火电厂热能动力系统节能改革的问题分析

火电厂热能动力系统节能改革的问题分析

潘家敏

(安徽皖能电力运营检修有限公司安徽合肥230094）

摘要：随着我国国民经济的快速发展，对能源的需求不断增加，能源供需关系日益紧张，节能减排问题已经成为现阶段社会热点话题。在政府大力倡导节能减排环保的背景下，火电厂积极响应国家号召，对热能动力系统进行节能改造，降低生产能耗，实现节能降耗环保。本文简单阐述了火电厂热能动力系统及其价值，进一步探究了火电厂热能动力系统节能改革具体实施方法，以期为我国各地区火电厂节能生产提供有价值的参考依据。

关键词：火电厂；热能动力系统；节能改革

现阶段，社会经济发展迅猛，各领域对能源的需求量与日俱增，能源紧缺问题已经受到各地方政府的高度重视。“十八大”之后，发展节能型经济，降低能源消耗已经成为社会各企事业运行发展的主要任务之一。火电厂是我国主要供电方式之一，其本身具有能耗大、对周边环境影响大的特点，针对这种情况，火电厂对自身热能动力系统进行节能减排改造，分别引进化学补水节能技术、低温省煤技术、废水余热回收技术、合理运用再热器，提高火力发电厂机组的初参数，降低终参数，实行热电联合循环等措施全面实现火力发电的节能生产，降低自身能源消耗，减少对周边环境的污染，为我国节能减排事业发展做出贡献。

一、火电厂热能动力系统及其价值

火电厂的热能动力系统的主要工作原理就是将燃烧能源转化为热能与机械动能，从而实现供电的目的。热能动力系统将燃烧产生的热量对锅炉给水进行加热，产生高温高压蒸汽，使其膨胀做功，并进一步排除循环废热。目前我国大部分的火电厂均是燃烧矿物质获取热源，但是矿物质能源属于不可再生能源，大量的消耗造成了我国能源紧张。此外，煤炭的燃烧给周围环境带来极大污染，不利于我国环境保护事业的建设与发展[1]。

火电厂作为我国主要电力供应源头，其本身具有高能耗、高污染、高成本的特点。面对能源紧缺、环境污染等问题，火电厂在我国政府健康可持续发展方针指导下引进节能技术，对热能动力系统进行改造，试图通过节能改革提高火电厂的能源利用率，缓解周边环境压力。另外，热能动力系统的节能改革，还能够提升热能动力系统本身的应用价值，减少动力系统中的多余损耗，转变火电厂的能源利用结构，将单纯的煤炭资源转化为“煤炭资源+废物资源再利用”，丰富火力发电可利用资源，减少不可再生能源的消耗，在一定程度上缓解我国能源紧张问题。

二、火电厂热能动力系统节能改革具体实施方法

（一）引进化学补水节能技术，提高热能回收效率

结合火电厂热力发电系统工作原理，工作人员可以引进化学补水节能技术，在除氧器或凝汽器中加入化学水，利用化学水实现逐级加热，在最大程度上控制高位能蒸汽量，提高热能动力系统的经济效益与效率。特别注意的是，工作人员在进行补水时，若补水温度过低，则需要投入低压加热器，保证化学补水的温度。另外，工作人员还可以利用凝气装置进行补水处理，将凝气装置安装于抽凝式机组上，确保化学补水装置能够进行除氧工作，提高热能回收效率[2]。

引进废水余热回收技术，提高能源利用率

对火电厂的热能动力系统进行节能改造，还可以引进废水余热回收技术，就是在除氧器、加热器运行的过程中，通过抽汽加热器的合理使用降低在凝汽器所排放蒸汽量，从而避免工质和热量损失。一般情况下，火电厂的锅炉水质处理方法主要分为两种，第一种是连续排污法，另一种的定期排污法，定期排污就是按照规定时间对锅炉进行排污工质，并在排污前进行扩容降压，这种方法虽然能够保证锅炉蒸汽品质的洁净，但会造成锅炉工质和热量的损失，不符合节能理念；而连续排污法虽然能够对二次蒸汽进行回收，但是回收效率较低。因此，运行人员要积极利用余热回收工具，在设备上安装定排扩容器，在保证锅炉水汽品质的情况下，对废水余热进行回收利用，提高能源利用效率，降低能源消耗。现在大型火力发电厂都采用超临界机组，锅炉均是直流锅炉。由于直流锅炉没有排污装置，因此对除盐水的品质要求较高。同时对凝结水精处理设备的投运和水质的要求也较高，水处理的成本较高。因此，直流锅炉在启动初期，要保证所供除盐水品质合格。如果水质不合格，要加强排放，并严密监视水质。一旦水质合格，要立即回收至除氧器或凝汽器，避免工质和热量的浪费，减少水处理的成本。

