浅论火电厂的节能

1、浅 论 火电 厂的 节 能一.节能的意义：目前国家正处在重新考虑能源发展战略的关键时期。围绕实现现代 化，要求调整我国能源发展战略，优化能源结构，提高能源利用效 率，进一步明确和贯彻节能优先的长期能源战略，把建立国际多元 化能源供应体系作为长期能源供应的战略目标，把能源优质化作为 主攻方向，把天然气开发作为下世纪能源开发的重点，加强天然气 管网系统等能源基础设施建设，注重核电、水电、风电等优质一次电力的开发， 加快洁净煤技术的开发利用。电能是国民经济各生产部门的主要动力，电力生产消耗的能源在我 国能源总消耗中占的比重也很大，因此提高电能生产的经济性具有 十分重要的意义。在保证供电可靠和良好电能

2、质量的前提下，进行 优化调度，最大限度地提高电力系统运行的紧急的经济性，为用户 提供充足的、廉价的电能，为此，可以采取的措施有：安装大容量 的发电机组，充分发挥水电在系统中的作用，尽量降低发电厂的煤 耗率（或水耗率），合理分配各发电厂间的负荷，减少厂用率和电网 损耗。二节能措施：节能思想应贯穿在火电厂的规划、设计、运行、管理各方面，下面 就这几个方面详细讨论：1. 全局地规划以提高系统的经济性 加快电力工业的建设，确保电力工业的建设发展优先于其他工业部 门，首先必须做好电力系统发展的规划设计：台，1）优化接线方案。只有当火电厂在电力系统中的接线方案合理时， 才能降低网损率，避免功率过多的损失在

3、输电环节，提高火电厂输 出功率的利用率。这就要根据能源分配原则，即损耗最小和线路距 离最短的原则，先将供电区域分成若干各区域，在各个分区内选择 接线方案，最后在整体分析。采取先技术后经济的比较选择，在技 术合理的供电方案中首先要进行粗略的经济比较，方法是按象征升 压变电站投资大小的断路器数和象征线路投资大小的线路长度进行 比较，再考虑以下经济因素：电能损耗、主要原材料的消耗量、工 程总投资、年运行费及年运行费用。譬如，暂时不考虑经济性，采 用单母线接线时，使用进线母线断路器 2 台，母线分段断路器 1 而采用双母线分段接线时，使用进线母线断路器 2 台，母线分段兼 联络断路器 3 台，显然，单

4、母线接线的投资较少，故优先选用单母 线接线方式。2）发展热电联产。积极鼓励、支持、优先发展热电联产集中供热， 是节约能源的需要。我国电力发展主要依赖煤炭，因此存在不可避 免的环境污染问题。 面对环境压力，电力工业今后发展必需考虑优 先发展水电，调整和优化火电结构 （ 如适当发展燃气电站和扩大洁净 煤燃烧技术的应用、关停小火电 ） ，适当发展核电和新能源发电 （ 如 风力发电、地热与潮汐电站 ） ，鼓励热电联产。热电厂是改善环境质 量的重要措施。热电厂的锅炉容量大、热效率高、烟囱高、除尘效 率高，如选用循环流化床锅炉还可炉内脱硫， 由于集中实现热电联 产还更有利于灰渣综合利用和节省宝贵的城市建设

5、占地。热电联产 是一种供热量大、供热参数高、供热范围广、节能量多，既能满足 工业用汽，又能满足民用采暧、热水供应，供热价格便宜的供热方 式。正是由于热电联产集中供热能够有效地改善环境质量， 所以积 极发展热电联产是节约能源、改善环境质量的有效措施， 完全符合 国家的产业政策。据电力工业统计资料， 我国的热电厂热效率均能 超过常规火电厂的热效率一倍以上。实现热电联产的小型供热机组， 其热效率超过大型高参数常规火电机组。2)推广大容量机组。单台发电机组容量越大，单位煤耗越小。因此，结合地区经济的发展状况，优先建设大容量机组火电厂，让大容量 机组在电力系统中承担基本负荷，这对减少能耗、提高能源效率具

6、 有重大意义。2. 设计要经济可靠这里主要从电气设计角度出发，主要围绕电气主接线的设计，讨论 其设计的经济性。一个工程设计的好坏，往往在于最初设计的成功 与否。在满足技术要求的前提下，应做到经济合理。具体要求为：1)投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设 备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次 设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电器 设备；在终端或分支变电所中，应推广采用直降式 (110 / 610 kV) 变电所和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器。譬如，在电压 母线分段处安装母线分段电抗器，可有效降低分段断路器的容量， 未装电抗器

