發(fā)電廠熱能動力系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能改造研究

張富生

新疆西部合盛熱電有限公司 新疆石河子 832000

供熱電廠存在供熱負荷波動現(xiàn)象，機組運行負荷大多處在偏離設計工況較大的運行狀態(tài)，因此單純以機組設計工況為標準，難以評價機組實際運行效率，也與現(xiàn)場實際偏差較大。針對供熱電廠各機組、系統(tǒng)的運行效率優(yōu)化分析，需要緊密結(jié)合生產(chǎn)實際，宜選取一個或幾個實際典型運行工況作為優(yōu)化分析對象，保障優(yōu)化后的對標值為機組實際參數(shù)，力求在實際運行負荷下運行效率接近或優(yōu)于額定設計效率[1]。

1 火電廠熱能動力系統(tǒng)

熱能動力系統(tǒng)發(fā)電是指利用化石燃料等可燃物燃燒產(chǎn)生熱能，然后經(jīng)過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)換為電能。從系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化過程來看，最初為生物化學能，之后依次轉(zhuǎn)化為熱能、機械能和電能。在系統(tǒng)運行過程中，受燃燒不充分因素影響，化石能源遭到大量浪費，能量轉(zhuǎn)化程度較低。與此同時，燃燒將產(chǎn)生大量二氧化碳和二氧化硫，如果未經(jīng)有效處理就排放至空氣中，會引發(fā)嚴重環(huán)境污染。

在建設熱能動力系統(tǒng)時，火電廠需要綜合考量各類技術(shù)，參照國家、行業(yè)技術(shù)標準，對各種機械設備進行合理選用和組合，完成系統(tǒng)性能綜合分析，在保證系統(tǒng)可靠運行的同時，盡可能提升能量轉(zhuǎn)化率。此外，技術(shù)應用方面，要綜合考慮技術(shù)水平，在保證系統(tǒng)先進性的同時，為日后維護提供便利，使系統(tǒng)建設帶來可觀經(jīng)濟效益。在系統(tǒng)建設過程中，除了保證設備投資不超預算，還要保證后期產(chǎn)生的損耗費和維修費低于經(jīng)濟效益。近年來，伴隨國家節(jié)能環(huán)保政策推行，火電廠因能源過度損耗和污染治理承擔的成本逐漸增加。但目前建設的系統(tǒng)大多關(guān)注經(jīng)濟效益，缺少對社會效益的足夠考量，最終影響系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。因此，要對系統(tǒng)進行優(yōu)化和節(jié)能改造，提升系統(tǒng)工作質(zhì)量，為火電廠的可持續(xù)發(fā)展提供保障[2]。

2 發(fā)電廠熱能動力系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能改造措施

2.1 基于工況科學選擇調(diào)配方式

平行運行機組在外界負荷變化與電網(wǎng)頻繁變動時，會根據(jù)自身差異化動態(tài)特性，適度增減負荷以自動運轉(zhuǎn)，進而保持電網(wǎng)周波，此過程便為一次調(diào)頻，其具有頻率調(diào)節(jié)速度快的特性，然而發(fā)電機組因為調(diào)整量不同存在一定差異，且調(diào)整量相對有限，導致調(diào)度人員難以控制。而電力系統(tǒng)負荷與電力變化過大時，一次調(diào)頻根本無法恢復常規(guī)頻率，這就需要二次調(diào)頻。一般二次調(diào)頻分為自動調(diào)頻與手動調(diào)頻，自動調(diào)頻不僅便捷，且使用范圍廣泛。在熱電廠工作過程中，通過充分了解并網(wǎng)運行機組情況，以選擇合適的調(diào)配方式，防止由于調(diào)配方式失誤造成熱能動力工程應用效率下降，進而實現(xiàn)設備運行能力有效提升。與此同時，汽輪機工況與焓降變化之間息息相關(guān)，在全開第一閥，工況流量增多的情況下，壓力會增大，相比焓降，需適度調(diào)小調(diào)節(jié)級，反之則調(diào)大調(diào)節(jié)級。在關(guān)閉第二閥，第一閥全開的情況下，相比焓降，調(diào)節(jié)級需高達最大中間級，此時工況變化，焓降與中間級壓力比可始終保持不變，還可為調(diào)節(jié)實際工況提供有力參考，基于實際需求所獲的焓降變化，可基于此調(diào)整工況，滿足熱能動力工程在熱電廠性能優(yōu)化中應用的具體需求。

