中小型熱電聯(lián)產(chǎn)機組節(jié)能減排措施及應(yīng)用

粟慧

摘 要：熱電聯(lián)產(chǎn)，又稱為熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)，即將燃料化學轉(zhuǎn)變成熱能，實現(xiàn)發(fā)電，并將汽輪機中做了功的熱能，堅持按質(zhì)利用熱能的原則，對外供熱，達到熱盡其用的目的。由于近年來國內(nèi)不可再生資源開采度不斷減少與環(huán)境惡化，直接影響到人們賴以生存的環(huán)境，因此發(fā)展電力建設(shè)，對電熱聯(lián)產(chǎn)狀況加以改善，已經(jīng)成為國內(nèi)節(jié)能減排的重要舉措。本文主要研究中小型熱電聯(lián)產(chǎn)機組節(jié)能減排措施及應(yīng)用，以供參考完善。

關(guān)鍵詞：中小型熱電聯(lián)產(chǎn)機組；節(jié)能減排措施；應(yīng)用

中圖分類號：TM611 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）11-0186-01

在中國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的過程中，熱電聯(lián)產(chǎn)作為世界公認的節(jié)能有效措施，以顯著的節(jié)能效用與環(huán)保效應(yīng)，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，得到穩(wěn)定發(fā)展，并且在發(fā)展清潔能源，改善人民的生活條件，推進能源和環(huán)境的和諧發(fā)展，改變供熱情況與動機環(huán)境質(zhì)量方面，發(fā)揮了越來越重要作用，因此加強對熱電聯(lián)產(chǎn)機組節(jié)能減排措施及應(yīng)用具有重要意義。

1 熱電聯(lián)產(chǎn)機制集中供熱的發(fā)展

熱電聯(lián)產(chǎn)機組作為電能和熱能生產(chǎn)為一體的工藝過程，即同一發(fā)電廠不僅能生產(chǎn)電能，也可通過汽輪發(fā)電機做過功的蒸汽對用戶供熱。與僅生產(chǎn)電能和熱能的方式相比，熱電聯(lián)產(chǎn)能夠?qū)嵝试黾拥?5%，有效節(jié)約了燃料，達到節(jié)能降耗的目的，是能源節(jié)能和合理利用的有效舉措與技術(shù)手段，已經(jīng)得到全世界能源行業(yè)專家的認可與國家法律政策的支持，體現(xiàn)了社會物質(zhì)文明與精神文明的進步。據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，國內(nèi)采用集中供熱設(shè)施的城市約占50%，其中北方城市集中供熱普及率占35%，南方城市供熱普及率為15%，明顯北方高于南方。在類型不同的集中供熱方式中，熱電聯(lián)產(chǎn)供熱達到63%，鍋爐房供熱為37%，近年來國家及政府相繼出臺了一些列與熱電聯(lián)產(chǎn)供熱相關(guān)的政策措施，尤其是在國家生態(tài)環(huán)境惡化和能源開采緊缺的背景下，減少能源消耗、降低排放量，提升能源使用率，已經(jīng)成為各地區(qū)經(jīng)濟區(qū)域發(fā)展必須考慮考慮的問題[1]。

2 熱電聯(lián)產(chǎn)機組節(jié)能減排措施應(yīng)用的優(yōu)點

2.1 降低煤的污染物排放量

煤炭與石油、天然氣等能源相比，在使用的過程中會排放大量的二氧化碳、氮氧化物與煙塵等有毒物質(zhì)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，在國內(nèi)的大氣污染中，80%的煙塵污染、87%的二氧化碳污染和67%的氮氧化物都是來源于煤的燃燒，而熱電聯(lián)產(chǎn)的應(yīng)用有利于提高煤的熱效率，減少能源消耗，在同一電能與熱能的對外供應(yīng)過程中有效降低燃煤量，讓污染排放下降，改善大氣污染質(zhì)量。例如某城市供熱設(shè)置許多小型、分散的鍋爐房，由于經(jīng)濟與技術(shù)限制，許多小型鍋爐設(shè)備無相關(guān)除塵設(shè)備，或者是引進設(shè)備未達標，使得排放源與污染物排放量大大增加，為響應(yīng)國家號召，滿足國家污染排放標準，對部分供熱設(shè)備進行改造，并引進單機容量為200萬M和300萬M的熱電聯(lián)產(chǎn)機組，有效減少了煙塵、氮氧化物和二氧化硫等污染物排放量。

