火力發(fā)電廠熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化措施探究

中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司 李 旭

電廠熱動(dòng)系統(tǒng)在進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的過程當(dāng)中所采取的一系列的措施，實(shí)際是為了能夠針對原有的系統(tǒng)進(jìn)行改造以及更新，對于火力發(fā)電廠的發(fā)展進(jìn)行研究時(shí)最為關(guān)鍵的內(nèi)容就在于熱動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，電廠的熱動(dòng)系統(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必然會(huì)消耗掉非常多的能量，而這種能量的消耗不僅增加了能源的成本，同時(shí)也使電廠的運(yùn)行產(chǎn)生了一定的負(fù)擔(dān)。我國各個(gè)行業(yè)對能源的需求都是比較高的，因此能源供給相對緊張，面對這樣的情況，優(yōu)化電廠的熱動(dòng)系統(tǒng)已然成為社會(huì)發(fā)展過程當(dāng)中的必然要求。

1 熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的可行性

熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)的可行性一般來說可分為以下三方面。一是電廠的熱動(dòng)系統(tǒng)，對于電廠的發(fā)展來說，節(jié)能本身就是一個(gè)研究的新領(lǐng)域，同時(shí)熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能也是節(jié)能理論跟技術(shù)進(jìn)行融合的一種產(chǎn)物，在對其進(jìn)行改造時(shí)一般并不需要對于整體的體系進(jìn)行相應(yīng)的改造，只需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的改造即可，廣泛地展開熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能工作，目前調(diào)節(jié)整體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，并且不斷地提升管理的水平，具有重要的意義。

二是對于那些選擇使用了新技術(shù)而研發(fā)出來的熱能發(fā)電機(jī)組來說，可選擇在進(jìn)行初期設(shè)計(jì)的時(shí)候，就利用更加科學(xué)且合理的配套以及優(yōu)化更好地完成整體的節(jié)能工作。但是對于已經(jīng)完全投入生產(chǎn)當(dāng)中的發(fā)電機(jī)組來說，可選擇使用節(jié)能診斷來針對能量的損失等進(jìn)行有效的監(jiān)測，并且獲得能耗指數(shù)，以此來更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

三是在展開熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能工作時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)并沒有得到各界人士的重視，因?yàn)橐恢币詠砦覈槍@方面的理論知識(shí)就是比較缺少的，同時(shí)也缺乏各種優(yōu)化工具，因此本身就存在著系統(tǒng)設(shè)計(jì)跟連接方式不匹配的現(xiàn)象，因?yàn)樵谶\(yùn)行的過程當(dāng)中，操作包括后續(xù)的維護(hù)都存在著一些問題。所以在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中，還容易導(dǎo)致其經(jīng)濟(jì)性無法達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，因此熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能理論、包括節(jié)能技術(shù)本身就具備著非常廣泛的使用空間以及非常充分的可行性。

2 火力發(fā)電廠熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的主要意義

2.1 有效的成本進(jìn)行控制

對熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行有效節(jié)能改造，能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率提升，同時(shí)確保系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中減少不可再生資源方面的損耗，減少煤炭以及石油等資源的過分依賴以及資源方面的進(jìn)口，那么就能夠在不同程度有效地對運(yùn)行成本進(jìn)行控制，提升發(fā)電廠在經(jīng)營過程當(dāng)中的經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能優(yōu)化的最終目的，就是為了能夠最大限度地對整體的運(yùn)行成本進(jìn)行控制，增加經(jīng)濟(jì)利潤，同時(shí)也可有效地節(jié)省對能源包括各種資料的浪費(fèi)，全面的對原材料的使用效率進(jìn)行提升，有效地進(jìn)行整體成本進(jìn)行控制[1]。