（三）科学利用低温省煤技术，避免浪费可利用的热能

现代社会，我国各地区政府纷纷提倡节能减排，倡导各能源供应单位进行技术改造，以应对能源紧张问题。火电厂相关工作人员要想提高热能电力系统的能源利用率，进行节能改造，就要正确认识锅炉产生的废烟资源，引进低温省煤技术，充分利用多余热能，加热锅炉给水，降低排烟热损失。废烟余热属于二次能源，工作人员要秉承节能环保理念，合理利用废烟资源，将“废物”转化为“宝物”。由于低温省煤系统的传热温差较低，工作人员在安装低温省煤器（如图一）时要充分考虑锅炉的烟道位置，利用优化设计受热面积的方法，将低温省煤器的外型缩小，提高此技术的可操作性。另外，将低温省煤器安装在除尘器的下口位置，能够有效降低下口位置的烟气体积流量，从而减少下口位置的引风机、增压风机及烟道的容量，不仅能够减少烟气排放量，减少烟道的阻力，还能降低风机的能耗，在一定程度上达到节能目的。

图一

（四）合理运用再热器，减少再热器换热损失

对火电厂的热能动力系统进行节能改造，还可以结合机组应用条件下火电厂锅炉的蒸汽流程进行换热器装置节能改造，锅炉的蒸汽流程包括主蒸汽流程与再热蒸汽流程，其中主蒸汽流程为：低温省煤器—锅炉汽包——水冷壁—锅炉汽包—汽水分离装置--锅炉顶部过热器-包覆过热装置—低温过热器—高温过热器--喷水减温系统；而锅炉的再热蒸汽流程为：低再—微量喷水减温装置—高再—汽机中压缸。运行人员要结合锅炉的运行原理，对主蒸汽与再热蒸汽系统进行调节，在保证不影响过热器蒸汽量的同时调节再热蒸汽系统装置，调节锅炉尾部再热蒸汽系统的烟气挡板开度，增减流经低温再热器烟气量，调整炉膛燃烧器喷口摆动幅度，尽量减少微量喷水减温的投用，提高热循环效率，从而达到减少再热器换热损失的目的。

对于超临界机组，由于直流锅炉没有汽包，水循环倍率为1.在启动的初期，汽水分离器相当于自然循环和强制循环锅炉的汽包，在由湿态转为干态运行的情况下，汽水分离器相当于一个联箱。在干态运行的情况下，直流锅炉主蒸汽的调节方式与自然循环和强制循环锅炉的调节方式差别很大，而再热器调节方式差别不大。但最终调节的理念是一样的，都是为了提高循环热效率，减少再热器换热损失。

（五）提高初参数、降低终参数。火电厂机组的参数按压力分低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界、超超临界机组。机组的初参数越高，降低终参数在一定的数值时，机组的效率就越高。以前我国的机组初参数一般在17Mpa亚临界以下，主汽温度一般在540℃，最高不超过570℃.因此造成机组的效率较低，40%左右。随着大容量、高参数机组的投运，像超临界、超超临界机组的初参数一般都在24Mpa、571℃左右，火力发电厂机组的效率达到较大的提高，一般在45-50%之间。现在国际上把初参数在28Mpa、700℃以上的机组成为先进超超临界机组，机组效率可达到55%。因此，提高初参数、降低终参数，可提高火力发电厂的机组效率，实现节能降耗。当然机组参数的提高，对金属品质的要求较高，对机组一次性的投资较大。

（六）实行热电联合循环。众所周知，火力发电厂最大的损失是凝汽器的冷源损失。因此，如何减少凝汽器冷源损失，是火力发电厂节能降耗采取的措施所面对的问题。现在最好的办法是采用热电联产的方式，一般是采用抽汽供热方式或背压机组，采用减温减压装置，以满足不同压力用户对供热的需要，减少或不向凝汽器排汽，减少冷源损失。一台50MW高压参数背压机组的热效率远远高于一台600MW纯凝超临界机组的热效率。以前，供热机组一般都是小容量、低参数的机组供热，随着国家节能减排降耗的需要，许多超临界600MW及以上机组也加入供热的行列，这对于提高机组效率，符合国家节能减排、降低能耗起到了积极的作用。

结语：

综上所述，火电厂热能动力系统的节能减排改革对其自身发展具有重要的促进意义，其不仅能够降低生产能耗、控制生产成本、提高生产效率，还能实现火电厂运行的社会效益，提升火电厂的核心竞争力，促使其健康可持续发展。要做好火电厂热能电力系统节能改革工作，就要全面探究火电厂的热能回收效率、能源利用率、可再次利用的热能、低压蒸汽能耗及火力发电节能系统，促使其发挥最大价值。

参考文献：

[1]宋健,谭慎迁,刘朝青.基于火电厂热能动力联产系统节能改革问题[J].科技资讯,2018,16(35):41+43.

[2]郑福涛.火电厂热能动力联产系统节能的优化与改革[J].科技创新与应用,2017(15):108-109.