2.2 降低能耗

某火電廠未改造前，由于汽輪機冷源損失，導致火電廠效率在41%～45%內(nèi)，造成能源浪費，而在將該火電廠改造為熱電廠后，該廠三大主機：發(fā)電機、鍋爐和汽輪機中，發(fā)電機效率最高達到99%，鍋爐達到94.8%，汽輪機達到90%，熱電廠總熱效率為85%。在對外供熱上熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用的是做了功的蒸汽，合理運用發(fā)電廠的冷源損失，提升了熱效應(yīng)，效率可上升到80%[2]。例如某電廠單機容量為300MW的熱電聯(lián)產(chǎn)機組在使用的過程中，全年供熱量305.59萬GJ，鍋爐房噸蒸汽熱值2.841GJ/t，平均壓力0.75MPa，溫度200℃，鍋爐房供汽量是107.57萬噸，每噸標準煤發(fā)熱量7000大卡/kg，噸標準煤產(chǎn)生熱量是29.26GJ。而根據(jù)一般小鍋爐房的平均熱效率60%來計算，鍋爐噸標準煤產(chǎn)生熱量是17.56GJ，折合蒸汽6.1795t，折合鍋爐噸標準煤耗161.83kg。由此可以看出熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱與小鍋爐房分散供熱相比，有效減少了煤燃料的使用量，充分發(fā)揮燃料使用率。

3 中小型熱電聯(lián)產(chǎn)機組節(jié)能減排措施及應(yīng)用

某公司在生產(chǎn)中引入生產(chǎn)技術(shù)與專用設(shè)備，其中熱電站已有的4臺國產(chǎn)鏈條鍋爐、3臺國產(chǎn)汽輪機，這些設(shè)備經(jīng)過成功改造后，能源消耗得到有效降低。但是由于近年來煤價和電價波動關(guān)聯(lián)性影響到成本控制，導致煤炭價格上升，該公司自備熱電站的生產(chǎn)成本也在增加，因此通過應(yīng)用熱電聯(lián)產(chǎn)機組節(jié)能減排措施，對改善與推進該廠自備熱電站的節(jié)能減排工作具有重要意義。

3.1 建立適用的鍋爐和汽機經(jīng)濟運行節(jié)能管理應(yīng)用模型

為了有效應(yīng)對煤價上漲與季節(jié)性電價波動關(guān)聯(lián)性影響成本因素，需要做好鍋爐和汽機運行節(jié)能工藝優(yōu)化改進工藝試驗，根據(jù)試驗結(jié)果與統(tǒng)計對各種運行方式的產(chǎn)汽量、壓力、毛煤消耗、蒸汽溫度和外購電量等生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析研究，實施煤價和電價聯(lián)動管理，引導鍋爐和汽機節(jié)能經(jīng)濟運行方式的優(yōu)化調(diào)整，創(chuàng)新經(jīng)濟運行節(jié)能管理固定模式。例如在熱電聯(lián)產(chǎn)機組節(jié)能應(yīng)用中，為優(yōu)化機組工藝，需要建立適用的鍋爐和汽機經(jīng)濟運行節(jié)能管理應(yīng)用模型，監(jiān)測到不含稅煤價的6000KW抽凝機發(fā)電經(jīng)濟平衡點為737元，因此必須停運該設(shè)備，引進1500KW背壓式汽輪機，確定日后鍋爐運行的標準經(jīng)濟運行模式，長時間堅持該模式運行，根據(jù)年節(jié)約綜合能源成本計算，每年節(jié)約成本為6647015元。

