淺論火電廠主要環(huán)節(jié)中的節(jié)能控制與監(jiān)督管理

回成祥HUI Cheng-xiang

（遵化電廠，遵化 064200）

0 引言

火電廠作為電力系統(tǒng)的主要組成部分，隨著供電體制改革以及競價上網(wǎng)制度的推行，同時由于環(huán)境保護的嚴格要求，火電廠都在進行生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的能耗降低和成本控制[1]?；鹆Πl(fā)電廠增加了對脫硫與除塵裝置的投資，已經(jīng)超過了環(huán)保的標準，同時又提高了發(fā)電能耗，所以火力發(fā)電廠的節(jié)能工作十分繁重和迫切。生產(chǎn)節(jié)能需要應(yīng)用各類新工藝、新技術(shù)和新管理，通過工藝提升和技術(shù)應(yīng)用，加強資源調(diào)配和管理控制，實現(xiàn)節(jié)能的目的。

1 火電廠節(jié)能的重要意義

由于社會主義市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，火力發(fā)電廠的節(jié)能資金極大地改變了我國初級產(chǎn)品市場的供求格局，資源價格對我國經(jīng)濟社會發(fā)展的約束作用日益明顯。因此，節(jié)約能源已被視為與煤炭、石油、天然氣和電力同等重要的“第五能源”，火電廠作為重點用能單位開展節(jié)能工作責(zé)無旁貸[2]。另一方面，電力體制改革實施了廠網(wǎng)分家、競價上網(wǎng)，煤、油價格日趨上漲，環(huán)保治理、排污收費增加等，也對火電廠如何減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各項損失、降低煤耗提出了更高要求。為了在社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展環(huán)境中生存和發(fā)展，迫切需要將先進的節(jié)電技術(shù)應(yīng)用到火電廠，完善節(jié)電管理機制。

2 對火電廠生產(chǎn)過程中能量損耗的節(jié)能控制

火力發(fā)電廠的主要生產(chǎn)流程，可粗略分為：燃料的入廠和入爐、供熱量處理、煤粉鍋爐制造、燃料鍋爐發(fā)展和燃燒，以及蒸汽的生產(chǎn)和消耗、汽輪機組設(shè)計和動力輸送等。

由圖1可以表明，在發(fā)電過程中的任何一種重點生產(chǎn)環(huán)節(jié)中均產(chǎn)生了能量消耗的問題，但若企業(yè)可以自覺地采取合理的科學(xué)技術(shù)措施與管理手段，使生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中的能源消耗水平得以合理地調(diào)節(jié)，從而盡力地減少重點生產(chǎn)過程中所能夠減少的能量耗費，就可以切實地實現(xiàn)節(jié)電的目的。

圖1 發(fā)電廠熱力循環(huán)

2.1 入廠和入爐燃料的節(jié)能控制

一般來講，燃料占發(fā)電成本約為70%左右。如果燃煤質(zhì)好價優(yōu)，則鍋爐燃燒穩(wěn)定、效率高，機組帶得起負荷，不但能夠減少燃料的消耗量，更有利于節(jié)省發(fā)電成本；但一旦燃料質(zhì)次價過高，則鍋爐的燃燒穩(wěn)定性會較差，燃料質(zhì)量降低，同時鍋爐本身以及附屬設(shè)施維護修理費用會大幅提高，顯然對成本是非常不利的。由此我們知道，進廠與入爐能源費用的合理控制也是電廠節(jié)能工作的重點，這一環(huán)節(jié)的合理控制，將在很大程度上制約著其后各個生產(chǎn)過程中的能源消耗。

由圖2得知，火電廠的能源供應(yīng)需要經(jīng)歷諸如生產(chǎn)、檢驗、配煤、儲存，以及廠內(nèi)運輸?shù)葞讉€階段，而后再送到鍋爐燃燒。所以，對燃煤的質(zhì)與量的管理應(yīng)在每一流程中都應(yīng)該落到實處。

圖2 燃煤運輸管理流程

為了保證企業(yè)燃煤質(zhì)量，在質(zhì)量驗收過程中，一般會采用稱重、取樣、檢驗等操作的三級管理，有效地掌握了入廠及入爐煤炭的質(zhì)量。此外，企業(yè)還設(shè)立了由多名負責(zé)人和員工組成的煤炭質(zhì)量控制機構(gòu)。該機構(gòu)的各級成員是監(jiān)督員、煤炭計量和檢驗、自動和手動取樣、定期盤點、混合和燃燒校準，以監(jiān)督和協(xié)調(diào)各自的職責(zé)，有效地實現(xiàn)節(jié)能監(jiān)督的效果。此外，還進一步改進了對測量儀器的準確度和量熱值差的評估，并進行了有效的節(jié)約管理。