7、前，断路器选用SN10-5000A,安装后，选用 SN10-3000A额定电流减小 40。2）占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以 便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许 可的地方，都应采用三相变压器。3）电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避 免两次变压而增加电能损失。本例中，因为地区负荷较小，半数以 上的容量需经升压变压器输送到系统，由于有 4 台机组，考虑将机 组分为 2 部分，一部分机组承担地区负荷，因而变压器采用三绕组 的形式，另一部分机组，考虑用扩大单元接线，直接经升压双绕组 变压器接入系统。相反，若每台机组均选用三绕组变压

8、器，既带部 分地区负荷，又将剩余容量馈送系统，显然，后者极不经济。3. 生产环节节能控制火电厂的主要生产环节可大致分为：燃料的入厂和入炉、水处理、煤粉制备、锅炉燃烧以及蒸汽的生产和消耗、汽轮机组发电和电力输送等。发电过程中任何一个主要生产环节中均存在能源损耗的问题，如果能够有意地通过有效的技术利管理手段使各环节的能源消 耗水平得到合理控制，并努力消除生产过程巾可以避免的能量浪费， 就能真正达到节能的目的，1）改善燃煤质量。一般来讲，燃料成本占发电成本约为 7 5左右， 占上网电价成本 3 0 左右。如果燃煤质好价优，则锅炉燃烧稳定、 效率高，机组带得起负荷，不仅能够减少燃料的消耗量，更有利于

9、节约发电成本； 如果燃煤质次价高，则锅炉燃烧稳定性差，燃烧效 率低，锅炉本体及其辅助设备损耗加大，显然对发电厂是极其不利 的，因此入厂和入炉燃料的控制是发电厂节能工作的源头这一步 工作是否得到有效控制，将在很大程度上影响到其后续生产环节的 能源消耗。火电广的燃煤要经过诸如计划、采购、运输、验收、配 煤、储备及厂内输送，煤粉制备等多个环节，最后才能送入锅炉燃 烧。对燃煤质量的控制应在上述各环节上都要落到实处。 2）降低制 粉系统单耗。制粉系统的耗电占厂用电的 25左右，显然，在保证 制粉系统出力，控制合理煤粉细度的前提下降低制粉系统单耗是 重要的节能途径。3）提锅炉燃烧效率。锅炉是最大的燃料消耗

10、设备燃料在锅炉内燃 烧过程中的能量损失主要包括：排烟损失、机械不完全燃烧损失、 化学不完全燃烧损失、散热损失、灰渣物理热损失等。因此，只有 通过减少各项损失，提高锅炉燃烧效率才能实现锅炉燃烧的节能控 制。4）提高汽轮机效率。汽轮机运行时，其能量损失主要指级内损 失另外，汽轮机排汽也会造成一定的冷源损失。反映汽轮机效率 水平的主要指标为汽耗率及机组热耗率。汽轮机的节能改造措施主 要有：通流部分改造、汽封及汽封系统改造、低压转子的接长轴、 改进油挡结构投防止透平油污染、防断油烧瓦技术、改善机组振动 状况、改进调节系统等。此外，应加强对汽轮机的检修，以提高运 行的稳定性。5）改善蒸汽质量。蒸汽压力和

11、温度是蒸汽质量的重要指标如果汽 压低，外界负荷不变，汽耗量增大，煤耗增大；汽压过低，迫使汽 轮机减负荷。过、再热汽温偏低，压力变时热焓减少，作功能力下 降也就是当负荷一定时汽耗量增加，经济性下降。如何合理控 制这两大指标，提高经济性，也具有重大意义。6）推广变频调速降低厂用电。发电厂厂用电量约占机组容量的5-l0 ，除去制粉系统以外，泵与风机等火电机组的主要辅机设备消 耗的电能约占厂用电的708 0%。泵与风机的节电水平主要通过 耗电率来反映。泵与风机的节能，重点要看其是否耗能过多、风机 与管网是否匹配。大容量机组的火电厂的节水的重点在于灰渣系排 放系统 。目前煤电厂主要用水力系统将灰渣排到贮

12、灰场和贮渣场。 目前火电厂中的主要用电设备能源浪费比较严重，其具体表现如下：(1) 通过改变挡板或阀门开度进行流量调节时，风机必须满功率运行， 不仅效率低下，节流损失大，且设备损坏快； (2) 执行机构和液力耦 合器可靠性差，易出故障，设备利用率低，精度差，存在严重非线 性和运行不可靠的缺点； (3) 电机按定速方式运行，输出功率无法随 机组负荷变化进行调整，浪费电能 (4) 电机启动电流大，通常达到其 额定电流的 68 倍，严重影响电机的绝缘性能和使用寿命。解决上 述问题最有效手段之一就是利用变频技术对这些设备的驱动电源进 行变频改造。变频调速控制节能原理是通过改变频率 f 来改变电机 转速

