火力发电厂节能减排的现状分析和未来展望

夏远强（广东粤电云河发电有限公司，广东　云浮　527300）



火力发电厂节能减排的现状分析和未来展望

夏远强（广东粤电云河发电有限公司，广东云浮527300）

随着世界各国经济的不断发展，全球环境问题也日益突出，环境形势不容乐观。节能减排成为很多国家倡导的政策。节能减排政策有利于促进环境的可持续发展，推进建设环境友好型、资源节约型社会。本文阐释了云浮发电厂节能减排的现状和意义，并对今后的发展提出了策略，推进可持续发展。

火力发电厂；节能减排；现状分析；未来展望

目前我国主要通过火力发电来提供电能。随着工业化的推进，能源的消耗也越来越大，因此这就需要消耗大量的不可再生资源和能源，而且给环境造成了严重的损害。虽然生态环境自身有一定的自我修复能力，但是火力发电厂污染物的排放量若超过了环境容量，将会对人类自身的生存发展带来难题，因此推行节能减排政策刻不容缓。

1　火力发电厂节能减排的意义

1.1提高能源利用率，提高经济效益

目前火力发电厂主要通过燃煤来提供能源，煤炭是不可再生资源，我国煤炭资源丰富，但是人均占有量不足。煤炭的能源利用率低，火力发电厂采取节能措施可以提高煤炭资源的利用率，减少煤炭资源的浪费，提高能源的利用率，从而促进发电厂经济效益的提高。

1.2减少环境污染，提高环境效率

我国火力发电厂燃烧大量的煤炭等矿产资源，其产生的烟尘、废气等对环境造成极大的污染，影响环境的可持续发展。目前我国对污染物排放量的管理规定还不完善，还没有建立统一的废气处理管理系统，即使有专门的废气处理厂，其工艺还不够完善，对环境仍有一定程度的危害。因此加强火力发电厂的减排工作有利于改善环境的质量，促进人与自然的可持续发展。

2　火力发电厂的现状

我国在十一五计划中提出实现节能减排的目标，要求在未来的五年中污染物的排放量减少10%，这个目标是有利于推进建设资源节约型、环境友好型社会［1］。电力工业发展的势头逐渐上升，在国民经济发展中发挥着重要的作用。电力工业也是节能减排的重要方面，因此要做好火力发电厂的节能减排工作。

火力发电厂需要消耗大量的资源和能源，如煤炭资源、铁矿资源等。云浮发电厂目前A、B厂现有机组为2×125MW和2×135MW，发电功率大，煤耗高。云浮发电厂建设以来，其在降低能耗、节能减排方面进行了一系列的探索。在这些方面取得了较大的成就。但是云浮发电厂在节能减排上也存在一些问题，具体情况如下：

2.1机组设计不合理

火力发电厂的耗能设备主要有超临界机组、风机和水泵。通过火电机组来对电能进行调度，云浮发电厂的机组设计在某些方面不合理，各个系统、部门之间相对孤立，没有形成统一的整体，因此很难实现平衡，影响发电的总体效率。而且机组的负荷率较低，在工作一段时间后就不能继续支持调度，导致用电调度缺乏连续性，机组的利用率普遍较低，因此需要在机组上进行重点研发，提高工作效率，延长工作时间。

2.2发电厂用电率较高

发电厂的用电率和机组的能耗有着密切的关系［2］。随着发电厂用电率的增多，机组的能耗也逐渐增大，云浮发电厂的用电率较高，导致机组的能耗较大，这主要有三个方面的原因：①一些设备的功率过大，导致能耗增多，用电率上升；②某些辅机设备运行效率低、性能差，延长了设备运行的时间，降低了效率；③辅机的运行方式的问题，没有对运行方式进行合理设计，导致整体运行的效率低。