2.2 生態(tài)環(huán)保的需求

火力發(fā)電廠的熱動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中，本身具有高能耗以及高排放、包括高污染的特點(diǎn)，所以會(huì)產(chǎn)生非常多的污染，加劇空氣污染的危機(jī)，甚至在嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)環(huán)境問題。而通過針對系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改造，就可為系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)打造一個(gè)更加具有生態(tài)化的環(huán)境，并且利用現(xiàn)代化的技術(shù)來對于整體的系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，這在一定程度上其實(shí)是可更好提升系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效率，并減少各種不良污染物的排放。通過節(jié)能改造技術(shù)，火電廠在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)過程中并不會(huì)對于周邊環(huán)境造成過大的影響，并可有效控制環(huán)境污染的指數(shù)，緩解了運(yùn)行過程當(dāng)中的環(huán)境壓力，在整體上提升了熱動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益包括環(huán)境效益。

2.3 熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化是技術(shù)創(chuàng)新的大勢所趨

目前，已進(jìn)入節(jié)能環(huán)保的新時(shí)代，而節(jié)能環(huán)保的前提條件就在于要擁有創(chuàng)新性的技術(shù)來進(jìn)行支撐，通過熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)能以及升級，完成優(yōu)化和改造，并逐漸研發(fā)了一些能夠更加適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的新技術(shù)，開始充分依賴這些技術(shù)推動(dòng)熱動(dòng)系統(tǒng)的有效轉(zhuǎn)變。通過積極且大膽的創(chuàng)新來不斷地使用現(xiàn)代化高端節(jié)能技術(shù)，以此來更好地幫助火電廠完成熱動(dòng)系統(tǒng)方面的改造跟升級，這也是時(shí)代在進(jìn)行發(fā)展時(shí)的必然需求，同時(shí)也是我國未來的技術(shù)創(chuàng)新包括發(fā)展的主要趨勢。

2.4 熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能改造是發(fā)電廠健康持續(xù)發(fā)展的有效途徑

發(fā)電廠本身就具備著高污染以及高耗能的特點(diǎn)，所以現(xiàn)在已經(jīng)成為國家在針對污染進(jìn)行整治時(shí)的關(guān)鍵點(diǎn)，如果想要真正地促進(jìn)火電廠可做到健康且持續(xù)化的發(fā)展，就必須積極地對電廠的能源損耗以及資源浪費(fèi)現(xiàn)象進(jìn)行有效的控制，提升能源資源的使用效率，科學(xué)的協(xié)調(diào)好生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)之間的聯(lián)系。在確保生態(tài)環(huán)境健康的基礎(chǔ)之上，控制不合理的排放、減少環(huán)境的污染，只有這樣才能夠真正的使火電廠在發(fā)展的過程當(dāng)中做到可持續(xù)發(fā)展，并且還可和自然做到統(tǒng)一協(xié)調(diào)，減少各種資源的不合理浪費(fèi)。

3 火力發(fā)電廠熱動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀分析

目前，火力發(fā)電廠在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)本身就處在一個(gè)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，所以整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)根本就沒有辦法支撐這種高強(qiáng)度的電力生產(chǎn)，也加劇了各種設(shè)備的損耗，系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行其實(shí)整體的能耗比較大，而且也增加了運(yùn)轉(zhuǎn)的成本，影響了發(fā)電廠的未來可持續(xù)化發(fā)展。在這樣的條件下就必須對熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能化的改造，提升發(fā)電廠的熱動(dòng)效率以及環(huán)保水平，只有這樣才能夠更好地減少能源資源方面的浪費(fèi)。

熱動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化以及改造，是針對目前熱動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程當(dāng)中的具體情況進(jìn)行深入化地研究，并且在運(yùn)行現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上對各種基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行分析，通過計(jì)算以及統(tǒng)計(jì)各種參數(shù)來評價(jià)熱動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程當(dāng)中的具體狀態(tài)，明確該系統(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的具體節(jié)能水平，這樣做就能夠得出系統(tǒng)內(nèi)部在運(yùn)行過程當(dāng)中存在著的問題，通過問題所在位置進(jìn)行改造以及升級，就能夠達(dá)到節(jié)能優(yōu)化的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程當(dāng)中能耗的科學(xué)控制。

