浅谈热电厂的节能技术与能源利用

浅谈热电厂的节能技术与能源利用

路艳华

(哈电集团生物质发电（望奎）有限公司 黑龙江绥化 152100)

摘 要：目前，我国大力倡导能源节约和集约化利用，由于资源短缺问题愈加凸显，能源产业结构呈现出新的发展趋势和问题。热电厂是利用热能发热发电的主要场所，在发热发电过程中需要消耗数量庞大的能源资源，这进一步加剧了当前资源紧张的局面。因此，创新能源利用方式，探索热电厂节能技术和能源利用的新途径成为了当前的研究热点。有鉴于此，本文将详细分析热电厂的节能技术改造计划及其可能产生的效果。

关键词：热电厂；节能技术；能源利用

众所周知，相比于风力发电项目和核能发电项目，火力发电耗能巨大，热电厂所产生的环境污染问题也十分严重，不仅会对周边的土壤质量造成破坏，还会排放大量的空气污染物，造成空气污染，直接导致形成酸雨或者雾霾等恶性天气。热电厂的节能改造是一个非常重要的课题研究，不仅关系着我国产业结构升级，而且对推动生态环境保护，实现建设“美丽中国”目标有着十分重大的意义。

1 热电厂概述

本文的研究对象对某地区A热电厂，其装备有3台型号为FG3002/29.1-4的超临界参数变压的支流锅炉^[1]，同时还安装了3台型号为N1200-28/500/610的2000MW的抽凝式的汽轮发电机组^[2]。这一套机组的具有非常大的容量，且参数非常高，在发电方面拥有较大技术优势，能够在一定程度上实现资源的综合利用。A热电厂项目的建设符合国家相关产业标准和建设要求，是国家认可和鼓励发展的发电项目。对A热电厂的节能技术改造进行分析，在满足热负荷新增需求的同时，能够实现电力热力的最大限度地供应，从而实现整个热电厂效率的提升，这对于实现环境保护、资源节约有重大利好。

2 A热电厂能源利用存在的问题

经过对A热电厂实际情况的考察，发现其在能源利用方面还存在以下几个方面的问题，这也是制约其能源集约化利用和资源利用效率提升的主要因素。

2.1 能源计算指标模糊

A热电厂不统计锅炉的供水量，这使得实践中无法对热蒸汽的流量进行统计，并进一步导致锅炉效率核算出现问题。这一问题导致的最终结果就是无法按照国家标准对A热电厂的供电和供热的实际煤耗情况进行统计。同时，通过调研发现，企业自己提供的数据一般也存在问题，如供热比不准确等。

2.2 节能改造不到位

据了解，A热电厂在2019年为响应国家号召，开始进行节能改造，更换了冷凝机组，设计的电厂供汽的气源一般是汽机的2抽或3抽，而实际情况却是目前3抽情况下，压力平均值可以达到2.8MPa,如果3抽的压力无法满足设计要求，则使用2抽操作减温减压。全年来看，2抽的平均压力值可以达到4MPa。而最终的对外的供汽的压力为2.4MPa,温度为360摄氏度，比用户需求高出不少。在这一过程中，将超过要求的蒸汽减温减压后供给用户，会导致蒸汽大量损耗，进而使得能源浪费问题更加严重。

2.3 其他配套设施问题

从供热的气源来看，目前主要通过中压缸和低压缸连接通管进行抽汽，并直接与供热网的首站相连，在首站换热后并对外进行供热^[3]。这表明，其并未对机组循环的热量、乏汽热量进行提取，这也造成一定程度的热量损耗和能源消耗。另外，在排放废气方面，虽然烟气经空预器排除后经过低温省煤器的处理，但到达脱硫塔之前，废气的温度仍然达到了120摄氏度，这使得烟气的显热、潜热都有一定程度的损失。

3 A热电厂的节能技术改造及效果

3.1 节能技术改造计划

根据上述实践考察发现的问题，对A热电厂的节能技术和能源利用方面提出了如下的改造计划。首先，由于A热电厂的对外供应工业蒸汽的能力比较弱，如果强制增强其对外的供汽量，唯一可性的措施便是增强高参数为2抽的抽气量，并在采取减温减压措施后再对外供应，但这显然会进一步加大煤炭消耗量。因此，建议对区域范围内的工业供汽的规划进行适当的调整和修改，保证按质供汽目标的实现，尽可能地减少对外的供汽量，从而减少蒸汽对外供应过程中的热量损失和能源浪费。其次，在条件允许的情况下，尽量地调低对外供应工业蒸汽的参数，省去中间环节，安装新型设备，让蒸汽无需减温减压即直接对外供应。与此同时，A电厂还可以对抽汽实现减温减压的环节进行改造，将其转变为蒸汽的引射，或者采取透平的被压拖动方式，从而保障蒸汽做功能力不至于发生过多损失。最后，还需研究如何在脱硫塔前降低烟气的温度，而不是通过减温减压的手段降低，从而充分提取烟气的前热量。通常而言，可以尝试结合湿法除尘与用水喷淋热泵获取热量两种手段，在提出热量后，将其用于除盐水的加热，或者用于对外供热^[4]。该种手段的优势在于能够降低污染物排放量，实现节能节水减排的多重目的，并且还能够避免“白烟”现象的产生，既实现了生态效益，又实现了经济效益。另外，更为重要的一点是，烟气所产生的预热可以用以热网水的加热，锅炉的热效率大幅提高，同时其燃煤的消耗量也大幅下降。当然，直接接触式换热器等设备的更换或安装还会有效地解决长期困扰热电厂的烟气冷凝所产生的腐蚀问题，对于延长设备也有很大的帮助。

3.2 节能效果预测

通过上述节能改造计划，根据相关的计算方法和指标，预计A热电厂的综合热效率将提升到55.27%左右，相比于之前提高了13.2%。并且在实施节能改造计划之后，还能够满足国家的年平均综合热效率大于45%的指标^[5]。从能源消耗量来看，A热电厂在实施节能改造计划之后，年耗煤量从175.3562万吨降低到157.2356万吨，节约煤炭18.1206万吨，相对节能效率可达10.33%。概言之，如此一来，既达到了国家的相关指标和要求，还实现了节能减排，提高热电厂供热的能效与经济性，实现了环境改善和能源资源节约的双丰收。

参考文献

[1]王帆.燃气-蒸汽联合循环热电厂水泵节能技术的优化[J].化学工程与装备,2021(07):176-177.

[2]姜信杰.热电厂外供蒸汽管网系统能耗分析及节能措施[J].资源信息与工程,2021,36(03):134-137.

[3]张丽丽.热电厂能源利用与节能技术改造分析[J].区域供热,2021(02):125-131.

[4]徐枭桐.热电厂热泵系统节能改造及供热能力研究[J].科技创新导报,2020,17(18):39-40.

[5]王军太.吸收式热泵在城市热电厂改造利用节能研究[J].科学技术创新,2020(01):168-169.