某发电厂热能设备工程节能降耗实例分析

安徽新源热电有限公司 朱丹

1 热能与动力工程中能源损耗的类型

1.1 热能损耗

在发电厂中热能与动力工程能源的转换大多是依靠各种设备设施装置的运转来实现的。研究分析发现，实际运行中的设备由于本身运转会产生一定的热量，部分能源无用消耗，导致能源转换工作受到一定程度的影响[1]。分析发电厂动力工程得知，设备的额定功率过载后节流器的运行可以参照系统初始设定值正常工作，且能在运行时很好控制负荷。设备的节能降耗受到设备的运行情况影响，当出现故障或运行状态不稳定的现象时，就会消耗掉大量的能源才能正常运行。

1.2 湿气损耗

在热能与动力工程的设备运行中，不仅有热能损耗还有湿气损耗，两者都会造成能源损耗的增加，不利于节能降耗工作有效展开。在蒸汽膨胀和蒸发的过程中会有水蒸气产生，当蒸气量达到一定程度后水滴大量聚集，而蒸汽在高速运行的过程中加快水滴汇集，从而导致湿气损耗的产生，进而对蒸汽运行系统产生不利影响[2]。由于水滴的聚集速度直接关系湿气运行，而设备只有利用更多的能源才能完成工作任务。因此，湿气损耗造成能源损失。

2 降低能源损耗的可行措施

2.1 对废水中的余热给予回收利用

在除氧器的正常运行期间，会有蒸气排出，这也是对热能的一种消耗，而且量还很大。为了不让这个热能无用消耗，避免造成能量损失，可以借助于冷却器对这种现象加以改善。工厂生产过程中会生产大量污水，为了避免水资源的不必要损耗，可以对这些污水进行回收，然后二次利用。如果回收、处理污水的能力欠缺，不仅会造成水资源的浪费，还会让环境受到严重污染。要做到对废水、余热的充分回收与利用，务必要强化相应的回收能力。技术人员应该加大研究力度，以减少使用设备设施期间的能耗，尽量避免残余能量随着废水白白流失，防止因废水的不合理排放对环境产生污染[3]。

2.2 汽轮机的应用力求合理化

重热汽轮机在热能的转化期间，以及动力工程当中，是最为常见的一种设备，而且发挥的作用也是极其重要的。其工作期间经常会出现重热现象。如果可以对重热加以高效利用，就能够在一定程度上降低资源消耗，是达成节能降耗战略目标的有效手段。故而，需要依据具体应用情况，对汽轮机的采用数量和具体安防设备的位置随时进行合理调整，以确保设备在运行期间产生出来的热能都能够被充分吸收和有效利用。为了保证相关系数不会超出限定范围，让电力设备能够一直保持着正常的运行状态，需要结合相关系数的具体情况，第一时间采取合理措施加以控制，好让汽轮机保持正常的运行效率，从而保证节能降耗这一目标能得以实现。

2.3 对锅炉蒸气充分利用避免损失

蒸气也是很常见的一种能量资源。传统开发能源行业所采用的技术不够先进，对蒸气的利用率比较低。在使用锅炉期间总是会产生丰富的蒸气，若能将这些蒸气合理利用起来，也是一种有效的节能手段。因外在因素对蒸气的影响比较大，所以还要对蒸气做好保护，争取在第一时间将其转换为可用的动力，以实现对蒸气资充分利用。工作人员应当在生产期间，时刻掌握仪表、压力与温度的变化状况，结合实际及时合理调整，将蒸气尽可能的全部转换为动力，使节能降耗这一目的得以实现。

2.4 调频方案的科学优化

要想维持热动设备的高效运转，技术人员务必要掌握电网运行所采用的频路，并据此对相关设施加以合理的调整，以实现节能降耗目标[4]。技术人员应在电网运行期间，结合具体情况对整个电网的动态性能展开实时调节，并分析电网运行期间所受到的电磁干扰，据此对电网频率进行自主调节，让电网能维持正常运营，减少设备运行期间的能耗。同时，在编制调频方案期间，对于第二次调频可设定为手动结合自动的复合方式，使设备能始终运行在正常状态。生产环节还应该将电网的相关参数信息纳入考虑，结合这些信息将出现的问题合理解决掉，让电网能够更加稳定地运行。

2.5 尽可能使用可再生能源

地热资源具有高效、稳定、用地少、污染小等优点[5]。风能最突出的特点就是无污染。经过多年来的不断研发与技术改进，清洁能源的发电效率大幅度提高，在节能降耗、减少污染的同时，也为人们日常的能源需求提供了一定的保障。地热资源与风能作为可再生资源，被广泛应用于电力电网中，有利于对不可再生资源和自然环境的保护。

3 节能实例分析

3.1 电厂概况

本次研究选取了某电厂作为实例，针对三期机组的脱硫、脱硝等环节进行了环保改造，并且还新增了换热系统。发电机组在经过以上改造后，其运行状况已完全满足国排中的相关要求，而且锅炉系统的排烟温度也得到了进一步的降低，有效的减少了热量的损失，同时还能回收烟气，并对其中余热加以利用，使节能减排这一环保要求得以实现，实现了经济效益的最大化。

