燃煤电厂节能技术与方法概述

燃煤电厂节能技术与方法概述

[摘要]燃煤电厂是我国发电企业的主导力量，其发电量占据电力总装机容量的70%左右。随着化石燃料存储量的不断减少和环境污染问题的日益加重，对高耗能、高污染的燃煤电厂进行节能改造，降低其发电成本，减少能量消耗和污染物排放势在必行。本文通过对燃煤电厂锅炉、汽轮机以及辅机部分进行分析，简要介绍燃煤电厂节能的技术方法，以期为广大电力工作者提供一定的参考和指导。

[关键词]燃煤电厂；锅炉；汽轮机；节能技术

中图分类号：x701.3 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）11-0045-01

一、引言

我国是煤炭生产和消耗大国，长期以来的能源格局决定了我国在未来的30-50年仍将依赖以煤炭为原料的火力发电[1]。随着煤炭、石油、天然气等化石燃料的消耗殆尽；酸雨、光化学烟雾、温室效应等环境问题的日益突出，燃煤电厂在承担生产电力任务的同时，不得不面对能源与环境的双重压力。国家相继出台了一系列的政策发展新能源，增大风电、太阳能、核电等清洁能源的发展力度，但是火力发电厂在电力生产中的地位近期内无法动摇。燃煤电厂从自身问题出发，发展新工艺、新技术，对现有设备进行节能改造，加强电厂运行管理，提高效率，降低能源消耗和污染物的排放，减少对环境污染和破坏。

锅炉、汽轮机、发电机是燃煤电厂的三大主机。锅炉是能量转换的场所，在这里，通过燃烧将燃煤的化学能转换成热能，高温烟气在炉内流动，将热量传递给工质，一定温度的给水经过省煤器、水冷壁、过热器等一系列的换热面，吸收烟气的热量，变成高温高压的水蒸汽。特定参数的高温高压蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机叶片膨胀做功，将热能转换成机械能。大型的燃煤机组，都有回热系统和再热系统，将做过功的一部分蒸汽重新送回到锅炉，经过再热器加热到和主蒸汽一样的温度后，再送到汽轮机的中压缸做功，还有一部分的抽汽用来加热凝汽器的凝结水，一般是三级高压加热器、除氧器和四级低压加热器，凝结水经过回热加热器加热到一定温度后，送进省煤器。

燃煤电厂将燃煤最终转化为电，除了三大主机之后，还需要很多辅助的设备和管道系统。生产出的电力有一部分用于这些设备的运转，成为厂用电。电厂的厂用电也是耗能的一部分，电厂用电的设备有给煤机、磨煤机、送风机、引风机、给水泵、凝结水泵等，通过对这些设备进行改造，降低厂用电率，也是燃煤电厂节能的一个重要方向。

二、锅炉部分节能

锅炉启动及稳燃过程中需要大量的投油。燃油的消耗也是发电厂成本的一大部分。首先，可以采用先进的节能技术对锅炉进行节油改造，目前较常用的是燃烧器和小油枪改造，节油效果显著；另外，等离子点火是目前较为先进的点火技术，可以大幅降低燃油消耗；

其次，用油管理制度也是节油的有效措施，通过完善的管理尽可能减少不必要的浪费；最后，减少非计划启停的次数和设备的燃油消耗量，根据煤质情况，确定投煤温度也是有效的节油手段[2]。

合理的燃烧调整是锅炉安全、经济运行的关键。在保证燃料充分完全燃烧的前提下，还应该优化一、二次风的风量配比，确保维持合理的过剩空气系数。在正常运行工况下，采用风量的调整措施要优于燃煤量的增加；在减负荷的过程中，要首先减少煤粉量再减少风量，这样可以确保煤粉充分完全地燃烧，降低机械不完全燃烧热损失。

