火力发电厂热动节能方法的分析与探讨华建勇

火力发电厂热动节能方法的分析与探讨华建勇

华建勇

浙江浙能温州发电有限公司浙江温州325602

摘要：社会是不断向前发展的，无论是工业生产水平还是人们的生活质量水平都在不断提升。电力能源是社会生产以及人们生活必不可少的能源，并且随着社会的进一步发展，对于电力能源的需求量越来越大。所以为了满足社会发展的需要，发电行业也在不断发展，为我国国民经济的发展贡献力量。热动系统是电厂运行过程中的核心组成，其运行效率直接影响整个电厂的运行状态以及稳定性，热动系统在运行过程中会消耗大量的能源，所以做好电厂热动节能工作意义重大，节能环保也是当今时代的主题。鉴于此该篇文章针对电厂热动系统节能方法展开了分析和探讨，首先分析了对于电厂热动系统的评价，然后分析了电厂热动系统的节能优化，接下来分析了电厂热动系统节能的必要性以及电厂热动节能的现状，最后分析了如何促进电厂热动节能的优势。

关键词：电厂；热动系统；节能；方法；分析；探讨

前言

随着时代的快速变迁，电力能源在社会大环境中发挥的作用越来越大，并且社会生产以及人们的生活对于电力能源的需求量也是越来越大。火力发电作为我国主要的发电方式，借助化石能源实现发电，但是化石能源的储量有限，为了实现节能，促进电厂热动系统的节能优化，有助于提升化石能源的使用效率，达到良好的保护环境的目的，所以针对电厂热动节能方法展开一系列的探究和分析是非常有必要的。

1电厂热动系统的评价

电厂热动系统是热能与动力转换的重要系统，要实现热动系统的节能减排，就要正确评价热动系统的能耗，准确计算热动系统在运行过程中的热效率和损耗率。目前发电行业常用的热动系统评价指标包括锅炉系统的热效率，发电机的损耗率和汽轮机的热效率，这三个指标贯穿了火力发电厂的全过程，位于不同的发电环节，可以正确评价火力电厂的热动系统能耗。热效率和损耗率通常以生产1kWh电能所消耗的能量为计量单位，热效率和损耗率都以这个计量单位为标准计算。

2电厂热动系统的节能优化

“十二五”以来，我国从宏观上制定火力发电厂的节能减排任务，要求各发电企业提高生产管理标准，做好热动系统的节能优化。所谓热动系统的节能减排就是以火力电厂的热动系统为节能对象，通过制定各种节能优化措施，采用各种节能技术，实现发电企业的最大效益。

3实现电厂热动系统节能优化的必要性

3.1有利于实现可持续发展观

对电厂的热动系统进行节能优化改造，有助于在电厂的运营过程中降低能源的消耗量，提高原材料的利用效率，与没有优化之前相比较，优化之后的热动系统在运营过程中所产生的污染物也相对应的减少，减轻电厂对环境的污染。电厂热动系统采取节能优化措施有利于平衡经济发展与生态建设这两者之间的关系，使得电厂发展与减轻环境污染这二者之间达到协调统一的原则，充分体现了可持续发展观。

3.2有利于降低生产成本

我国的自然资源条件决定，电厂仍是以火电发电为主，而火电发电厂所用到的原料包括煤、天然气、石油等不可再生资源，在资源数量不断减少的前提下，这些资源的成本也相对应的有所提高，在生产过程中的能量浪费损耗问题，就导致电厂生产成本居高不下，从而需要对热动系统进行节能优化，以在最大程度上达到节约能源的效果，从而降低电厂生产成本。

3.3有利于创新电厂的相关技术

我国经济正在转型发展中，大胆进行技术创新，开拓经济发展的新局，电厂为实现节能优化这一目标，同样也要进行技术创新，才能确保目标的顺利实施，因此在实现节能优化这一目标中，也能带动电厂的相关技术得到提高，促进电厂的发展。

4电厂热动系统的节能现状

目前，我国电厂的热动系统同以往相比已经取得了较大的节能改革成果，实现了降耗管理水平的大幅度提升和进步。但火力电厂的热动系统是一复杂的工程，包括许多设备和环节，即要注意各个环节的节能，也要注意整体系统的节能，只有大胆进行技术革新，全方面调整节能措施，使用各种节能技术，实现精细化管理，才能降低整个热动系统的能耗。早期传统火力电厂的热动系统管理通常采用比较粗放型的管理方法。这些传统热动系统的管理方式不利于热动系统的节能减排，严重影响热能转化的效率。要从根本上解决热动系统的节能，只有全面检测和监测热动系统的各种数据，依据这些数据制定出一个最优的解决方案。即从精细入手，从细节的改善来达到整体效率的提升。

5电厂热动系统的节能技术

5.1系统参数选择

热源与冷源之间的温差决定了热机所具有的最高效率，因此可通过提高蒸汽温度降低排汽温度来提高发电厂的热效率。随着材料技术的不断进步，热力系统采用了很高的初温度，接近材料的极限，除此之外也可通过提高蒸汽的压力来提升汽轮机的热效率，但当蒸汽温度一定时，过度提高压力会使乏汽湿度增加影响安全性。大型火力发电机组通常采用高压力，高参数的设计方案。如我厂660MW机组采用了主汽压力28MPa，主再热蒸汽温度600、620℃的方案。

