燃?xì)怆姀S節(jié)能減排探究

吳主輝

摘 要：燃?xì)獍l(fā)電具有節(jié)能、減排、提高供能安全性的優(yōu)點，是實現(xiàn)節(jié)能減排和能源供應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展。隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，與傳統(tǒng)能源一樣，燃?xì)獍l(fā)電同樣面臨著節(jié)能降耗的壓力。文章在充分分析國內(nèi)外燃?xì)獍l(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合自身實際工作經(jīng)驗，從燃?xì)廨啓C(jī)、給水泵以及余熱鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面進(jìn)行節(jié)能減排。

關(guān)鍵詞：燃?xì)獍l(fā)電廠；節(jié)能減排；運(yùn)行方式優(yōu)化

天然氣具有污染小、燃燒熱值高的優(yōu)點，以天然氣取代傳統(tǒng)的煤炭、石油等化石燃料進(jìn)行發(fā)電具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。與發(fā)達(dá)國家相比，我國的天然氣發(fā)電起步較晚，由于燃料政策以及工業(yè)基礎(chǔ)薄弱的限制，從20世紀(jì)50年代開始發(fā)展十分緩慢，一直到80年代，改革開放之后，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于電能的需求不斷增加，天然氣發(fā)電規(guī)模才快速擴(kuò)大。當(dāng)前，我國的燃?xì)獍l(fā)電裝機(jī)主要分布在油氣資源相對充足的內(nèi)陸邊遠(yuǎn)地區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，為我國的油氣開發(fā)以及經(jīng)濟(jì)特區(qū)的建設(shè)做出了十分重大的貢獻(xiàn)。到了21世紀(jì)，國家開始重視環(huán)境污染，開始優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，我國燃?xì)獍l(fā)電進(jìn)入了快速發(fā)展階段。隨著一批大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠建成投產(chǎn)，標(biāo)志著我國燃?xì)獍l(fā)電進(jìn)入國際先進(jìn)技術(shù)水平。

一、燃?xì)怆姀S節(jié)能減排的意義

（一）降低企業(yè)生產(chǎn)成本，向節(jié)能降耗要效益

由于常規(guī)煤炭發(fā)電污染物排放給環(huán)境帶來的巨大污染，世界各國都十分重視燃?xì)獍l(fā)電建設(shè)。在我國，由于天然氣價格一直居高不下，天然氣的輸送無法完全滿足企業(yè)發(fā)電的需求，這給企業(yè)帶來了巨大的生產(chǎn)成本，燃?xì)獍l(fā)電廠的燃料成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃煤發(fā)電廠。很多燃?xì)獍l(fā)電廠只能依靠國家政策性的財政補(bǔ)貼維持運(yùn)轉(zhuǎn)，根本談不上盈利。因此，在燃?xì)怆姀S中開展節(jié)能減排，降低企業(yè)運(yùn)行成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）充分發(fā)掘節(jié)能潛力，應(yīng)對電力行業(yè)改革

電力行業(yè)由于需要消耗大量的能源，因此，本身具有巨大的節(jié)能潛力。隨著電力行業(yè)改革的不斷深化發(fā)展，發(fā)電企業(yè)將面臨著競價上網(wǎng)的局面，因此發(fā)電企業(yè)要想生存下去，就需要不斷的降低自身的發(fā)電成本，提升效益，只有這樣才能夠在激烈的市場競爭當(dāng)中站住腳跟。燃?xì)怆姀S通過引進(jìn)新技術(shù)、新裝備，開展技術(shù)改良，優(yōu)化運(yùn)行環(huán)節(jié)，強(qiáng)化檢修管理等多種手段來提高效率，降低成本。對于燃?xì)怆姀S來說，堅持不懈地做好節(jié)能減排的工作，夠有效的挖掘企業(yè)的節(jié)能潛力，實現(xiàn)效益的最大化，積極電力行業(yè)改革帶來的沖擊。

（三）響應(yīng)國家號召，創(chuàng)建資源節(jié)約型企業(yè)