通过喷水调节再热器汽温，会大大降低全厂的热经济性，要尽可能地维持再热器汽温稳定，即使调节也要通过调节烟气挡板来调节汽温。

燃烧后的烟气含有大量的灰分颗粒，在烟气流动过程中如果灰分积聚在受热面的表面，会降低影响烟气和工质的换热效果，造成排烟温度的升高，排烟热损失增大，锅炉热效率降低。另外严重积灰还会造成受热面的超温爆管，影响锅炉运行的安全性，因此需要加强对受热面的吹灰[3]。

三、汽轮机部分节能

在汽轮机设计时，采用现代化技术，根据实际运行的经验进行高、中、低压缸的调节阀、通流部分、汽封结构及汽封系统改造，从设计上，减少蒸汽膨胀的损失和漏汽损失，提高汽轮机的设计效率。实际运行中的汽轮机机组，须保证凝汽器的真空度。汽轮机的背

压每降低1kpa，供电煤耗相应地会增加2.5g标煤/kwh左右。运行过程中，定期检查真空系统的气密性，加强凝汽器冷却管的清洁，减少热力系统内漏，增加循环冷却水的流量来保证其真空度。具体措施有：（1）通过对真空系统进行检漏，根据漏率大小及时分期、分批处理，保证真空系统的密封效果。（2）对冷却管内进行酸洗，去除管内钙垢，保证凝汽器胶球清洗装置正常投入运行，在凝汽器入口设备滤网，定期清理凝汽器水室。（3）提高真空泵功率[4]。正常的加热器疏水水位对热力系统性能有很大的影响。水位过高，淹没有效换热面积，降低传热效率；水位过低，会造成内漏。内漏不仅会造成有效能量的损失，还会影响机组的真空和增加辅机的电耗。因此，定期对阀门进行内漏检测，发现问题及时处理；定期进行加热器壳侧空气排放，排除不凝结气体，定期清洗加热器管子，确保加热器的疏水水位正常。

四、泵与风机节能

首先在选型时，选择合理的裕量，保证正常工况下，泵与风机在高效率区运行，避免“大马拉小车”现象的出现，造成泵与风机的效率低下，增加耗电量。对于现役的设备，首先要进行试验和能耗分析，对运行效率低的泵与风机进行改造，调整风机转子、叶片及轮毂的结构，提高泵与风机实际运行效率[5]。

目前使用的泵与风机大多数都是定速运行。当机组负荷发生变化时，只能通过对泵的出口阀门和风机的出入口挡板调节来适应新工况的要求，这时，大量的能量会损失在挡板、阀门和管道上，导致

风机、水泵的效率降低[6]。变频技术通过改变电机转速实现其对流量的调节，使泵与风机始终处于最佳的运行状态，运行效率很高。因此，对于需要经常参与调峰和变化工况的机组，在泵与风机上应用变频技术，会提高泵与风机的运行效率。另外，变频调节还可以延长设备的运行寿命，从设备的维护保养方面降低电厂的发电成本。

五、结论

1、电厂是一个复杂的系统，其安全、高效运行需要各设备和系统的良好配合。电厂的节能改造也不是孤立进行的，对锅炉的改造会影响汽轮机，对汽轮机部分的改造也会对锅炉的运行产生影响，同样辅机部分也会随着主机的变化而发生变化。电厂的节能能耗是多个效果的叠加，而不是机械的加和，因此，对燃煤电厂进行节能改造时，需要综合考虑某一设备或部分的改变对最终发电效率的影响，实现系统最优，我们可以借助于火电厂优化软件的开发，实现对整体系统的把握和考核[7]。

2、燃料是整个能量的入口，燃料的好坏直接影响锅炉的安全、高效运行。所以需要加强对运行煤种的控制，通过掺煤、配煤等方法，最大程度减少运行煤种与设计煤种的偏差。有条件的电厂还可以通过洗煤、选煤等措施对燃煤进行预处理，降低燃煤中有害物质的含量，减少对受热面的破坏以及减轻后期尾部烟气处理系统的压力。

3、整个电厂的管理对电厂效率的高低也有直接的影响。因此应