2.3热力系统和回热系统不完善

热力系统是发电厂中一个重要的系统。云浮发电厂热量系统设计不完善，负责高温高压的热力系统的阀门存在泄漏的问题，且部分阀门泄漏量过大，加快了机组能量的消耗，影响机组的运行效率。另外，回热系统的设计也不合理。热水器的运行水位处于不正常的状态，导致很多不凝结气体的流入，影响了加热器的正常压强，使机组内温度过高，降低了机组的运行效率。

2.4汽轮机缸的运行效率低

机组在运行一段时间后，运行效率明显降低，再加上机组运行的负荷量不足，不能更好地带动系统的运行，而机组实际运行的缸功率和设计时预计的缸功率存在很大的偏差，导致机组的能量消耗过大，影响运行效率。

2.5排烟损失大

云浮发电厂锅炉排烟温度较高，影响了锅炉的经济性。一般来说，如果排烟的温度越高，排烟量就越大，因此排烟损失就越大，排烟损失量的增加会使锅炉的运行速率下降。因此要控制好排烟的温度，保证锅炉运行的效率。

3　火力发电厂节能减排策略

3.1火力发电厂的整体计划

3.1.1对能源结构进行调整

目前火力发电厂的主要能源是矿产能源，尤以煤炭发电为主。因此其深深受到一次能源的限制，而对二次能源或者可再生能源的利用较少，这就影响了火力发电未来的发展方向。因此云浮发电厂要调整能源结构，在依赖矿产能源的基础上，逐渐加大对二次能源和可再生能源的利用，尤其是要加大风能、水能、核能、潮汐能等的利用，通过对这些可再生能源利用，有利于降低不可再生能源的消耗，再加上可再生能源的发电产生的污染物相对较少，在保护环境方面也能收到良好的效果。

3.1.2减少对小容量机组的利用，增加大容量机组

小容量机组运行繁琐，发电量小，且煤炭的耗能高，因此云浮发电厂要适当增大大容量的机组，大容量的机组在单位内消耗的能量低，可以提高煤炭能源的利用率，因此可以逐渐用大容量的机组替代小容量的机组，减少单位内的能耗量，提高能源利用率。

3.2完善火力发电厂的控制管理

3.2.1对燃料进行管理，提高燃煤质量

火力发电厂的燃料成本在总成本中比重极大，因此燃料的质量与火力发电厂的运行效率息息相关，还对火力发电厂的经济效益有着重大的影响，对节能减排的目标也有一定的影响。因此，云浮发电厂要加强对燃料的管理，尤其是对煤炭能源的管理，要积极调整能源结构，减少煤炭能源的比重，充分利用水能、风能等可再生能源，同时要对煤炭能源进行管理，严禁采购不合格的煤炭能源，选购质量高、利用率高的煤炭能源，提高优质煤的使用率。还要对其他的燃料进行严格控制，严厉打击不合法的燃料供应商，保证燃料的质量，从源头上节能，提高燃料的利用率，节约成本。

3.2.2改造汽轮机，提高运行效率

改造汽轮机，提高汽轮机的运行效率，可以促进热能的转化，从而为发电厂提供更多的动能，起到节能的作用。汽轮机的气流和叶片之间的摩擦使汽轮机在运行中消耗了大量的能量，降低汽轮机的运行效率［3］。针对这种情况，可以采取两种解决措施：①通过利用渐缩型的机片减少气流和叶片之间的摩擦，减轻喷嘴的损耗；②把排气管制成反动度的状态，可以减少在回收中的能量的损耗。