13、。理论上这种调速方式调节范围宽 (0 一 100 9.5) ，且线性度很 好，变频器设备本身能耗很低，无论是轻载还是满载都有很高的效 率。此外其运行可靠性，调节精度及线性度 ( 可达 99)都是其他调 速方法无法相比的。因此，应推广先进的电机调速系统在火电厂中 的应用。4. 生产管理节能措施 节能管理是技术节能的重要补充，可参考如下管理经验：1) 加强基础管理工作 加强领导，落实责任，为节能工作提供组织保证。主要职责包括： 根据节能工作需要及时制定和修订节能管理制度、规定；定期检查 节能管理规定的执行情况；组织分析生产技术指标及审定整改方案; 加强生产用水、用电的管理，建立各种台帐，检查节水、

14、节电工作 并提出考核意见。广泛宣传、提高意识。为节能营造上一个良好氛围广泛开展节能宣 传教育活动，共同营造一个人人关心节能、个个参与节能、事事为 企业节能作贡献的良好氛围，使企业职工充分认识节约一滴水、节 约一度电、节约一克煤是为企业效益作贡献，为社会节约资源。不 断提高广大职工的节能意识和资源意识，增强节能的自觉性。加强 职工的政治思想工作，不断提高员工的工作积极性。强化生产过程管理，提高机组运行水平。要求运行人员增加节能意 识，规范操作，进一步提高系统分析问题能力；要根据煤质、负荷 等情况，探索出机组稳定、经济运行指导值，对出现的异常，要认 真对待，要进行横、纵比较，弄清异常的真正原因。检

15、修策划是追 求细化、具体、超前、可靠性管理。做到日具体安排、月详细计划、 季系统排查；以降非停为中心工作，提高工作质量为切入点，扎实 推进设备状态管理制，为节能提供设备基础。节约用电，提高节约和科学用电，反对浪费。节约生产、生活用水。定期组织安排对生产、生活用水、用电进行检查，发现未按规定执行的，使用强制手段，进行关停；并对有关人员和单位负责人进行 考核通报，各单位应根据本规定，制定相应的考核细则。认真做好能源计量、煤分析等计量工作。加强设备巡检、检修消缺管理，提高设备健康水平。2）积极推进运行技术的创新。积极学习、掌握燃烧优化运行方案。运行人员积极组织燃烧、加强燃烧调整，合理配风，做到初参数

16、压红线运行。一切都以提高发电量为出发点，因为负荷上升，锅炉热负荷加强，炉膛温度提高，燃烧稳定性得到提高，相应的熄火、燃油、厂用电率、供电煤耗就能相应地得到好转。带不起负荷的原因，主要原因是煤质差、制粉出力的限制等。提高运行人员技术水平和责任心。特别是司炉，是运 行岗位中最辛苦和技术要求高的岗位，上班前休息好，保持心情好， 提高责任心，学习燃烧技术，将有助减少人为因素；各运行岗位要 密切合作，减少操作上失误等。降低煤耗，锅炉效率是关键，提高 锅炉效率只有降低飞灰，在燃劣质煤时，要求司炉，将自己的工作 经验与中试所的试验数据相结合，从主观到客观全方位进行分析。3）加大节能技术改造，提高设备可靠性对

17、锅炉低温再热器改造，在原低温再热器上增加受热面，提高再热 汽温，也就提高了机组循环热效率。通过对送风机叶轮改型，加大 送风机的风量，提高了锅炉出口氧量，减少了飞灰可燃物，提高了 锅炉效率。经常检查受热面的积灰情况，发现积灰严重时，及时进 行冲洗，以提高传热效果。对空气预热器漏风整治。空气预热器及 与其相连的烟、风道、伸缩节打开保温后查漏、补漏；空气预热器 前、后所有人孔门采用密封焊接，管箱内漏管两端采用堵头闷堵等 措施，减少了空预器漏风。对汽机进行 DEH改造，拆除原汽机前箱 内调速部分，但保安系统不动，提高机组的调节灵敏度及与负荷变 化相适应性。对真空系统进行查漏、堵漏。更换凝结器铜管，有利

18、 完善凝汽器真空、端差、过冷度，以及提高凝结水的品质。4）加强燃料管理 要加强入厂煤的检验。燃料是成本控制的重点，不能出现燃煤管理 的盲区、工作岗位的失职，防止入厂煤在采样、制样、化验过程中 出现舞弊行为，为便于管理，减少成本的可变因素，燃料的购货价 应以热值为单位，尽最大努力减少亏卡亏吨。要逐步作好选购燃煤 的经济性分析。进一步认识到燃料经营管理的复杂性，因为燃料的 品质影响到燃料的价格、机组效率，有时还影响到机组的安全指标。 燃料加装入厂煤采样工业电视监视系统与自动采样装置，加强入厂 煤的监督，确保采制样的准确性和煤质情况的真实性、准确性和及 进性。加强配煤参烧管理。配煤的第一步是实现来煤的分