火电厂节能降耗分析与措施

火电厂节能降耗分析与措施摘要：火力发电仍是我国主要发电方式之一，但是在火电厂的生产过程中也存在着一些问题，能耗过大是其中的主要问题，这一问题不仅会增加火电厂的生产成本，同时也会对环境产生污染。

要想改变火电厂当今的生产现状，就需要在不断为火电行业引入新技术，尤其是各种节能降耗技术，实现低能耗的火力发电，实现可持续发展，下文对此进行简要的阐述。

关键词：火电厂；节能降耗；措施；从目前来看，火力发电作为煤炭燃烧转化电能发电方式，产生过程中需要耗费大量煤炭资源，转化过程中还排放大量污染物，直接影响了环境。

经济发展致使电力需求增长，致使环境和需求之间矛盾不断加深，火力发电厂节能技术改造迫在眉睫。

相对来说，中国人口较多，但能源较为匮乏，环境污染也比较严重，严重制约着中国经济、社会的发展。

作为中国经济、社会可持续发展重要组成部分，节能不仅节约资源，契合可持续发展战略。

一、火电厂能耗现状我国煤炭资源较为丰富, 但具有经济性可开采的储量不足, 当前水资源短缺已经成为制约我国经济和社会发展的一个重要因素。

汽轮机作为发电系统重要构成，对电能生产效率起到了决定性作用，也是发电厂改造建设的主要对象。

近年来，国内用电需求量大幅度增加，超负荷运行模式不仅造成了诸多设备故障，而且也导致机组生产能耗系数变大，增加了生产成本投入。

国家印发了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和的工作意见》，对推进产业优化升级明确了基本路线和实施措施，短期来看，“双碳”1+N政策体系，碳达峰行动方案等政策的发布和推进，给火电企业的生产经营成本带来了一定的压力，但从长期发展趋势来分析，政策带来的紧迫性会逐渐刺激火电企业创新、转型。

随着中国碳排放交易试点的启动与碳交易市场规则的逐步完善，电力工业低碳化的发展趋势愈发显著。

煤电机组深度调峰并让出电量空间给零碳排放的新能源企业，全社会总的碳排放量将会大幅度降低。

二、影响火电厂节能降耗因素分析1.火电厂集控运行方面。

在对火电厂过热汽温系统进行控制的过程中，技术人员要能够在变量空气系数的基础上，对煤和水的比例进行重新调配，要保证比例的恰当，使两者之间能够完美重合，如果火焰中心的高度与燃烧的比例之间存在误差的话，即使误差很小都会对整个汽温系统的稳定运行带来巨大的影响，甚至会导致过热问题出现，对整个火电厂系统造成一定的破坏。

因此在过热汽温系统控制工作的开展中，对工作人员的专业素质水平也有着较高的要求，即使系统在运行的过程中出现过热问题，也能够做到不慌不忙的处理，利用直流炉来对水和煤的比例进行重新调整，使机组能够重新处于正常的运行状态中。