3.2.3提高锅炉的燃烧率

锅炉在运行过程中会导致热量的散失，热量的散失主要包括三个方面：①锅炉在散热时的热量损失；②锅炉在排烟时的热量散失；③一些未完全燃烧的物质导致的热量散失。改善锅炉的热量散失要做到四点：①要减少热量的散失，就要做好各系统之间的密闭工作，尤其要做好炉墙和水冷壁的密闭工作，保证结构的紧凑型［4］；②要采用良好的保温材料，使炉墙的温度保持稳定；③为了减少一些未完全燃烧的物质导致的热量损失，要保证煤粉的细度和质量，将煤粉和空气完全混合，促进煤的燃烧，减少不完全燃烧导致的热量损失；④采用低氮燃烧。低氮燃烧技术应用广泛，实用性较强。它是通过改变燃烧设备的燃烧条件来降低NOx的形成，具体来说，通过对燃烧温度、烟气中的氧的浓度、烟气在高温区的停留时间的调整来来抑制NOx的生成或破坏已生成的NOx。低氮燃烧的方法在这里介绍两种：①排烟再循环法。使一部分温度较低的烟气重新回到燃烧区，抑制氮氧化合物的形成。②二段燃烧法。在燃烧的第一阶段中，只将总燃烧空气量的70～75%供入炉膛，使燃料在先在缺氧的条件下部分燃烧，降低了燃烧区内温度，可以抑制NOx的生成；在燃烧的第二阶段中，通过足量的空气，使剩余燃料燃尽，在这个阶段中氧气充足，但温度低，生成的NOx也较少。

3.2.4变频调速技术的运用

在火力发电厂中风机、泵等辅助设备用电量过大，消耗了大量的能量，因此变频调速技术的应用必不可少。通过改造风机、泵等装备的运行速度，可以对整个循环系统进行更好地控制，从而可以改善锅炉的总体运行状况，有利于保证系统运行的指标处于正常状态，有利于减少火电厂的耗电量。

3.2.5积极进行创新，提高技术

火力发电厂要想发展壮大，就要不断进行技术上地改进，这就要积极进行创新，减少热量的散失，降低能耗。在发电过程中，提高煤炭的利用率，改进煤炭发电的生产工艺，促进生产率的提高。可以采用发电效率高、清洁度高的发电技术，在结合本企业实际情况的基础上，提高机组的运行效率，减少废弃物的排放。表1为几项常见的发电技术，各有优劣。

表1　发电技术的比较

3.2.6建立健全发电机组指标评价体系

目前云浮火力发电厂还没有建立一个完善的指标评价体系，没有对系统的各个部分进行指标评价，导致系统之间运行效率不一，整体经济效益不高。因此要对机组的性能进行测试，及时掌握各个部分的运行水平和运行效率，对其进行综合管理，要建立一个完整的评价指标体系，具体情况如图1。有利于使各个子系统处于评价体系之下，更好地对每个部分进行控制和分析。尤其要完善经济指标体系，按照等级对每个部分进行管理，合理解决不符合指标的问题，保证总体的经济效益。

图1　发电厂评价指标体系

4　火力发电厂节能减排展望

云浮发电厂在节能减排的工作上取得了明显的成效，其在未来还有更大的发展前景。这需要做出进一步的改善：①要制定和完善相关的法律法规，并要求企业严格遵守；②要不断发展技术，尤其是自动化技术，实现电厂主机组的集中控制，促进信息的传递和交流，降低人力成本，提高资源和能源的利用率，促进节能减排的推进。通过这些努力，节能减排在火力发电厂中将会有更大的发展前景。

5　结语

火力发电在我国国民经济中发挥着重要的作用，由于我国工业的不断发电，能源消耗量比重大，污染物的排放量也逐渐增多，因此这就需要从火力发电厂自身做起，减少能耗，减少污染物的排放，可以采取集中策略：对燃料进行管理，提高燃煤质量；提高汽轮机的运行效率；提高锅炉的燃烧率；运用变频调速技术；积极进行创新，提高技术；建立健全发电机组指标评价体系等，力求积极推行节能减排工作，实现经济效益和环境效益的统一。

［1］梁文栋，杜景雷.暖通设计中绿色理念和节能技术的应用分析［J］.科学中国人，2015，11：26.

［2］鲁云海.暖通设计中绿色建筑节能技术的应用浅析［J］.居业，2015，10：45+47.

［3］王凤杰.暖通设计中绿色理念和节能技术的应用分析［J］.门窗，2015，09：97.

［4］杜志良.暖通设计中绿色节能技术的应用分析［J］.科技创新与应用，2014，21：229.

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2016-6-10