火電廠節(jié)能減排的重要性及策略論文
摘要：在現(xiàn)代能源需求量不斷增加的過程中，火力發(fā)電廠需要供應更多的電能適應社會發(fā)展需求，與此同時會增加更多的能源消耗及污染物的排放。為了實現(xiàn)現(xiàn)代社會的可持續(xù)發(fā)展這一目標，火力發(fā)電廠需要投入更少的能源消耗生產(chǎn)更多的電能量，這就需要火力發(fā)電廠在現(xiàn)有基礎上應用新技術、新方法，提高能源利用率，降低污染物的排放量。
關鍵詞：火電廠；節(jié)能降耗；環(huán)保策略；污染物；排放量；能源需求
伴隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，能源需求量不斷增加，電能的需求也越來越多，火力發(fā)電廠需要提供更多的電能。但是電能的增加必然造成能源消耗量的大量投入和更多的污染物，環(huán)境壓力越來越大。為了保護人類賴以生存的地球的可持續(xù)發(fā)展，國家能源發(fā)展戰(zhàn)略計劃要求各能耗企業(yè)大力提高能源利用率的同時大幅降低污染物的排放。只有這樣才能真正建設和諧的可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟社會，為此火力發(fā)電企業(yè)進行節(jié)能減排改造勢在必行。我們需要從現(xiàn)有的火力發(fā)電企業(yè)現(xiàn)狀出發(fā)研究如何達到節(jié)能降耗的目的。
1火電廠高能耗、高污染的部位以及成因分析
1.1鍋爐
鍋爐是燃煤燃燒的最主要設備，鍋爐的容量及燃燒效率決定燃煤的消耗量及燃煤利用率，同時鍋爐燃燒過程產(chǎn)生的煙氣中的SO2、NOx及固態(tài)污染物灰渣是污染環(huán)境的主要產(chǎn)物。影響鍋爐燃燒效率的主要因素包括機械不完全燃燒損失、排煙熱損失、散熱損失、化學未完全損失、煙道漏風熱損失、鍋爐送風溫度、減溫水量。影響環(huán)保排放的主要因素是，鍋爐燃燒過程產(chǎn)生大量SO2、NOx、灰渣等廢氣物及固廢物。SO2排放量的多少與燃煤中硫份含量有直接關系，并與發(fā)電量相關，發(fā)電量越大，SO2排放量越大，脫硫運行效率的大小決定煙塵出口SO2排放總量；NOx的排放量與負荷率、燃燒調(diào)整方式及脫硝效率相關；灰渣等固廢物的排放量與燃燒調(diào)整、燃煤灰分及負荷率相關。
1.2汽輪機組
汽輪機的缸效率直接影響汽輪機效率，汽輪機汽耗率大，整體熱電轉(zhuǎn)換效率就降低，煤耗增加，煤耗大能源利用率降低，污染物的排放量增加。汽輪機凝汽器真空是影響煤耗的主要因素之一，凝汽器真空的高低與真空系統(tǒng)的密封情況、循環(huán)水溫度、循環(huán)水流量、凝汽器銅管換熱效果有直接關系。
1.3工質(zhì)損失和廠用電率
火電廠的工質(zhì)損失問題往往與鍋爐內(nèi)的能量消耗損失產(chǎn)生正比關系。而電廠自身的用電率過高會直接增加火電廠發(fā)電成本，廠用電率指標是火力發(fā)電廠重要生產(chǎn)指標之一。
1.4化學廢水
火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量高含鹽廢水，高含鹽廢水直接排放將造成地表水的污染，嚴重影響生態(tài)環(huán)境。
2節(jié)能減排的應對措施
2.1鍋爐的節(jié)能措施