2.2 制粉單耗、煤粉細度和鍋爐燃燒的節(jié)能控制

①制粉系統(tǒng)的功耗約占電廠功耗的25%。在保證制粉系統(tǒng)出力和控制合理煤粉細度的前提下，降低制粉系統(tǒng)的單耗是重要的節(jié)能途徑之一。

考慮到安全燃燒和運行經(jīng)濟性，在控制磨煤機出口瓦溫不超限的前提下，應(yīng)根據(jù)煤質(zhì)情況，盡量維持磨煤機出口較高的熱風(fēng)溫度，保證足夠的干燥風(fēng)量；在具有大負壓的棒膠束裝置中，對于雙入口和雙出口直接注射模具制造設(shè)備，能夠適當(dāng)減少系統(tǒng)的漏氣，保持大的通風(fēng)流量，合理打開再循環(huán)擋板，減少第三次風(fēng)力，確保通過ADSL過濾器和電話計算機分離器返回粉末的管道不堵塞，提高了小碎屑的均勻性和煤的小顆粒尺寸的均勻性，這就要求保證合理的密封，防止粉體密封和粉體運行的平均風(fēng)壓計算，確保磨煤機合理的料位和適當(dāng)?shù)拿罕取?/p>

此外，在球磨過程中，鋼球隨時間補充和更換，并及時根據(jù)煤種變化調(diào)整分離器擋板，控制煤粉細度。

如果熱發(fā)生器的輸出和過剩過大，則更換適當(dāng)?shù)娜~輪，以減少不必要的節(jié)流損失，以及改造粗、細粉分離器，提高分離效率等都是有效的控制制粉電耗的節(jié)能手段，可以合理調(diào)整粉絲的電力成本。

在生產(chǎn)棒狀膠束的電力成本節(jié)能評估中，將煤粉鍋爐、有害灰分等有害物質(zhì)凈化為平行評估標準，避免公司在交接班期間頻繁啟動和停止棒狀膠束生產(chǎn)系統(tǒng)的不正當(dāng)競爭。

②鍋爐燃燒的節(jié)能控制。電站鍋爐是最大的燃料能源消耗設(shè)備。鍋爐燃燒過程中燃油的能量損失主要是排煙損失、機械不完全燃燒損失、化學(xué)不完全燃燒損失、散熱損失和灰分物理損失。本文主要描述了燃氣和水能進入鍋爐后的能量變化和消耗過程，如圖3。

圖3 燃料、水的消耗和鍋爐燃燒

鍋爐溫度工作過程中，一次風(fēng)溫度升高，二次風(fēng)速度降低，二次風(fēng)速度降低，煤粉鍋爐溫度升高，煤粉鍋爐轉(zhuǎn)動強度改變，煤粉細度降低，氧氣調(diào)節(jié)，并進行了配風(fēng)調(diào)整。這是一種節(jié)能控制策略，可以改進棒式膠束等工作方法，減少煤炭飾面，尤其是空氣預(yù)熱器的通風(fēng)，減少呼吸器和空氣預(yù)熱器的積灰，減少各種損失。其中，主要節(jié)能控制參數(shù)為省煤器出口氧含量、熱損失溫度和飛灰含碳量。

在需要焚燒的煤種發(fā)生變化的情況下，可以提高燃料鍋爐的運行效果，并采取減少煤耗的措施，如點火器的轉(zhuǎn)換、點火區(qū)域內(nèi)的火焰保護區(qū)域面積、混合煤燃燒模式等[3]。例如，在我省的一個電廠，最初設(shè)計用于燃燒稀煤和煙煤混合煤的1025t/h燃煤鍋爐不受鍋爐燃燒溫度高和再熱蒸汽溫度低的控制，但在安裝和運行時沒有安裝在燃燒帶中，但無法改善設(shè)計煤種的供應(yīng)。以貧煤為主要燃料燃燒時，增加100m2高溫燃燒區(qū)，可提高鍋爐燃燒溫升和燃燒穩(wěn)定能力。由于鍋爐水溫可控制在145MW至300MW范圍內(nèi)，并可保持在較高的高爐溫度，因此鍋爐燃燒溫升的預(yù)熱效率保持較高，以解決鍋爐燃燒溫升和排氣時再熱蒸汽溫升較低的問題。達到良好的節(jié)電效果。

在鍋爐燃燒過程中，點火助燃器的能耗是節(jié)能控制的關(guān)鍵?？刂迫剂腺|(zhì)量是合理設(shè)置發(fā)電機組啟停方式、提高發(fā)電機組檢修效率、降低燃料啟動鍋爐及設(shè)備搶修調(diào)度頻率、自動啟停、節(jié)約燃料、提高運行水平的重要措施[4]。此外，使用節(jié)能油槍有利于減少燃煤鍋爐啟動、停機和低負荷運行時發(fā)動機和燃燒燃料的消耗。