對于火力發(fā)電廠的經(jīng)營來說，最為重要的能耗系統(tǒng)就是熱動(dòng)系統(tǒng)，因此針對該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化以及改造，能夠從整體上提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減少各種有限資源的依賴，這樣做也能夠達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。電廠熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化需要特定技術(shù)來對其進(jìn)行一定的支撐，而這就涉及了系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所使用的各種節(jié)能優(yōu)化技術(shù)的可行性。目前各種節(jié)能技術(shù)層出不窮，而電力生產(chǎn)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中，其節(jié)能技術(shù)也變得越來越完善，各種技術(shù)也愈發(fā)成熟，熱動(dòng)系統(tǒng)在進(jìn)行節(jié)能以及優(yōu)化的時(shí)候，只需要針對局部進(jìn)行改造即可，不需要整體上完成全部換新，有限的技術(shù)跟工藝結(jié)合也可達(dá)到節(jié)能減排的目的。

根據(jù)目前的情況來看，已經(jīng)將節(jié)能減排技術(shù)納入了重點(diǎn)設(shè)計(jì)范圍當(dāng)中，同時(shí)針對發(fā)電機(jī)組的局部零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，也納入了節(jié)能降耗的思想，基本上已經(jīng)能夠達(dá)到初步節(jié)能的目標(biāo)，尤其是各種新型的發(fā)電機(jī)組在進(jìn)行利用時(shí)，已經(jīng)有效地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及升級。由此便可看出，節(jié)能技術(shù)方面的可行性現(xiàn)在已經(jīng)成為發(fā)電廠熱動(dòng)系統(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中的充分和必要條件。

4 火力發(fā)電廠的熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化改造措施

4.1 積極的優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行方式

對于系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的前提，是必須針對整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行模式進(jìn)行相應(yīng)的改造，對傳統(tǒng)的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，嘗試選擇使用多元化的機(jī)組運(yùn)行辦法。例如可把一年劃分成若干個(gè)階段，選擇使用不同的運(yùn)作方式，同時(shí)也可積極的對機(jī)組進(jìn)行調(diào)整，使其逐漸能夠走向最合理的運(yùn)行狀況，有效的提升系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，時(shí)刻對于機(jī)組在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的參數(shù)變化進(jìn)行觀察以及分析，同時(shí)還需要針對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以此來對于整體的運(yùn)轉(zhuǎn)模式進(jìn)行優(yōu)化，使其能夠時(shí)刻保持在最佳狀態(tài)，不斷的提升機(jī)組在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中的安全系數(shù)。

與此同時(shí)，還需要重點(diǎn)的對機(jī)組的真空系統(tǒng)進(jìn)行密切的關(guān)注，尤其是汽輪機(jī)凝汽器的真空大小，通常來說，其具體的狀態(tài)會(huì)對機(jī)組的運(yùn)行狀況產(chǎn)生一定的影響。相關(guān)的技術(shù)改造工作人員也需要對其進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的觀察，時(shí)刻的檢查設(shè)備的真空度，并且針對真空度進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整，使其能夠達(dá)到最佳狀況。

4.2 鍋爐排污系統(tǒng)的運(yùn)用

對于整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)來說，鍋爐排污水是最為重要的一個(gè)條件，與此同時(shí)，在展開發(fā)電操作時(shí)難免會(huì)涉及各種關(guān)于污染物進(jìn)行排除的方面，而在這個(gè)過程當(dāng)中必然會(huì)出現(xiàn)水體浪費(fèi)的現(xiàn)象，同時(shí)會(huì)伴隨著相應(yīng)的能耗，如果想要達(dá)到節(jié)能減排的目的，就必須充分的利用其中的能源以及資源，所以在對其系統(tǒng)進(jìn)行處理的時(shí)候，完全可以使用連續(xù)排污擴(kuò)容設(shè)備，積極地針對污染物在進(jìn)行排除時(shí)所產(chǎn)生的各種能量進(jìn)行有效地回收，將冷卻器安裝在系統(tǒng)的末尾位置，這樣做就能夠達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中的熱量高速率的回收，并且也可更好的達(dá)到針對污水進(jìn)行冷卻的目標(biāo)，與此同時(shí)也能夠?yàn)樯顚哟蔚乃Y源循環(huán)打造出更加良好的條件。