鍋爐運行優(yōu)化調(diào)整，電廠實際燃用煤種與設計煤種差異較大時，對鍋爐燃燒造成很大影響。開展鍋爐燃燒及制粉系統(tǒng)優(yōu)化試驗，確定合理的風量、風粉比、煤粉細度等，有利于電廠優(yōu)化運行。我們通過優(yōu)化鍋爐的運行狀態(tài)，并以此來進行全面的負荷調(diào)整，提高燃料的利用率，從而達到節(jié)能降耗的目的。鍋爐排煙余熱回收利用，在空預器滯后、脫硫塔之間煙道的合適位置通過加裝煙氣冷卻器，用來加熱凝結(jié)水、鍋爐送風或城市熱網(wǎng)低溫回水，回收部分熱量，從而達到節(jié)能提效、節(jié)水效果。鍋爐本體受熱面及風機改造，鍋爐普遍存在排煙溫度高、風機電耗高，通過改造，可降低排煙溫度和風機電耗。具體措施包括：一次風機、引風機、增壓風機葉輪改造或變頻改造；鍋爐受熱面或省煤器改造。加強管道和閥門保溫，管道和閥門保溫技術直接影響電廠能效，降低保溫外表面溫度設計值有利于降低蒸汽損耗。
2.2汽輪機組的節(jié)能調(diào)控
汽輪機通流部分改造，對于13.5萬、20萬千瓦汽輪機和2000年前投運的30萬、60萬千瓦亞臨界汽輪機，通流效率低，熱耗高。采用全三維技術優(yōu)化設計汽輪機通流部分，新型高效葉片和新型汽封技術改造汽輪機，節(jié)能提效效果明顯。預計可降低供電煤耗10～20g/kWh。汽輪機間隙調(diào)整及汽封改造，部分汽輪機普遍存在汽缸運行效率較低、高壓缸效率隨運行時間增加不斷下降的問題，主要原因是汽輪機通流部分不完善、汽封間隙大、汽輪機內(nèi)缸接合面漏汽嚴重、存在級間漏汽和蒸汽短路現(xiàn)象。通過汽輪機本體技術改造，提高運行缸效率，節(jié)能提效效果顯著。預計可降低供電煤耗2～4g/kWh。凝汽式汽輪機供熱改造，對純凝汽式汽輪機組蒸汽系統(tǒng)適當環(huán)節(jié)進行改造，接出抽汽管道和閥門，風流部分蒸汽，使純凝汽式汽輪機組具備純凝發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)兩用功能，達到節(jié)能目標。汽輪機閥門管理優(yōu)化，汽輪機閥門管理優(yōu)化，需要綜合各項因素來分析軸承的承載情況，還需要計算不同開啟順序下汽輪配汽不平衡流力。為了達到閥門管理的優(yōu)化，解決其產(chǎn)生的投入順序閥運行時的瓦溫升高、震動發(fā)生異常等問現(xiàn)象，需要運用優(yōu)化技術來重組閥門的開啟順序，這樣才可以使得機組再次順利地運行，提高效率。高壓除氧器乏汽回收，將高壓除氧器排氧閥排出的乏汽通過表面式換熱器提高化學除鹽水溫度，溫度升高后的化學除鹽水補入凝汽器，可以降低過冷度，一定程度提高熱效率。
2.3工質(zhì)流失的處理措施
首先，在機組啟停過程中，設置投入相應的系統(tǒng)，盡可能地降低泄漏現(xiàn)象的發(fā)生，通過水泵密封以及凝汽器的水位調(diào)節(jié)，從而保證凝結(jié)水系統(tǒng)的正常運行；其次，加強對熱網(wǎng)疏水的回收，并將此類回收水匯聚于除氧器水箱中，這樣在加強回收工質(zhì)后，也能更好地將高品質(zhì)工質(zhì)回收利用，對有效降低補水率，達到其節(jié)能降耗的目的；再次，避免除氧器水箱中的工質(zhì)溢流，并加強除氧器加熱系統(tǒng)的日常維護，保證除氧器的除氧效果，對保障鍋爐受熱面的安全運行方面，都有很好的促進作用；最后，改進熱力及疏水系統(tǒng)，可簡化熱力系統(tǒng)，減少閥門數(shù)量，治理閥門泄漏，取得良好的節(jié)能提效效果。
2.4廠用電率問題的處理措施