3.2 改造鍋爐分層給煤加裝混煤器

鏈條爐燃燒效率取決于鍋爐爐排上煤層的平整性、大小顆粒，因此在實施熱電聯(lián)產(chǎn)機組節(jié)能減排措施時，為了改善鍋爐燃燒情況，提升鍋爐燃燒效率，降低爐渣含碳量，為鍋爐燃燒創(chuàng)造條件，需要改造鍋爐分層給煤加裝混煤器，改造三輥分層給煤裝置，有效解決爐排大小顆粒分布不勻稱和上煤層不平整等問題，讓爐渣含碳量得到有效控制，避免爐渣在燃燒過程中發(fā)生“火口”、“黑帶”[3]。

3.3 改造鍋爐放灰通道

考慮到鍋爐放灰翻板關(guān)閉不緊密，放灰通道出口在高負壓區(qū)域，導致積灰不能沉積在尾部積灰室有效阻隔煙氣，部分高溫煙氣沒有和對流管束、空氣預(yù)熱器和省煤器對流換熱，只能借助尾部積灰室沉積通道出口的尾部煙道排放大氣，導致排煙溫度高于正常排煙溫度，達到220℃，使得鍋爐熱效率下降，針對上述問題，需要對放灰通道出口進行改造，安裝在鍋爐尾部渣坑，及時恢復(fù)放灰翻板的放灰功能，并封死原放灰通道，試驗結(jié)果表明應(yīng)用效果良好，有效提升了鍋爐的設(shè)計熱效率。

3.4 改造吹灰器

公司引進的部分鍋爐屬于角管式鍋爐，只是將壓縮空氣吹灰器安裝在一二級過熱器受熱面。但是因吹灰管過長，噴嘴多，壓縮空氣壓降較大，吹灰管末端不能有效壓縮空氣，只是吹掉吹灰器附近管子表面的浮灰，不能徹底將黏附于管子上的灰垢清除，加上吹灰器長期保持在高溫煙氣區(qū)狀態(tài)，會出現(xiàn)變形問題，造成減速機損壞，不能旋轉(zhuǎn)吹灰。并且灰粒導熱系數(shù)較小，在對流受熱面積灰，增加熱阻，破壞了傳熱系統(tǒng)不能及時冷卻煙氣，導致排煙溫度上升而引起鍋爐熱效率下降，這時需要及時改造鍋爐吹灰機的受熱面，在受熱面安裝聲波清灰器，配備單獨的空氣電磁閥，由獨立控制器實施吹灰控制。此外，為了解決冷源損失問題，還需將原機組后汽封、凝汽器和凝結(jié)水泵等輔助設(shè)備拆除，將中間隔板改造成后汽封，主抽改造為抽漏氣，實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，熱電聯(lián)查機組充分發(fā)揮科技生產(chǎn)力的作用，通過先進的技術(shù)與設(shè)備建立適用的鍋爐和汽機經(jīng)濟運行節(jié)能管理應(yīng)用模型，改造鍋爐分層給煤加裝混煤器、鍋爐放灰通道、吹灰機和汽機，有效優(yōu)化整合能源結(jié)構(gòu)，節(jié)約能源消耗，降低污染物排放量，提升了能源使用率，是節(jié)能減排措施及應(yīng)用的主要技術(shù)支撐，在國民經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮越來越重要作用，有利于推動經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，具有良好的發(fā)展前景。

參考文獻

[1]張磊洋.試論熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，（5）：130-130.

[2]鄒德佳.熱電聯(lián)產(chǎn)機組集中供熱在節(jié)能減排中的作用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，（10）：176-176.

[3]劉家君.論熱電聯(lián)產(chǎn)推動企業(yè)節(jié)能減排的對策及措施[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014，（33）：939-939.

[4]田江濤，李燕.淺談熱電聯(lián)產(chǎn)機組集中供熱在節(jié)能減排中的作用[J].工程技術(shù)：全文版，2016，（11）：202-202.