组的安全运行，更好地发挥其节能效果，提高热量的回收率，节约能源。

3 结语

根据电厂的实际运行状况，对火力发电系统进行优化，显著提高了火力发电厂的运行效率。通过技术和装备的革新，促进火力发电的创新发展，既提高了电厂的经济效益，又可以达到节能减排的环保要求，实现电厂的可持续发展。