关于热电厂节能与减排优化策略的分析

关于热电厂节能与减排优化策略的分析

胡金鑫

浙江横店热电有限公司，浙江省东阳市322100

摘要：能源是维系现代社会运转不可或缺的重要资源，为推进经济建设，构建可持续发展模式，热电厂管理人员必须采取合理措施，调整汽轮机、发电机组的运行方式，采用变频调节技术、自动化智能控制技术等先进科技，使用高质量的原煤或天然气，扩大机组容量，在实践中改进技术应用模式，控制能源消耗量，提升设备运行效率，控制热电厂的发电成本。本文主要分析了我国现代化热电厂能耗管理工作的重要性，并指出了导致热电厂能耗增加的客观因素，总结了做好热电厂能耗管理的有效措施与节能技术的正确应用路径。

关键词：热电厂；能耗管理；节能降耗技术

引言

为促进我国电力事业的发展，热电厂可根据具体情况选择性运用节能降耗技术，在满足社会大众电能需求的同时，调整运行管理模式，对常用的发电机组进行核查与停机维护，对高功率、高能耗的设备进行改造，设定符合实际情况的机组生产负荷。根据多数用户的用电需求合理分配总负荷，适当增加效率较低的发电机组的负荷，提升煤炭资源利用效率，减少发电能耗。

1.导致热电厂能耗增加的客观因素分析

热电厂管理人员必须定期对现有发电模式的能耗进行评测，进行热力实验，搜集切实可靠的热平衡数据与设备运行信息，深入发掘热力系统的内在潜能，找出潜在的设备故障或设计缺陷。导致热电厂发电能耗增加的主要因素包含机组定期启停、蒸汽温度不稳定、煤炭质量较低等。热电厂工作人员必须定期清理锅炉中累积的污垢或其他有害物质，定期启停供热机组，机组在关闭后一段时间被开启，发电系统会在机组关闭到开启的过程中消耗相当于满负荷运行3个小时左右的能源，导致发电能耗快速增加。为有效控制发电能耗，热电厂工作人员必须选择全新的设备检修方式，减少供热机组的关停次数，控制设备停机时间，根据发电需求、设备承载力灵活调整发电系统的负荷率，在保证发电量的前提下让机组在长时间内进行稳定运作。国内多数热电厂的核心营运方式以维护安全、提升供能稳定性为主，必须保留一部分发电与热力转化设备用于备用，此类设备在待机过程中会消耗大量能源，热电厂中部分电气锅炉与汽轮机的负荷不断增加，导致机组做功效率降低，间接导致能耗增加。

热力系统内部主蒸汽温度、压力的大小决定了煤炭的消耗量，部分工作人员未能及时调节主蒸汽的温度，忽视使用泄压系统排除锅炉中过多的热蒸汽，导致主蒸汽温度快速上升，发电设备的机械强度下降，在气压的影响下发生形变。在主蒸汽温度过低、气压稀薄的情况下，煤炭消耗量会明显增多。有很多要素会极大地制约到煤炭的损耗，包含了锅炉本身的热能转换效率、管道的热效率和发电机组的效率。因此为了增强电厂的节能减耗效果，必须从这些关键要素来展开改革。国内热电厂为降低发电成本，将多种质量水平差距较大的煤炭混合在一起，实施掺烧、混烧，可有效控制发电成本，降低原材料采购所消耗的资金，然而不同类型、不同品质的原煤的燃点不同，燃烧所需风力、空气干度等条件不完全一致，因此容易出现点火困难、发烟量较大等问题，导致发电能耗增加。国内热电厂锅炉燃烧机理繁杂，采煤煤质高度波动，让锅炉运营管理人员难以遵照单一操作程序来展开工作。

2.提升热电厂能耗管理效果的措施

2.1调整设备运行模式，改造核心元件

为做好能耗管理工作，必须首先建立跨部门的能耗管理网络，为一线员工下达任务，集中技术专家组建锅炉管理小组、管网设备维护小组等组织，使之定期对发电系统中的主要设备进行检修，尽可能地减少能量损失，对热电厂内部发电模式进行升级改造。例如我国某地热电厂为达到节能降耗目标，对发电系统中的核心设备进行全面升级改造，由专业技术人员牵头，基于生产实践对设备运行方式进行调整，将吹风机的运行方式由工频运作改为能耗较低、可人工调节的变频运作模式，为减少炉膛、炉壁沾染污染物的概率，对火嘴进行全面升级改造，全面提升了点火效率或原煤燃烧效果。工作人员可采取合理措施，尽可能地缩短从锅炉停机维修或上水到锅炉调节完成并点火的时间间隔，保证水泵中蒸馏水的温度高于锅炉内壁的温度，让设备在合理的状况下运作，降低热电厂发电活动的原材料用量。