鍋爐排污系統(tǒng)的利用能夠更好地提升針對各種高熱量方面的使用，還可更好地推動(dòng)水資源在循環(huán)時(shí)的良性發(fā)展，有效地對水體污染進(jìn)行控制。本項(xiàng)目規(guī)劃從鍋爐擴(kuò)大省煤器抽取尾部熱水用于廠內(nèi)調(diào)壓站天然氣加熱，有效實(shí)現(xiàn)余熱利用[2]。

4.3 鍋爐排煙余熱的深入利用

熱動(dòng)系統(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中必然會(huì)出現(xiàn)大量的廢氣，而且其中也一定會(huì)夾雜著一定的熱量，通過特定的辦法來進(jìn)行熱量回收，并且對其進(jìn)行更加深入的運(yùn)用以此來更好地控制關(guān)于能源方面的浪費(fèi)，最終達(dá)到節(jié)能優(yōu)化的目標(biāo)，對此還需要采取更加先進(jìn)合理的熱量回收措施。

首先是需要完成降壓省氣，一般來說，為了能夠有效的實(shí)現(xiàn)鍋爐排煙余熱的充分使用，可以選擇把降壓設(shè)備安裝在鍋爐的末端位置，同時(shí)也可把凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置在鍋爐的系統(tǒng)當(dāng)中，通過這樣的辦法就能夠?qū)ε艧煯?dāng)中的余熱進(jìn)行回收，并且充分地對能源進(jìn)行有效的使用，或者是也可選擇引進(jìn)一些現(xiàn)代化的節(jié)能設(shè)備，依靠這些設(shè)備就能夠完成熱量方面的交換，同時(shí)也可從廢氣當(dāng)中獲取更多的熱量，并且將其再次傳輸?shù)较到y(tǒng)里面，這樣做能夠達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。

4.4 蒸汽系統(tǒng)的節(jié)能化改造

從熱動(dòng)系統(tǒng)來說，蒸汽系統(tǒng)是一個(gè)較為重要的構(gòu)成部分，其整體的節(jié)能水平取決于所選擇使用的節(jié)能技術(shù)，因此如果想要真正達(dá)到相應(yīng)的節(jié)能目標(biāo)，就必須對蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行改造。對此可選擇嘗試環(huán)保且傳統(tǒng)的低壓蒸汽系統(tǒng)，利用蒸汽冷凝水來催生蒸氣，這樣做能夠在最大程度上節(jié)省低壓蒸汽，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)冷凝水余熱的有效使用，達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。例如本文中所研究的工程高壓以及低壓主蒸汽所利用的是單元制，為能更好的適應(yīng)機(jī)組快速啟停以及回收工質(zhì)的要求，設(shè)置了100%的容量高壓旁路以及100%的容量低壓旁路系統(tǒng)。另外，需要注意的是，具體的材料需要根據(jù)具體流體參數(shù)選擇相應(yīng)的管材管徑，能有效地節(jié)約材料成本，同時(shí)滿足系統(tǒng)高效穩(wěn)定地運(yùn)行[3]。

4.5 節(jié)能化改造供熱系統(tǒng)

在火力發(fā)電廠的熱動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能化的改造的過程當(dāng)中，也可選擇供熱系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的分析，充分地利用蒸汽的能量。根據(jù)目前的情況來看，大多數(shù)的火力發(fā)電廠都是選擇蒸汽進(jìn)行降溫處理的，使用這樣的方法不僅會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)大量的蒸汽能量損耗，同時(shí)也不利于節(jié)能降耗工作的展開，因此可選擇蒸汽處理方式進(jìn)行調(diào)整，使蒸汽能夠進(jìn)入到一個(gè)特定的設(shè)備系統(tǒng)里面進(jìn)行相對可控的換熱，有效地將蒸汽的能量發(fā)揮出來，減少能源的浪費(fèi)。

5 結(jié)語

綜上所述，火力發(fā)電廠的熱動(dòng)系統(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中，屬于一個(gè)高能耗、高污染的系統(tǒng)，所以為了能夠達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)，必須針對該系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能化的改造，善于使用先進(jìn)的技術(shù)，選擇合理的環(huán)?？萍迹行У靥嵘到y(tǒng)運(yùn)行時(shí)的效率，這樣做才能夠真正的實(shí)現(xiàn)熱動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能化轉(zhuǎn)化。