针对火电厂热力系统节能分析及改进措施

朱麒轩

摘 要：火力发电是生产电能的主要方式之一，火电厂作为火力发电的单位，能源消耗大，污染排放严重，这并不符合当前绿色发展理念下生态文明建设的要求。在火电厂中，热力系统承担着将热能转化为电能的责任，其转化过程对能源的消耗尤甚。通过对火电厂热力系统节能重要性与问题的分析，提出相应的改进措施，对减少火力发电能源消耗问题有重要作用。

关键词：火电厂;热力系统;节能;改进措施

引言

在新的时代背景下，风电、水电、核电等发电方式的出现让我国电力行业发电呈现多元化的发展趋势。但从宏观角度来看，火力发电仍然是我国主要应用的发电方式。由于火力发电主要依靠煤炭，因此我国每年对煤炭的消耗量巨大。受到热力系统设备技术的限制，所消耗的煤炭中有很多是不必要消耗的。对于火电厂而言，应当明确热力系统节能的重要性，把握当前热力系统节能中存在的问题，基于此，对热力系统各部分子系统进行合理改进，以减少煤炭能源的消耗，同时提高能源的有效利用率，进一步推动自身持续性发展。

一、火电厂热力系统节能分析

（一）节能重要性分析

火电厂热力系统节能改进，是在原有设备设施的基础上进行的，需要改造的部分较少，具有容易实现、投资金额少、效果显著的特点，这有利于节约火电厂运行维护管理成本。而且，热力系统承担着将热能转化为电能的责任，这一过程中的热力损失会增大煤炭能源的消耗。若通过节能改进热力系统减少其热力损失，提高热能的有效转化率，那么煤炭能源的消耗就能得到合理控制，煤炭燃烧对环境的污染也会减少。因此，火电厂热力系统节能改进具有重要的现实意义。

（二）节能问题分析

从宏观角度来看，我国火电厂热力系统节能改进仍然存在较大问题。其一，缺少全局性、动态性的节能分析方法。就当前的节能研究而言，理论上可以数学原理为基础，借助计算机分析热力系统的节能性能，并根据需要对其整体性能进行优化。而热力系统包含多个子系统，不同子系统有特定的功能作用，整个系统所应用的技术设备也会不断发展，变得更加复杂，因此需要从多个角度进行动态研究。然而，目前的研究大多采取局部研究法、稳态研究法，缺少全局性的、动态的节能分析方法。其二，节能意识不足，缺乏有力经验。不少火电厂的工作人员不具有节能意识，难以认识到节能改进的积极作用。而部分火电厂人员具有节能意识，但由于缺乏有力经验，再加上管理者对节能计划落实的不重视，节能效果并不明显。其三，完整节能体系尚未形成。多数火电厂尚未形成完整的节能体系，无论是对设备运行参数的选择，还是对机组的改进，亦或者是热力潜能的挖掘，都存在不足之处。对于火电厂而言，有必要对全局性、动态性的节能分析方法进行深入研究，并建立在职员工的节能意识，积累有用的节能经验，同时推动自身形成完整的节能体系。

二、火电厂热力系统节能改进措施

（一）锅炉系统改进

锅炉系统改进主要从两方面入手：一是空气预热器，二是燃烧系统。前者在结构、运行特性的限制下，会有漏风现象，这会对风机运行产生影响，并增加锅炉排烟热损失，进一步降低锅炉效率。对其进行改进，先完成周期性的重要指标数据统计与其变化趋势分析工作，具体包括空气系数、排烟温度、二氧化硫浓度、风烟测压差等，再在大数据支持下，采取线性回归方法构建漏风率与其各影响因素的关系模型，然后进行设备性能试验，验证模型误差，以此为参照优化热工控制。后者运行中也存在诸多问题，如“四管”爆漏、炉壁腐蚀、管道形变等，这会造成较大的热损失。对其进行改进，先收集系统长期运行数据、电网负荷数据等数据信息，再以时间、环境、负荷、运行计划等为重要因素建立样本模型，借助大数据技术测算燃烧运行功率，并根据测算结果对燃烧系统进行合理改造。

（二）汽轮机系统改进

汽轮机系统的性能结构相对成熟，其优化改造空间较小，但其运行中仍然存在许多细节性问题有待改进。以抽汽回热为例，许多火电厂都为大容量机组配备了SIS系统，可通过该系统收集机组长期运行的历史数据，在等效焓降原理的指导下，分析各加热器的抽气量，并计算其端差耗差，基于此构建抽汽回热系统与热耗、媒耗的关系模型，借此优化抽汽回热系统性能，从而实现节能目的。

（三）除氧器系统改进

除氧器系统改进重点考虑在保障除氧效果的基础上如何减少工质、热量的浪费。该系统在工作中会排出一定量带有压力、温度的蒸汽，这部分蒸汽可用作热能。为实现对蒸汽的有效利用，在此改进中，可于适当位置安装余热冷却器，并在化学补充水的帮助下吸收蒸汽余热。

（四）化学补充水系统改进

化学补充水系统的主要作用在于保障系统启动与运行中对水的需要，同時调节凝汽器、除氧器容量。对该系统进行改进，重点考虑对汽轮机所排蒸汽的回收与利用。在此过程中，可在凝汽器适当位置安装雾化装置。这样，当补充水温度低于汽轮机排气温度时，废热就能得到有效的回收与利用。另外，在低压加热器上补水可实现逐级加热的目的，可减少高位能的蒸汽量，从而达到节能。

（五）电气系统改进

电气系统为热力系统运作提供充足的电力保障，对电力系统改造，重点考虑如何运用现代电气技术对关键设备的变频、调速及运行等方面进行改造。根据相关学者的研究，可将电气系统中所用的联轴器替换为永磁调速器。研究结果表明，对600MW的脱硫系统水泵进行如上所示的电气改造后，电机对负荷变化的追踪效果明显提升，而汽蚀现象的发生也得到了明显减少，设备损耗得到有效缓解，系统耗电率降低了40%。由此可见，合理的电气改造是十分必要的。

结语

综上所述，火电厂热力系统节能改造具有重要的现实意义，然而从宏观角度来看其节能改造中仍然存在许多问题，具体包括缺乏全局性、动态性的节能分析方法，节能意识不足、缺乏有力经验，尚未形成完整的节能体系等。对于火电厂而言，面对更加严峻的国内外能源形势与愈发严格的节能要求，应当立足于实际，充分把握系统节能中存在的问题，吸收先进节能理论、技术、经验，在绿色发展理念的指导下进行各方面的热力系统节能改造，从而达到节能目的，进一步推动自身持续性发展。

参考文献

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