2.3 主要蒸汽參數(shù)的節(jié)能控制

蒸汽壓力和溫度是蒸汽質(zhì)量的主要指標。例如，當(dāng)蒸汽壓力低時，外部壓力不變，但蒸汽消耗增加，碳消耗增加。當(dāng)壓力過低時，渦輪可以降低負載。

一般來說，當(dāng)空氣壓力小于標稱值5%時，渦輪的蒸汽消耗量增加約1%。使用超高壓技術(shù)的亞臨界壓力單元的蒸汽消耗增加了約1.3~1.5，投資過熱溫度每降低10°C，循環(huán)熱效應(yīng)就減少了約0.3%。因此，在工作時必須盡可能地在預(yù)定區(qū)域內(nèi)調(diào)節(jié)壓力和蒸汽溫度。

運行時，空氣壓力主要由蒸發(fā)控制，平衡高壓鍋爐的蒸發(fā)和渦輪負載，滿足單元負載的變化。蒸汽溫度控制主要通過燃燒控制來實現(xiàn)，但是也可以使用其他方法作為輔助裝置。

在過熱系統(tǒng)中，在一定的壓力模式下，加熱問題導(dǎo)致過熱溫度上升，冷卻方式采用供水方式時，節(jié)能裝置的水減少，煙氣溫度和煙氣損失增加。

在加熱系統(tǒng)中，負荷一定時，向加熱裝置的噴水降溫后，加熱中的蒸汽壓力頭損失和渦輪低壓汽缸的蒸汽流量增加，高壓汽缸的電力降低，高壓汽缸的蒸汽流量降低，導(dǎo)致高壓蒸汽的低溫蒸發(fā)和旋轉(zhuǎn)，必然降低整個單元的經(jīng)濟性。一般來說，超高壓發(fā)電單元的熱循環(huán)效率每降低1%的加熱蒸氣溫度（鍋爐蒸發(fā)量的1%）就下降0.1~0.2。因此，加熱蒸氣的溫度可以主要通過使火焰噴嘴和煙氣噴嘴振動來控制。

2.4 汽輪發(fā)電機組運行的節(jié)能控制

渦輪運轉(zhuǎn)的功率損失主要是相位損失，對應(yīng)的冷源損失發(fā)生在渦輪排氣過程中。描述渦輪效率的最重要數(shù)據(jù)是蒸汽消耗和單位熱消耗。主要說明進入鍋爐的水的吸熱、蒸發(fā)、工作、冷卻能力的變化和影響。

渦輪節(jié)能技術(shù)改造措施主要有：通流段技術(shù)改造、蒸汽密封及蒸汽密封系統(tǒng)技術(shù)改造、中低轉(zhuǎn)子延在軸方向、抽油結(jié)構(gòu)改善、渦輪油污染防治等。防止斷油和布什燃燒技術(shù)、發(fā)電機振動狀態(tài)的改善、變速系統(tǒng)的改善等。

在運行管理和維護方面，要注意單元最大真空速度的管理和提高。確保河邊水泵室設(shè)備正常運行，提高機組換熱水質(zhì)：確保橡膠球清洗設(shè)備安全運行，提高橡膠球接收率。合理調(diào)整循環(huán)器的工作空間，定期清洗冷凝器的零點和五面。渦輪熱消耗過高，要做好節(jié)能檢測和分析，定期檢查高壓汽缸和中壓汽缸的熱效率，同時監(jiān)測單元閥內(nèi)部泄漏。

2.5 火電機組主要輔機設(shè)備的節(jié)能控制

發(fā)電站的電力使用量約占總生產(chǎn)單位能力的5%-10%，除磨礦系統(tǒng)外，火力發(fā)電廠的主要輔助設(shè)備，例如泵、風(fēng)機等的電力使用量約占全廠電力使用量的70%-80%。泵和風(fēng)扇的節(jié)電水平主要體現(xiàn)在電力使用量上。

水泵和風(fēng)機的節(jié)能關(guān)系到消費是否過多，以及風(fēng)機與管網(wǎng)是否兼容。但是，在水力發(fā)電站的建設(shè)中，管網(wǎng)的電阻值的正確測量和計算是困難的，由于難以考慮長期運行中可能發(fā)生的完全不同的問題，所以系統(tǒng)的最大流量和儲存量的余量通常被視為所選擇的設(shè)備型號的設(shè)計值。泵和風(fēng)機的類型和系列非常有限，所以如果選擇有不滿的模型，大多必須依賴大型模型。這樣，水力發(fā)電站的高壓鍋爐等輔助設(shè)備的總?cè)萘亢痛髿鈮河嘣６?，特別是送風(fēng)泵、空氣控制泵、一次風(fēng)機和粉末洗凈器的總?cè)萘亢痛髿鈮河嘣６冗_到20-30很常見。