2.2做好能耗分析，灵活调整运行参数

热电厂大型发电、供热机组的能耗控制难度较高，工作人员无法明确把握具体的设备运行情况，因此热电厂管理者可引进程控计算机系统，利用计算机设备信息分析效率高、数据解析能力强的特殊优势，对大型机组设备的运行状况、性能信息进行分析，针对每一发电环节进行能量输入、输出计量，把握实际能量使用情况，为高水平的精细化定量管理提供有力支持。工作人员可展开设备性能调试活动，组织热力实验，把握发电过程中响能耗的外部因素、内部因素，保证电力、热力、煤炭等不同形式能量被合理利用。突破技术条件的限制，发掘设备的潜能，整理各方数据，利用计算机设备绘制出概括机组能耗特性的图表，为发电系统的灵活调度与后期的成本估测工作提供可用信息，并计算出原煤煤粉的最佳细度、锅炉内部不同成分气体的湿度、煤炭燃烧过程中的最佳通风量等可利用环境因素，为工作人员灵活调整热电厂的发电模式、进行量化能耗分析奠定数据基础。保持仪表、自控装置投用、使用率，有条件时，应采用微机监控。据估算,投用微机监控可降低能耗0.3%～3%。针对长期运行的各类锅炉设备，基于外部气温变化规律，调节其运作方式，不断提升机组发电效率，降低能耗量。

2.3做好燃料管理，采购高质量原材料

热电厂管理人员必须根据实际情况灵活调整原材料利用方式，做好原煤的采购、储存、混合利用与使用绩效管理工作，对原煤进行分类存储，避免批量堆积在一起的原煤受到阳光直射或长期暴露在潮湿的空气中。热电厂工作人员可根据不同种类原煤的生产日期、化学性质、发烟量、能量转化效率调整掺烧方式，减少原煤在燃烧过程中的化学、物理损耗，制定科学、可行的掺烧方案，搜集并分析机组日常发电数据，建立数字化模型，推出经济、环保、污染较少的发电方案。工作人员还应当跟踪调查、研究锅炉的使用状况，搜集各方信息，为高峰用电时段、低谷时段、开机预热时段制定针对性较强的煤炭掺烧方针，全面提升煤炭利用效率。热电厂应当构建完善的燃煤管理制度，调整生产用燃煤采购计划，主动使用价格适宜、质量较高的煤炭，分析不同炉型的热量转化方式，调整煤炭的添加量，对锅炉燃烧过程中内部的进气量进行调节，解决因煤炭水分过多、煤灰掺杂量较高而引发的问题。

3.热电厂节能降耗技术的优点与正确应用方式

3.1除尘技术

工作人员可着手对低温电除尘器的内部结构、核心元件进行改造，使用耐腐蚀性较强、不易被灰尘堵塞的低温换热元件，保证静电除尘器能够达到政府规定的节能降耗要求，保证发电作业能够获得更多的节能收益。可随着热电厂发电系统实际负荷的变化，对电除尘器的运行方式进行优化调整，搜集各类设备的运行参数，并在除尘器运作过程中调用数据库中的信息，对电除尘器的运行参数进行优化调整，有效调控火化率、线路电压、电流功率等要素，提升电源的输出功率。例如在低负荷运作状况下，工作人员必须及时调整电除尘器的基本参数，选择节能模式进行运作，由于热电厂发电系统中多数设备在高负荷、高功率运作中会产生大量飞灰或尘埃，因此工作人员可在这一情况下提升电除尘器的清灰速度与振打频率，对控制系统进行全面升级改造，提升除尘效率。通过对除尘器的喷吹模式、振打频率进行调节控制，可有效缩减耗气量，延长设备使用寿命，降低锅炉管道中的粉尘浓度与能源消耗量。管理者必须主动改造烟风管道,减少系统阻力,如增大流通截面、弯头及弯管段。并注意经常性受热面吹灰,减少积灰，防止烟道阻力增大，有条件时风机应采用调速电机或液力耦合器,以改变转速来适应负荷变动的需要。