5.2锅炉侧的节能措施

5.2.1充分利用锅炉排烟热量

电站锅炉产生的高温烟气带走大量的热量，排烟热损失做为锅炉最大损失，若采用余热收集装置，能充分利用锅炉排烟热量，通常采用的方式有布置低温省煤器，利用锅炉排出的低温烟气加热凝结水，避免热量的浪费，使其重新进入到热力循环中，可节省高级抽气量，提高机组效率。一般情况300MW机组，锅炉排烟温度每下降10℃，锅炉效率上升约0.5%，可影响供电煤耗约1.5g/（kW•h）。

5.2.2减少锅炉排放的汽水热量损失

火力发电厂建立在朗肯循环的基础上，其循环的工质是水，因此需要大量的水参与。相较汽包炉而言，现代大型机组，采用直流炉设计更高的给水品质，没有汽包炉因汽水浓缩需要进行排污而造成的汽水浪费和热量损失。

直流锅炉的特性，在启动阶段要保证合适的启动流量，因此启动系统的选择直接影响锅炉安全性和经济性，带启动循环泵的启动系统，在启停和低负荷运行过程中具有工质和热量损失小的突出优点。

5.2.3中间再热技术的运用

现代电站锅炉通常采用中间再热技术，把在汽轮机中已膨胀做功，压力，温度已降低的蒸汽，引进锅炉再热器重新加热，然后再送加中、低压缸膨胀做功。采用再热循环，不仅提高了热力循环的效率又不至使汽轮机排汽湿度太高，同时保证了机组的经济性和安全性。为了进一步提高效率，在1000MW机组上通常可采用二次中间再热技术。进一步提高循环效率

5.2.4新式空预器密封技术的运用

电站锅炉大部份采用回转式空气预热器，由于空预器上下端面的温度差，会使运行中空预器出现蘑菇状变形，进而造成漏风加剧，严重影响锅炉效率。采用双重密封或柔性接触式密封配合热端径向密封自动跟踪技术，能将空预器的漏风率控制在3%-4%，取得显著的效果。通常认为空预器漏风率降低1%，可使煤耗下降约0.1g/（kW•h）。

5.3汽机侧的节能措施

5.3.1回热系统的节能设计

回热系统的作用是利用汽轮机的各级抽汽来加热凝结水，提高进入锅炉的给水温度，大多数机组的回热系统均由四台低压加热器、三台高压加热器、和一台除氧器组成，加热器疏水逐级自流。反映加热器性能指标的主要参数是上、下端差和温升。若加热器端差高于基准值，则显示加热器内换热效率偏低，对经济性产生影响。当加热器内置式过热蒸汽冷却段与疏水冷段不能满足端差控制要求时，可设置独立的蒸汽冷却器和疏水冷却器。另外设置疏水泵，将下一级的加热器疏水送入上级加热器出口凝结水中，提高凝结水温度，可排挤加热器抽气量同时减少进入凝汽器的疏水，减少冷端热损失。

5.3.2冷端优化措施

大型凝汽式机组采用双背压凝汽器。跟据传热学原理，双背压凝汽器的平均背压低于同等条件下单背压凝汽器的背压，因此汽轮机低压缸的焓降就增加了，从而提高了汽轮机的经济性。另外低背压凝汽器中的低温凝结水可以进入高背压凝汽器中去进行加热，既提高了凝结水温度，又减少了高背压凝汽器中被循环水带走的热量，可降低冷端热损失。另外，为保证不同季节不同工况下经济运行，可采用双速循环水泵，冬季工况低速运行，可节约大量厂用电。对水环式真空泵的冷却水系统进行改造，也能取得很好的效果。比如用温度较低的水对真空泵工作液进行冷却，或加装制冷装制冷却工作液。

5.3.3合理的化补水方式

热力循环过程中不可避免的存在着工质损失，因此需要补充一定的化补水，合理的选用补入方式，就显的尤为重要。通常将补充水引入凝汽器，当汽轮机排气温度高于补充水时，一般通过喷雾的方式补入，可以有效的利用汽轮机排汽的低位热量进行加热，以提高热力系统的效率。

5.4机组节电技术

凝结水泵系统一般采用2台100%凝结水泵配置，正常运行中一运一备用。无论满负荷还是部份负荷，凝泵出口压力较高，除氧器水位调节阀没有全开，凝结水系统节流损失大，对凝泵进行变频改造后，除氧器水位调节阀全开，依靠变频调节除氧器水位，减少凝结水系统压力损失，最大降低凝结水泵电耗。

风机通常指锅炉的送、引、一次风机，其消耗的电量能占发电厂用电率的30%以上，降低风机电耗对经济运行十分重要。由于风机的能耗与烟气量的3次方成正比，因此在满足燃烧的前提下，需选择最佳氧量避免过大的过量空气系数。同时对一次风率的控制也丰常重要，在相同氧量条件下，一次风量增加则送风量减小，由于一次风压力较高，就造成了由一次风量的增加所多消耗的电量远大于送风机减少的耗电量。

机组启停阶段锅炉所需风量较少，通常单侧送、引、一次风机运行即能满足锅炉启动所需的风量要求，相关单位可积极探索单侧风机启动对经济性安全性的影响。

6结语

综上所述，促进电厂发电过程的优化和节能是时代发展的必然趋势，热动系统作为能源流失最严重的环节，必须重视技术改造，当然这也是目前发电行业非常关心的问题，实现有效的技术改造，能够提升化石能源的燃烧效率，降低发电成本，所以广大发电企业都乐于积极参与，通过对热动系统的优化，这一系列措施有助于实现电厂热动系统的节能操作，促进电力行业的长足稳定发展。

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