火电厂综合节能的技术措施探讨
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摘要：文章在对火电厂节能技术措施的提出和选择原则进行简单阐述后，从降低锅炉系统排烟热损失、优化锅炉燃烧调节控制系统、降低发电电压设备系统能耗、采用变频调速技术对辅机系统进行节能改造等方面，详细探讨了火电厂综合节能技术措施。
关键词：火电厂；节能降耗；厂用电；变频调速
中图分类号：X78 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）15-0087-03
对于已建成投运的火力发电厂而言，节流就是其发展的重要方向，采取合理技术措施节约日常运营能源消耗，具有十分重要的意义。因此，充分考虑建设节约型社会，在火电厂运行维护等环节中，充分贯彻国家《节约能源法》及《节能技术大纲》的相关技术指标要求，以设备合理选配、资源利用最佳、能源消耗最低、环境污染最小作为节能优化目标，提出并采取合理的节能降耗技术措施，减少单位电能资源生产能耗，就显得非常有工程实践应用研究意义。
1 节能技术措施的提出和选择原则
在火电厂节能技术措施的提出和选择过程中，应针对工程特性合理选择匹配的节能降耗方案，即节能工程必须追求高效合理的投资回报率，不能盲目地为了节能而大肆投入，也不能盲目求新而忽视其实际应用功能特性。火力电厂节能降耗工程的具体指导原则，笔者认为应该按照“效益为主”、“分项实施”、“技术更新”与“重点突破”等原则进行，通过合理搭配，力求节能项目取得较为良好的经济效益和社会效益，确保电厂电能生产运营具有较高的安全可靠性和节能经济性。
2 火力发电厂节能降耗技术措施探讨
2.1 降低锅炉系统排烟热损失
从大量实践应用经验表明：锅炉运行过程中能量损失主要由排烟热损失、机械不完全燃烧损失、灰渣物理损失、化学物质不完全燃烧损失、运行环境散热损失等共同组成，同时上述五方面的损失中，排烟热损失对锅炉能源转换效率的影响最大，约为5%～8%，其约占整个锅炉系统热量损失的60%～70%。由此可知，排烟热损失是锅炉节能降耗的重点，同时排烟温度又是排烟热损失的重要影响因素，也是节能降耗过程中需要重点关注的对象。通常情况下，锅炉排烟温度每升高10℃，则整个锅炉的排烟热损失量将增加0.6%～1.0%左右，相应耗煤量会增加12%～24%。假定燃煤发热量为20000kJ/kg，则对于一台1069t/h锅炉系统而言，其每年将多消耗上万吨煤。
2.2 优化锅炉燃烧调节控制系统
应选用智能自动化经济调控系统，充分结合专家推理技术、智能决策技术，研制满足火力发电厂锅炉燃烧监控需求的控制系统。如：某电厂60万超临界机组通过锅炉燃烧智能调节控制系统的使用，可以提高锅炉效率1%左右，送、引风机电耗降低200～600kW，氮氧化物排放量降低19.8%，再热器减温水用量减少30%，有效提高了汽轮发电机组的热交换效率。采用锅炉燃烧智能闭环控制系统，可以有效提高锅炉热交换效率，减少点火的燃料损失和提高其点火燃烧的稳定性，同时可以降低氮氧化物、CO等污染物的排放量。如：对于一台30万的国产机组而言，估计其发电煤耗每kW·h约360克，按照一年运行6000小时进行计算，如按照燃烧效率提高1%进行计算，则一年大约可以节约燃煤约6480吨，如果按照每吨燃煤以700元计算，则一年内大约可以获得节能经济效益为453.6万元。
2.3 降低发电电压设备系统能耗
要降低火力发电厂发电电压设备系统能耗，可以从三个方面进行，即：一是选用先进节能的发电电压设备，减少设备运行过程中的铁磁损耗；二是选用封闭母线措施，减少电能从发电机出口到发电电压设备间的输送损耗；三是选择合适的电力电缆经济截面，将交流电密度有效控制在合适的经济调控区域。