長期以來，由于我國天然氣資源的短缺以及勘探和開采技術(shù)落后，嚴(yán)重的制約了我國天然氣發(fā)電的發(fā)展，造成我國天然氣發(fā)電起步相對較晚，與國外發(fā)達(dá)工業(yè)國家相比，我們還有很長一段路要走。即使現(xiàn)在，我國仍然需要大量進(jìn)口天然氣，才能滿足國內(nèi)的需求。當(dāng)前，能源短缺是一個世界性的問題，作為一個經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的國家，我國的能源問題尤其嚴(yán)峻。節(jié)能減排作為一項長期的戰(zhàn)略決策，需要企業(yè)貫徹執(zhí)行。為了相應(yīng)國家的號召，各個發(fā)電企業(yè)紛紛開展創(chuàng)建節(jié)約型企業(yè)的活動，在活動中發(fā)現(xiàn)自身存在的問題和不足，進(jìn)而加強(qiáng)運(yùn)行管理、檢修管理、物資管理以及辦公生活區(qū)的節(jié)能管理，廣泛使用節(jié)能新技術(shù)產(chǎn)品，對輔機(jī)進(jìn)行變頻改造等一系列節(jié)能辦法的實施，降低了廠用電率，避免了浪費(fèi)，減少了物料消耗，實實在在地降低了電廠的運(yùn)營成本。

二、燃?xì)廨啓C(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

（一）燃?xì)廨啓C(jī)的定期水洗

燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行過程中，壓氣機(jī)吸入的空氣中可能含有灰塵、砂土、昆蟲和碳氧化合物，這些雜質(zhì)的大部分污染物可由壓氣機(jī)入口的進(jìn)氣濾網(wǎng)過濾掉，那些未被進(jìn)氣濾網(wǎng)過濾掉的雜質(zhì)如碳?xì)浠衔锏?，會粘附并聚集在壓氣機(jī)葉片等內(nèi)部部件上，將會使壓氣機(jī)葉片結(jié)板腐蝕或堵塞壓氣機(jī)內(nèi)部通道，影響壓氣機(jī)正常工作，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)的出力性能下降，運(yùn)行效率降低，主要表現(xiàn)在有功的減少和熱耗的增加。通過對燃機(jī)的定期清洗可以去除壓氣機(jī)葉片等內(nèi)部部件上的積垢，恢復(fù)燃機(jī)的出力，提高燃機(jī)的效率。

（二）壓氣機(jī)入口空氣冷卻技術(shù)

燃?xì)鈾C(jī)的性能在很大程度上受到入口空氣溫度的影響。隨著入口溫度的不斷升高，空氣的流量和質(zhì)量都會持續(xù)下降，導(dǎo)致壓氣機(jī)的功耗不斷增大，這時燃?xì)廨啓C(jī)的出力和效率都會收到影響。燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電能力和發(fā)電效率與環(huán)境溫度息息相關(guān)，溫度越高，發(fā)電能力和效率就會越低。而夏季的環(huán)境溫度較高，此時正是用電的高峰，這就造成了用電高峰的時候，燃?xì)廨啓C(jī)效率處于低谷的矛盾，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性受到很大的影響。針對這一問題，可以對壓氣機(jī)的入口空氣進(jìn)行冷卻降溫，從而有效的提升燃?xì)廨啓C(jī)的性能。根據(jù)制冷驅(qū)動源的不同，入口空氣冷卻方式可分為蒸發(fā)冷卻、電制冷機(jī)冷卻、吸收機(jī)制冷及蓄能冷卻等。

水的蒸發(fā)能夠迅速帶走大量的熱量，蒸發(fā)冷卻正是采用這一原理，向壓氣機(jī)的入口噴射水霧，從而確保壓氣機(jī)入口保持在較低的溫度。實踐經(jīng)驗表明，在發(fā)電容量一定的前提下，通過加裝冷卻系統(tǒng)來降低壓氣機(jī)入口溫度具有較高的經(jīng)濟(jì)性。因此，燃?xì)怆姀S應(yīng)該根據(jù)自身的實際情況對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造和升級，從而實現(xiàn)提高效率，節(jié)能減排。

（三）壓氣機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)反吹掃

在壓氣機(jī)的入口都安裝了進(jìn)氣過濾系統(tǒng)，從而防止雜物被吸入，保證空氣的純凈。當(dāng)入口的濾網(wǎng)由于長期雜物污染或者在冬季結(jié)霜時，就會導(dǎo)致進(jìn)氣不足，壓氣機(jī)壓力降低，燃?xì)廨啓C(jī)的出力和效率會受到很大損失。為了確保壓氣機(jī)進(jìn)氣通常，應(yīng)該定期通過脈沖空氣自動反吹掃系統(tǒng)對進(jìn)氣濾網(wǎng)表面進(jìn)行清理。根據(jù)實踐經(jīng)驗，定期對壓氣機(jī)進(jìn)氣口濾網(wǎng)進(jìn)行清理，能夠有效降低氣壓損失，確保燃?xì)廨啓C(jī)的出力和效率維持在正常水平。對于維護(hù)燃機(jī)的性能，脈沖空氣自動反吹掃系統(tǒng)不可缺少，其重要性是顯而易見的。