降低制粉系統(tǒng)的耗能，控制合理的煤粉細度，提高磨煤機出力，在鍋爐機械不完全燃燒與磨煤機電耗兩個互相矛盾的因素上尋求平衡點，既可有效降低機械不完全燃燒損失，又可降低磨煤機單耗�？諝忸A熱器密封改造，回轉(zhuǎn)式空預器通常存在密封不良、低溫腐蝕、積灰堵塞等問題，造成漏風率與煙風阻力增大，風機電耗增加。可采用先進的密封技術進行改造，使空預器漏風率控制在6%以內(nèi)。電除塵改造及運行優(yōu)化，根據(jù)典型煤種，選取不同負荷，結(jié)合吹灰情況等，在保證煙塵排放濃度達標的情況下，試驗確定最佳的供電方式（除塵器耗電率最小）及相應的控制參數(shù)。通過電除塵器節(jié)電改造及運行優(yōu)化調(diào)整，節(jié)電效果明顯。電除塵器高頻電源改造，將電除塵器工頻電源改造為高頻電源。由于高頻電源在純直流供電方式時，電壓波動小，電暈電壓高，電暈電流大，從而增加了電暈功率。同時，在煙塵帶有足夠電荷的前提下，大幅度減小了電除塵器電場供電能耗，達到了提效節(jié)能的目的。電廠照明節(jié)能方法，從光源、鎮(zhèn)流器、燈具等方面綜合考慮電廠照明，選用節(jié)能、安全、耐用的照明器具。
2.5降低污染物排放控制技術
低溫靜電除塵，在靜電除塵器前設置換熱裝置，將煙氣溫度降低到接近或低于酸露點溫度，降低飛灰比電阻，減小煙氣量，有效防止電除塵器發(fā)生反電暈，提高除塵效率。除塵效率最高可達99.9%。布袋除塵，含塵煙氣通過濾袋，煙塵被黏附在濾袋表面，當煙塵在濾袋表面黏附到一定程度時，清灰系統(tǒng)抖落附在濾袋表面的積灰，積灰落入儲灰斗，以達到過濾煙氣的目的。煙塵排放濃度可以長期穩(wěn)定在20mg/Nm3以下，基本不受灰分含量高低和成分影響。濕式靜電除塵，在電場力的作用下，粉塵顆粒會逐漸吸附到集塵極上，進而通過噴水裝置將粉塵沖刷到灰斗中排出。同時水霧在煙道中不僅可以捕獲細小的微塵也能降低電阻率，有利于微塵向極板轉(zhuǎn)移。為達到除塵率在70%～80%之間，該種除塵方式通常設置于脫硫系統(tǒng)之后進行，其主要作用于PM2.5細小顆粒。雙循環(huán)脫硫，這種方式在原理上與單循環(huán)脫硫的原理是一樣的，但是在效果上要比單循環(huán)效果要好，通常這樣的脫硫效率能達到98.5%甚至是更高。相對于單循環(huán)，雙循環(huán)分為兩個獨立的反應罐以及兩個不同的循環(huán)回路。每條循環(huán)回路根據(jù)不同情況設定相應合理的pH值，使脫硫反應更加徹底。低氮燃燒，為降低氮氧化物的生產(chǎn)濃度可采用先進的低氮燃燒器技術，其濃度可控制在200mg/Nm3以下。廢水排放系統(tǒng)的改造，廢水的處理一直是處理廢水系統(tǒng)的一個非常重要的環(huán)節(jié)，在廢水排放之前先進行過濾裝置的處理，將廢水轉(zhuǎn)化為工業(yè)水進行回收利用，不僅降低了廢水污染，也降低了電廠用水的需求，大大提高了經(jīng)濟效益。
3結(jié)語
在現(xiàn)代的電廠運行過程中，我們從經(jīng)濟效益及環(huán)境保護上分析，需要全面提升火電廠在各個環(huán)節(jié)進行改造優(yōu)化后達到節(jié)能降耗的目的，并選擇更具性價比的運行方案。根據(jù)現(xiàn)場的使用情況進一步促進其全面的建設，并以此在達標排放的基礎上來增加電廠的有效發(fā)電效益。
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