2.4 采用变频调速技术对辅机系统进行节能改造
火电厂中水泵、送风机、引风机、一次风机等是火力发电厂进行电能生产过程中的重要耗电大户，其耗电量大约占整个电厂厂用电量的30%左右，约占机组总发电量的2%左右。采用变频调速节能改造技术对原来阀门变流调速进行技术升级改造，其节能效果非常明显。如：某电厂安装有2台300MW机组，其锅炉一次风机系统在只加装变频器控制柜进行升级改造后，当机组处于200MW的运行工况条件，同另外1台没有采用变频器进行技术升级改造的机组运行数据进行对比分析，发现采用变频调速节能控制后，一次风机系统每小时大约节约电能资源600kW，如果按照该机组全年运行6000h进行估算，则大约可以节约电能资源360万kWh，如果按照电厂平均上网电价按0.4元/kWh进行估算，则电厂两台机组经变频调速节能改造后可以获得约288万元的直接经济效益。由此可见，变频节能调速升级改造所获得的经济效益较为良好，尤其在实际低负荷调控运行工况下，其节能效果将更加明显。
2.5 厂用电节能优化措施
2.5.1 机组正常运行中的节电措施。在我们公司，机组正常运行中的节电措施有：送风机马达应常保持在低速运行，只有低速运行不能满足运行所需风量或低速设备故障等特殊情况下才考虑切换到高速运行。充分利用粉仓的容量，在保证制粉系统运行于最大出力的情况下，尽量减少制粉系统的启停次数。集中处理同一制粉系统的缺陷，减少因维护工作导致的启停制粉系统次数。在保证安全的前提下，提高磨煤机的进口温度，以增加制粉出力。空压机优化运行模式：针对杂用气的使用特性及重要性低的特点，严格控制杂用气总门的开度（能满足杂用气用户的现场需要），以减少空压机耗气量，减少空压机运行负荷，优化运行方式，节约厂用电。
2.5.2 煤场节电措施。积极做好雨季煤场管理，下雨前按要求平整压实煤堆，保持煤场排水畅通。根据实际情况选择取煤时间、选择取煤区，尽可能选择取用较干的煤堆，以减少堵煤故障频率，提高取煤效率。接卸、取用粘湿煤，必须加强输煤设备的清理工作，以减少堵煤故障频率，提高取煤效率。输煤设备正常时，应待料位下降到50%或以下时再进行取煤/上煤操作，以减少总的设备启动空转时间。
2.5.3 机组停运的节电措施。在我们公司，机组停运的节电措施有：停炉后，抽风15分钟全部停止引送风机的运行；汽机达到盘车转速，真空为零，炉风烟系统停完后，视机组缸温、排汽温度状况，停运循环水（CRF）系统；停运循环水（CRF）后，视机组缸温、排汽温度状况，尽快停凝泵（CEX）系统（凝泵停后，停加药泵）；各锅炉辅机已停运后，经确认各风机惰走结束后，停止制粉系统（FMA/B），送风机（FCA/B）和引风机（FTA/B）系统各油站及其加热装置运行。如此合理地优化（特别是在机组启停机过程中）安排辅机（尤其是6kV马达）的投停时间，可以最大限度地节约厂用电。
3 结语
随着节能减排工作的进一步深入以及发电行业“竞价上网”工作的进一步推进，要求火电厂必须结合工程特性采取相应的技术管理措施，提高其运行水平，降低单位电能生产成本。除了上述介绍的火电厂几点节能降耗措施外，在日常运行和检修维护过程中，还应从锅炉稳燃技术、照明节能技术、废水回收利用技术、加强燃煤的管理和计量等多方面进行综合考虑，以达到节能降耗的目的，能有效提高电厂在市场中的竞争力，为发电企业创造更大的社会效益和经济效益。
参考文献
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[3]李明，黄丕维，朱光明，等.火电厂泵与风机变频改造技术及应用[J].华电技术，2008，（8）：55-57.
作者简介：苏瑞（1981—），男（瑶族），广西来宾人，广西来宾希诺基公司助理工程师，研究方向：火电厂的节能措施。