相比较于过热汽温系统，再热汽温系统的控制难度相对来说更大，整个系统的组成结构也更加复杂，因此给系统控制工作的开展也带来了巨大的难度。

再热汽温系统的控制难度较大，使整个控制工作难以顺利开展，因此大多数发电厂都对再热汽温系统控制工作的开展失去了信心。

2.机组节能降耗。

燃煤机组运行状态直接影响发电厂的生产效率，直接影响地区供电水平。

新时期背景下，国家为电力行业可持续发展提供了指导，充分发挥新技术的支撑作用，做好燃煤机组运行模式的优化，构建优质机组运行模式，提高机组节能控制技术的普及率。

一是机组操作方面的问题。

燃煤发电机组借助热能发电进行电力生产，燃煤发电机内外结构性能直接影响机组能耗，同时，阻碍了电力生产流程。

值班工作人员由于缺乏标准操控设备，无法全面发挥发电设备性能，直接影响发电运行效率。

在机组节能技术改造过程中，需要充分考虑到值班工作人员作业操控标准，鼓励专业人才参与发电作业流程。

二是功能方面的问题。

在燃煤机组节能改造过程中，需要充分考虑到功能升级方面需求，特别是安全防御方面，提出更具有可行性技术方案。

例如，发电厂需要特别考虑到雷击事故，虽然在发电厂内设置防雷设备，借助避雷器、避雷针等方式控制安全。

技术人员在避雷器组装以及避雷器调试方面并未达到全面，这就使得断路器操作产生电压故障，一旦在某个环节出现问题，那么，可能致使避雷功能渐渐失效。

燃煤机组在功能和生产效益见具有密切联系，那么就要重视机组功能的改造工作。

三是安全方面的问题，燃煤机组从出厂到安装使用，时间逐渐推移，这就使得机组设备渐渐老化，远远超过了预期使用寿命，设备隐患对机组运行安全具有非常大的影响。

设备安全和设备维护成为改造电力系统的关键，但是供电公司没有考虑到线路安全、调度安全以及设备安全等重要性，机组在节能控制方面存在着效能不足的问题，直接影响机组运行的经济性。

因此，需要坚持安全第一的思想，结合燃煤机组实际情况设置多元化的节能技术改造方案，构建先进的节能调度模式。

三、火电厂实现节能降耗措施1.燃煤锅炉湿法烟气脱硫系统中的HCl对于污染、设备、脱硫效率、废水循环利用均有不利的影响，是电厂节能管理的关键节点，为解决上述问题，提出了一种烟气半干法脱硫废水处理技术，融合气液固反应，经历了繁杂的传热传质和化学反应，也即利用锅炉尾部烟气余热对脱硫废水进行喷雾蒸发处理和氯离子形式的析出分离，降低脱硫废水中氯离子离子浓度，并可兼顾排出烟气中的SO2、HF，以解决烟道干燥段的腐蚀、结垢及脱硫浆液氟中毒的问题。

经处理的废水还可作为碱基溶剂回喷至烟道中进行循环利用，实现了脱硫废水的零排放，还能充分利用烟气余热，节约能源。

可运用引风机控制空气流速，以预热器加热空气使其达到空预器后烟道的烟气温度，而后利用预热空气，经由给料机将碱基溶剂喷入混合器之中。

技术实施中，以超声波雾化器生成碱基液滴，喷入内含HCl、SO2烟气组分的混合器，利用调节阀控制HCl、SO2的流量可调控各气体进入混合器的反应浓度将烟气中酸性气体和碱基溶剂在混合器中充分混合，并将其置入盘管内，并根据燃煤烟气在烟道中停滞的时间，设置1-2s的反应时间。

盘管尾部出口与除尘器、过滤器相连接，含有反应生成物的混合气体经由除尘器、过滤器后，分离析出固相物质，气体被吸收瓶吸收，检验该气体便可获得碱基溶剂与HCL、SO2的反应效率。

2.集控运行节能降耗。

一是火电厂锅炉生产环节的集控运行降耗。

火力发电中燃煤的主要消耗设备就是锅炉，可以通过优化来降低煤耗实现节能降耗。

锅炉方面的能量损失有排烟、灰渣、机械能损失等几个方面：排烟热损失造成的能源损失非常明显，主要的一项能够占据4%-8%，热损失比较明显的因素是排烟的温度，因此降低排烟温度，就可以充分降低煤耗、降低污染排放。

降低锅炉排烟热损失的措施，首先降低一次风率，优化风煤曲线，保证磨煤机可以正常运转，勤排石子煤，降低磨煤机的通风阻力。

其次降低锅炉系统的漏风率，保证锅炉炉底水封有良好的密封性，降低底部漏风、锅炉本体的密封性等，检查口随时要关闭，避免本体开口过多，增加炉底漏风现象。

再次保证合理的过量空气系数，合理调整燃烧量，根据不同负荷优化氧量曲线，根据实际情况及时修正氧量。

受热面积灰或沉积渣比较多会导致受热面传热恶化，排烟温度升高，热损失增加。

在实际运用的过程中需要积极吹灰，保证清洁才可以保证换热良好。

做好排烟温度的管理，可以加强对锅炉燃烧的调整、降低助燃油的使用。

二是变频技术应用方面。

当前是火电厂实现节能降耗的重要途径是改造升级变频技术。

变频技术应用能够降低厂用电量，达到节能降耗目标。

例如串级调速技术可以改变转子回路电流大小的方式，根据实际要求进行供电，实现变频技术应用的目标。

转子串接可以调整变速器速度，根据实际需要进行变频供电调频，以交变频为主，在电网进行整流器转变为直流器控制，通过频率转变，在逆变器上对交流频率进行转变，达到控制电动机转速目标，实现节能降耗。