2.2 提升裝備技術(shù)水平

在熱電廠運行中，可對熱力系統(tǒng)運行方案進行優(yōu)化，對鍋爐、汽輪機、磨煤機、給水泵、煙氣處置等關(guān)鍵設備進行優(yōu)化，改進設備的整體技術(shù)水平和能量轉(zhuǎn)換運行效率，制定合理的調(diào)節(jié)方案，盡可能地減少資源損耗。強化科技支撐、做好污染防治技術(shù)儲備，掌握國內(nèi)外先進技術(shù)，提前儲備，超前策劃，為適應日趨嚴格的國家生態(tài)環(huán)境法規(guī)要求做好技術(shù)儲備，也是關(guān)鍵所在。原水預處理、鍋爐煙氣脫汞及脫碳、煙氣及循環(huán)水 “消白”、PM1.0 治理、灰渣固廢深度綜合利用處置等技術(shù)是今后的主要改進方向[3]。

2.3 管理在線設備

管理主要包含驗收、維護、巡查及監(jiān)視等諸多事項。由于每一項電氣設備都會發(fā)揮相應的作用，均有其相應的作用，且任何一環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏均將對整個電力系統(tǒng)造成嚴重影響，故對于每一種在線設備的管理，電力企業(yè)均需將之視作高壓設備來加以保障。除此之外，針對部分用于監(jiān)測的二次性設備，電力企業(yè)亦需對其所測量到了各項數(shù)據(jù)予以實時的統(tǒng)計并最終形成一組完整的數(shù)據(jù)曲線，這樣便能夠為后續(xù)的橫向及縱向分析提供有效參考，這樣基于對各項設備運行參數(shù)的檢驗便可評斷出各項設備的運行狀態(tài)是否良好。

2.4 補水技術(shù)應用

在蒸汽機組運行的過程中，要采取抽凝式補水方式不斷提供水資源，保證系統(tǒng)設備正常運轉(zhuǎn)。系統(tǒng)冷凝器用于使汽輪機出口維持真空，提高汽輪機功率。而在冷凝器位置安裝補水霧化裝置，能夠使排汽余熱得到充分利用，在減少冷源損失的同時，提高機組熱能的經(jīng)濟性。對系統(tǒng)進行節(jié)能改造，可以通過化學補水方式提高設備運行效果。具體來講，就是在除氧器或凝結(jié)器中補加化學水，使排氣廢熱得到回收利用，改善凝結(jié)器真空狀態(tài)，節(jié)約能源。該技術(shù)需要加強水溫控制。在補水不足時，利用余熱裝置提升水溫，使水快速進入凝結(jié)器。采取噴霧式方式，利用低壓加熱器對補水進行逐級加熱，能夠增強補水效果，使高位能蒸汽量得到有效控制，滿足系統(tǒng)節(jié)能改造要求。

3 結(jié)語

在節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略得到逐步落實的背景下，火電廠的運營理念開始發(fā)生改變。針對熱能動力系統(tǒng)能量損耗大、污染排放量大的問題，人們需要通過開展能量階梯型利用等措施實現(xiàn)系統(tǒng)運行優(yōu)化，并通過系統(tǒng)節(jié)能改造充分利用各種能源，減少污染排放量。實際進行系統(tǒng)改造時，要合理運用聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、回收技術(shù)、補水技術(shù)，達到系統(tǒng)優(yōu)化和改造要求，最終取得理想的節(jié)能效果。