3.2 WGGH系统的基本组成

WGGH系统的基本组成如图1所示。

图1 WGGH系统的基本组成

3.2.1 烟气冷却器

每个炉需要2 台烟气冷却器，将其分别设置在空预器与除尘器出入口处，该设备主要采用了翅片管，选用ND 钢作为烟道壁板材料，要控制其厚度超过6mm；按照换热面积可以将换热管所使用的材质分为3 种，将2 排规格完全相同的20G 钢架管分别安放在烟气冷却器入口处；注意要确保所有的相关附件，包括联箱、管板等，其材质与换热管相同。

3.2.2 烟气再热器

每炉需要1 台烟气再热器，将其设置在引风机至烟道之间，烟气再热器的内部布置如图2所示，设计方式采用了分段法。将独立升温装置设置在设备的前部，烟气通过该装置能够获得至少10℃的升温，注意布置的光管数量要适当，管内设置辅助蒸汽用作热源，并采取相应措施加以回收。

图2 烟气再热器的内部布置

3.2.3 WGGH当中的热媒水系统

WGGH 系统里面，循环泵的设置数量为3 台，另设置循环水箱1 个，并配备了用于输送循环水的补水泵。另外设置1 个蒸汽和凝结水加热器。循环水箱的作用主要是稳定该系统内部压力，在运行时，由于温度的下降，水容积相应减少，需要进行适当的补给。若系统能维持正常运行状态，通常情况是不需要进行补充的，但需要对液位进行严格控制。

3.2.4 WGGH当中的凝结水换热系统

WGGH系统引入了管式换热原理，专门配备凝结水换热器。当热量在该系统中有剩余时，多余的热量就会直接送入到凝结水系统，这样就能够将节能效果充分发挥出来，从加热器出口将凝结水进行引出，通过换热系统将其引入管道。利用调节阀实现对热媒水流量的调节，能够达到变频控制的目的。

3.2.5 蒸汽辅助加热器

当系统达不到足够的热量时，利用蒸汽辅助加热器可以实现对热媒水的加热效果。

3.2.6 一、二次风暖风器系统

每个炉需要配置暖风器4 台，使用换热管20G翅片，通过调节阀可以实现对进水量的控制，将进水调节阀开大一些，就能让出口处的风温升高；将进水调节阀给关小，出口处的风温也会相应降低。

3.3 实际出现的问题及相应的解决手段

一是该系统正式运行后，顶部循环水箱或轻或重都出现了溢流现象。这主要是由于温度和阀门都能够对系统水位造成影响，水位发生的波动范围非常大。由于系统补水主要集中在温度低点，当系统升高温度时，又会将水位拉升起来。

二是该系统存在较多的泄漏点，最底层最容易发生泄漏，主要因为烟气对其造成一定程度的磨损，而在迎风面都不曾配备防磨铁，故而可以防磨铁设置于迎风面上。查漏，需要对热媒水箱进行观察，判断实际补水情况。系统运行正常时不需要进行补水，如果出现频繁补水情况时，就可以基本判断存在泄露点，可以采取隔离的方式，逐一对各分区展开查漏，等到漏点被找到后，可以先将对应的分区隔离开来，让其他分区能正常运行。

三是系统正常运行期间，烟气再热器出口位置上的温度，一般情况下不会低于72℃，白烟一旦消散，此时就需要将再热器出口温度进行提升，这样能够有效的提升烟气高度，使其得到广泛的扩散，从而防止烟囱材料受到腐蚀。

四是由于改造后，排放NOx的量降低，在设备运行过程中要对氨逃逸量进行严格控制，对烟气冷却器进出口形成的压差进行实时监视，当压差出现偏高时要对其进行及时调整，防止对其造成堵塞，而且还应该定期安排吹灰。若烟气冷却器压差突然变大，要适当加大吹灰频次、力度，甚至采取干烧措施予以处理。

3.4 WGGH 系统运行原理及对实际运行效果的分析

3.4.1 WGGH系统的基本运行原理

其基本原理是借助于烟气冷却器进行热量的回收，先保证该设备出口烟温后，如果热量有剩余后再将其回收至凝结水系统。

3.4.2 效果分析

改造完成后要对其进行满负荷运行，排放所有指标都符合国家标准要求。300MW 负荷下机组性能对比见表1。

表1 300MW负荷下机组性能对比

4 结语

在热能与动力工程运行过程中，节能降耗工作的有效开展必须有高效的措施给予支持，热耗产生的部位要进行必要的关注与控制，使电能的生产得以顺利进行，同时开展能量损耗的深入分析并对生产设备进行有效优化，完善动力装置，提高其运行效果及效率。本文结合实例采用WGGH系统利用烟气冷却器进行热量的回收，改造完成后对其进行满负荷运行，达到了理想的节能降耗目标，为发电厂的类似节能措施提供有效借鉴。