3.应用热电联产技术。

热电联产的方式大致分为先发电式与后发电式两种，而其中的先发电式热电联产是我国重点应用的技术。

原因在于我国目前大部分火电厂所使用的发电机都为传统发电机，发电效率只有30%左右，也就是说在火电厂发电过程中有近70%的燃料热量都被转化成了废热。

因此，如何利用生产过程中大量的余热，一直是发电行业研究的重点。

热电联产技术通过将这些多余的热量再利用，从而能够将发电机效率提高。

而后发电式热电联产技术则是将锅炉蒸汽先用于工业制程，然后再投入发电，这一模式更适用于气候更加温暖的南方地区。

热电联产技术在火电厂的节能减排方面有着三大优点：①锅炉蒸汽不再需要降压或降温减压后再用于供热，而是再发电后使用抽汽或排汽的方式将剩余蒸汽提供供热系统，这样可以大幅提高能源利用率；②因为剩余锅炉蒸汽还有会进入下一过程，因此火电厂可以增大背压机负荷率，增加机组发电，从而减少冷凝损失，同时也会降低煤耗；③热电联产技术可以将电力与其他制造业紧密结合，形成以火电站为核心的生产区域，这将改变目前我国生产制造行业数量大、形式多的分散布局，这对未来的城市规划、环境改善都有着重要意义，这也十分符合我国当前可持续发展的重要理念。

4.对火电厂现有设备进行改造。

一是锅炉改造技术。

锅炉是火电厂不可缺少的重要设备，因此在节能减排技术的探讨环节，它就是重要改造目标。

火电厂锅炉的改造主要是针对传统锅炉进行综合技术改造，通过添加余热回收、冷凝水回收、分级燃烧节煤、锅炉降温等设备，从而对锅炉的燃烧控制系统、传感系统、除渣系统、控制系统进行优化，节能效果在10%以上。

虽然通过对火电厂锅炉的改造，可以实现降耗的要求，实现转型升级，可以最大限度体现科技价值和节能目标。

但在实施过程中还需要对现有的锅炉机械能综合分析，考虑锅炉的改造成本和更换成本，通过成本分析选择最优化的方案，根据实际情况灵活选择锅炉改造和更换新型锅炉。

二是增加大容量机组。

当前我国许多大型火电厂的机组设备都比较陈旧，许多仍在使用原有的小容量机组。

由于小容量机组的运行过程繁琐，发电量小，目前已经不适用与我国当前的电力需求。

为此，采取大容量机组发电的方式势在必行，这一措施可以有效提高能源的利用效率，在提高煤炭利用效率的同时减少煤炭耗量，这对火力发电厂的发展具有很大的促进作用，大容量机组也不是一朝一夕能够实现的。

因此，在机组逐步改造的过程中，火电厂也应该重视维护发电机组。

三是厂用变压器节能。

在火电厂电能生产运行过程中，厂用变压器的能源消耗巨大，需要火电厂采用适宜的节能降耗方法，降低厂用变压器的能源消耗，提高火电厂的运行效率。

厂用变压器的节能降耗主要采用两种方法：第一，火电厂直接使用节能型变压器。

根据火电厂发展的实际情况，结合变压器型号的发展，火电厂可以直接使用节能型变压器进行电能生产工作。

节能型变压器相较传统的变压器更为经济适用，能够减少火电厂电力能源的消耗，从而完成厂用变压器的节能降耗工作。

第二，通过调整变压器的运行模式实现节能降耗。

火电厂为了提高电能的生产效率，一般使用大量的变压器完成电能生产工作，导致火电厂在生产大量电能的同时能源也大量消耗。