3.2改造电气系统

为控制热电厂发电能耗，必须合理运用节能技术，着手改造现有的电气系统，采用先进的变频调速技术，降低煤耗量与启动机组所需的油耗量，引入先进的等离子点火技术，强化系统的实际性能与稳定性，控制系统的能源消耗量。同时引入成熟的自动化控制技术，在系统内部发生故障或设备运行模式错误时，工作人员可快速定位故障位置。例如国内某热电厂为提升原煤燃烧效率与能量转化速度，可对现有的电气系统与管理制度进行调整，及时发现设备操作误差与偏离正常范围的参数，尽可能地缩小设备的运行能耗。根据热电厂的实际情况规范电动机、锅炉的运行方式，通过使用先进的高效电动机设备，可降低设备运作的耗电量。为全面提高热电厂发电的经济性，就要合理安排排污渠道，有效地控制炉水及蒸汽的品质，预防因温度过高而发生爆管、阀门动作失灵和阀门漏气等故障的出现，以实现节能降耗的目的。

3.3低能耗脱硝技术

热电厂常用的脱硝装置无法在短时间内完成催化剂注入、锅炉控温、喷氨等基本工作，为达成节能降耗目标，强化催化剂的使用效果，工作人员必须主动调整整流装置、喷氨装置，重新设置导流板的具体位置，保证设备内部温度、空气湿度、催化剂注入速度满足基

本要求，让氨浓度场和气流场达成完全匹配。例如在氨浓度场的空气密度系数达到30%左右时，工作人员可马上开展喷氨优化工作，强化脱硝装置的实际性能，可针对部分脱硝装置进行流场优化改造，进行分区智能喷氨。热电厂应当根据实际情况逐步构建智能分区喷氨机制，把握喷氨目标，合理利用智能控制技术，调控机组运行参数并做好前端优化，对脱硝装置的运行情况进行实时跟踪，缩短设备的响应时间。这一技术所产生的飞尘几乎为零，脱硫率达98%，脱氮率达90%，由于效率高，CO2排放量亦减少四分之一，能很好地适应环境指标日益要提高的要求，是未来我国热电事业的主要发展方向之一。热电厂管理者可定期开展针对脱硝装置的现场测试，并在计算机上实施数值优化模拟，组织开展喷氨优化实验，模拟原数值的结构，进行摸底测试，把握脱硝系统速度场的运行情况，及时发现影响脱硝装置运行流畅性的客观因素，并采用合理的改造措施。工作人员可手动调整喷氨阀门的松紧度，调节脱硝出口二氧化碳的浓度，解决还原剂消耗量过大、碳粉在温度窗口外反应活性不佳的问题，为机组灵活调峰、提升发电效率创造有利条件。

结语

热电厂发电量在近年来快速增加，大量不可再生资源在发电活动中被浪费。为提升能源利用效率，必须正确运用节能技术，基于实际情况评估能耗管理措施与节能技术的应用效果，强化原煤或天然气的燃烧效率，调整传热路径，减少散热。在保证蒸汽供给的前提下，优化供汽运行方式，核定影响发电效率、导致能耗增加的工艺指标，细化具体的能耗控制指标，在同样的机组负荷下，全面提升发电量。

参考文献

[1]  李强.热电厂锅炉节能的重要性及改进建议[J].建筑工程技术与设计, 2018(24): 663.

[2]  郭列平.刍议热电联产集中供热关键环节能耗及节能要点[J].价值工程, 2018, 37(36): 275-276.

[3]  张野.火力发电厂锅炉运行控制的节能对策分析[J].新型工业化, 2020, 10(06): 39-40+43.

[4]  倪芳.锅炉、汽轮机节能及运行管理探讨[J].中国机械, 2021(12): 104-105.

[5]  赵玉.科技环保节能新技术在热电厂建设中的应用[J].产业科技创新, 2019, 1(16): 71-72.

[6]  周文新.热电厂节能技术应用现状及发展趋势研究[J].大众用电, 2021, 36(01): 84-85.