三、給水泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

作為燃?xì)獍l(fā)電廠中最大的輔機(jī)之一，給水泵的能耗十分巨大。發(fā)電機(jī)組容量越高，給水泵的能耗也隨之提高。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，當(dāng)前國內(nèi)燃?xì)怆姀S在很大程度上存在給水泵能耗高和效率低的問題，對電廠的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，要實現(xiàn)燃?xì)怆姀S的節(jié)能減排，必須采取相應(yīng)的措施提升給水泵的運(yùn)行效率。當(dāng)前，燃?xì)怆姀S主要使用定速泵和調(diào)速泵兩種鍋爐給水泵。定速泵在機(jī)組滿負(fù)荷時具有較高的效率，在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的時候，需要降低鍋爐的給水壓力，從而確保鍋爐內(nèi)部給水量和蒸汽量的平衡。由于定速泵出水壓力不會發(fā)生變化，因此需要在管道上增加節(jié)流閥或旁路運(yùn)行以降低母管壓力。對于調(diào)速泵來說，可以通過調(diào)整轉(zhuǎn)速來改變出水口的壓力大小。實踐表明：相對于定速泵來說，調(diào)速泵在水流量降低到原來的一半時，對于電能的消耗也相應(yīng)的減少50%。在燃?xì)怆姀S的實際生產(chǎn)過程當(dāng)中，一般同時采用定速泵和調(diào)速泵相結(jié)合的方式，從而達(dá)到最佳的運(yùn)行效率。

（一）定速泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

1）選用合適的流量裕量和水泵揚(yáng)程。定速泵采用過大的裕量是沒有益處的，對于多級泵的過大裕量，可以考慮拆除多余的葉輪級。

2）選用額定功率匹配的電動機(jī)。電動機(jī)的選擇對于運(yùn)行效率具有直接的影響。應(yīng)該根據(jù)發(fā)電運(yùn)行的實際情況選擇功率合適的電動機(jī)，從而保證電機(jī)的輸出功率達(dá)到最佳，從而最大限度避免電能的浪費(fèi)。

3）水泵運(yùn)行時長的控制。在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組冷啟動的過程當(dāng)中，有相當(dāng)長的一個階段之內(nèi)由于鍋爐水受熱膨脹導(dǎo)致水位上漲，這個時候沒有必要給水。因此在適當(dāng)?shù)臅r候啟動水泵對鍋爐進(jìn)行補(bǔ)水能夠有效節(jié)省電能。

（二）液耦式調(diào)速泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

液力耦合器在水泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行當(dāng)中發(fā)揮著十分重要的作用，能夠根據(jù)機(jī)組負(fù)荷的大小及時調(diào)整水泵的出力大小，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷降低時可以使水泵出力明顯降低，從而達(dá)到節(jié)能減排的作用。在實際使用過程當(dāng)中應(yīng)該保證給水量足夠的前天之下，使水泵能夠較長的時間運(yùn)行在低功率狀態(tài)，從而實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。

四、余熱鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

顧名思義，余熱鍋爐就是將工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中產(chǎn)生的廢氣、廢液中的余熱以及其它可燃物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的熱量用于水的加熱，通過對工業(yè)過程余熱的回收，生產(chǎn)熱水或者蒸汽供給其它工業(yè)過程使用，也被稱為熱回收蒸汽發(fā)生器。燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)之一，作為燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的重要組成部分，隨著燃機(jī)余熱鍋爐，英文簡寫為HRSG，技術(shù)的不斷成熟和完善，其在節(jié)能和環(huán)保方面具有優(yōu)勢不斷凸顯，被公認(rèn)為21世紀(jì)最有前途的發(fā)電技術(shù)之一。其主要工作原理是通過布置大量的換熱管來吸收燃機(jī)排氣的余熱，產(chǎn)生蒸汽供汽輪機(jī)發(fā)電或作為供熱及其他工業(yè)用汽。通過對鍋爐工藝流程的設(shè)計，使之產(chǎn)生多個壓力級的蒸汽，實現(xiàn)余熱的梯級利用，盡可能的降低煙囪排煙溫度，將廢氣中的熱量充分利用，盡可能的提高余熱鍋爐的運(yùn)行效率。

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