因為泵和風(fēng)扇的組裝很難，所以要求精度，很多都很貴。在行動中代替那些既不現(xiàn)實也不經(jīng)濟。因此，主輔助設(shè)備的選擇和配置是最重要的節(jié)能控制點。因此，施工初期需要對各方面進行檢查。另外，所有輔助機器的速度和驅(qū)動轉(zhuǎn)換也是一般的節(jié)能方式。另外，發(fā)電站和其他輔助設(shè)備中，由泵和風(fēng)機產(chǎn)生的發(fā)動機容量大部分幾乎不變，只要啟動和使用，設(shè)備的單價幾乎不變，所以在通常情況下，啟動和停止的調(diào)節(jié)是這種設(shè)備節(jié)能的主要手段。

2.6 火電廠用水的節(jié)能控制

火電廠的節(jié)水工作其實也是節(jié)能工作的一部分，經(jīng)統(tǒng)計分析，鍋爐補水率升高1%，供電煤耗大約要增加3g/kWh。火電廠的節(jié)水指標主要是機組補水率，它是指在發(fā)電機組運行中補充到鍋爐、汽機等設(shè)備中的除鹽水與鍋爐總蒸發(fā)量的比值。機組補水率是一個比較大的指標，它包含了鍋爐排污率、鍋爐蒸汽使用率、汽機汽水損失率、機組排水損失率（啟動環(huán)節(jié)）等。

目前循環(huán)水處理方法較多，主要與酸性降低堿度加阻垢劑阻垢緩蝕劑，以防止腐蝕，和殺菌劑防止微生物粘泥，再加入水或弱酸處理相鄰的流法，石灰處理降低碳酸鹽硬度等，其目的是為了保證水安全的前提下，盡量提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)，減少污水。近年來，高效阻垢緩蝕劑的開發(fā)，大大提高了循環(huán)水的防垢和防腐蝕性能，從而提高濃度比減少排放創(chuàng)造條件。

3 火電廠生產(chǎn)節(jié)能監(jiān)督管理

①火電廠內(nèi)設(shè)立了節(jié)電管理監(jiān)察管制組，負責(zé)人一般由總工程師兼任，并設(shè)有生產(chǎn)節(jié)電管理工作的領(lǐng)導(dǎo)小組，負責(zé)統(tǒng)籌、管理和督促所有的生產(chǎn)節(jié)電管理工作。通過領(lǐng)先的科技，合理優(yōu)化的工藝流程，改善設(shè)備運轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)和操作方法，提高對廢水的回用，從而降低了發(fā)電的資源損耗率。生產(chǎn)節(jié)電管制組定期舉行工作，對落實情況進行檢驗，同時還對生產(chǎn)資源的使用技能和方法進行了宣傳教育，采取設(shè)立節(jié)電管理專欄的形式，加強用生產(chǎn)節(jié)電的宣傳力度，并提出了相應(yīng)的懲罰辦法，遏制了生產(chǎn)資源浪費情況，引導(dǎo)企業(yè)節(jié)水節(jié)電，從而增加了全員參與的積極程度。開展生產(chǎn)節(jié)約管理知識講座，以增強發(fā)電廠員工的生產(chǎn)節(jié)約意識，加大對節(jié)約生產(chǎn)資源方法的教育，提高生產(chǎn)管理人員的資源節(jié)約意識。

②定時完成測量儀器的校準，保證用水用電測量的精度。對水表進行定時校準，特別是對淡水泵站的關(guān)口水表，應(yīng)加大檢測力量，以提高測量的安全性和精度。同時要搞好電能計算和煤分析等基礎(chǔ)測量項目，并強化對檢測裝置、計量設(shè)施的監(jiān)督管理。

③加強節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新，運用新科技，創(chuàng)新管理。在低溫再熱器上擴大了受熱面積，并完成了對鍋爐低溫的再熱器技術(shù)改造，以進一步提高機組的循環(huán)熱效率。分析研究燃燒的優(yōu)化運行方案，加強對燃燒運行等專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和研究。提高運行人員的從業(yè)水平和勝任能力，保持崗位的配合，杜絕操作失誤，減少生產(chǎn)事故。

4 結(jié)束語

節(jié)能是目前各行各業(yè)發(fā)展的主題，也是火電廠永續(xù)經(jīng)營的必要手段。生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的節(jié)能控制是貫穿于生產(chǎn)的全過程中的，從燃料輸入到發(fā)電上網(wǎng)，其中每個環(huán)節(jié)都需要進行節(jié)能改善，才能實現(xiàn)對火電廠節(jié)能的效果。通過組織監(jiān)督和技術(shù)檢測，將節(jié)能真正落實到位。