浅析火力发电热力系统节能的改进措施

浅析火力发电热力系统节能的改进措施

庄雪

(江苏徐塘发电有限责任公司江苏徐州221300)

摘要：电力生产作为推动当今经济发展的主力军，在生产生活中得到了广泛应用，当前我国电力主要通过火力发电实现。火力发电需要用到煤炭等一次性能源，不仅消耗了大量有限资源，更对环境造成了严重污染。因此我们在推进火力发电的同时更要注重其带来的危害，通过创新一系列节能技术以减少对资源的消耗、降低对环境的污染。本文对火力发电实施节能技术的必要性和热力系统的经济指标进行分析，针对性地提出了一系列节能改进措施。

关键词：火力发电；热力系统；节能；改进措施

目前我国电能的主要来源途径是通过火电厂燃烧煤炭，然后用其产生的蒸汽带动机器旋转从而进行发电。这种发电方式会对资源和环境带来严重的破坏，因此要想实现可持续发展的战略目标，就必须对火力发电厂热力系统的节能措施进行分析，并将其应用在实际发电过程中。

一、对火力发电热力系统进行节能改革的必要性

1.1能够实现发电厂的可持续发展

一是在热力系统中应用有效节能技术能够降低在发电过程中对煤炭等有限资源的使用，通过各种优化和调整措施降低生产投入的各项使用和损耗；二是对热力系统的节能改进并不要求发电厂要大量改进和更换发电机器，而是在原有机器的基础上提高生产效率并降低发电所带来的负效应，这样一来就能有效减少发电厂的管理成本；三是能够降低对环境的污染，并减少对发电厂周围居民的干扰，从而实现发电厂和整个社会的可持续发展。[3]

1.2有效降低工作人员的工作量

大部分火力发电厂在发展过程中过度追求直接经济效益，忽略了由节能改进和技术升级所带来的间接经济效益。通过节能技术的创新可以使热力系统的设计更合理，能够有效减少原有系统中不规范操作所带来的能源消耗。对热力系统进行节能改进实质上是减少系统运行的各种不必要以及不合理的生产过程，从而降低工作人员的无效或低效工作量，使有效的劳动力资源的到充分、高效的利用。

1.3降低发电过程的生产成本

通过最少的成本实现利益最大化是一切企业的主要经营目标，火力发电厂作为盈利企业同样将其作为发展目标。通过对热力系统的升级改造能够有效降低火力发电过程中的各项能源损耗，如此一来，生产成本降低就能直接使利润增加。火电厂可以通过对现有设备进行技术升级、加大对能源消耗较多的生产过程的监督以及引进高生产效率的辅助设备等措施，实现节能改造的目标。

二、衡量热力系统效率的各项指标

2.1热耗率

热耗率是发电厂每生产1度电所消耗的热量，其单位是KJ/KW.h，计算公式是：

Q=3600/(ηiηgηm),其中ηi表示汽轮机循环装置的效率；ηg表示发电机的效率；ηm表示机械效率；Q表示锅炉吸收的热量。[2]

因此，这就要求工作人员全面掌握发电过程中机器释放的热量，除此之外还要知道在发电时锅炉等热力系统所吸收的热量。注意数据的采集应建立在实际情况的基础上，并且保证所采集的数据是在发电系统和热力系统平稳工作的情况下产生的，从而保证计算数据的说服力和代表性，同时这也说明汽轮机发电的热经济性是决定热耗率的主要因素。

2.2标准煤耗率

一般来说标准煤耗率的指标有供电标准煤耗率和发电标准煤耗率两种，无论使用哪一种指标都需要工作人员对供电和发电两个生产和经营环节全面掌握。只有这样才能了解计算标准煤耗率的各项数值指标，并通过计算得到的标准煤耗率数值了解能源的消耗状况和具体使用状况，从而对生产环节进行技术调整。

2.3全场热效率

全场热效率与热耗率和标准煤耗率的不同在于，全场热效率是一项综合性的指标，能够反映发电厂运行的综合状况。该效率指标通过厂用电率、机械效率、锅炉效率、发电机效率以及汽轮机循环装置效率等指标共同体现，要求计算人员无论是在全场热效率的计算过程还是根据效率数值分析系统生产过程，都要秉承分解和综合相结合的分析方式。根据这项综合指标可以明确决定全场热效率各项效率指标的关系，并通过其数值的大小制定相关可行性计划，对热能系统进行有效改进和升级。

三、火力发电热力系统节能措施

3.1对化学补充水的节能改进措施

当前火力发电厂普遍应用的是抽凝汽式机组，其在热力系统中加入化学补充水主要通过两种途径实现：一是直接加入到除氧器中；二是加入到凝汽器中，通过凝汽器就可以将化学补充水中的氧气排出，但这种方式要在补充水成功补入凝汽器的前提下才能实现成功除氧。为保证化学补充水发挥最大的排气作用，要保证进入凝汽器喉部的补充水是喷雾的形式。若汽轮机的排汽温度比补充水的温度要高，直接在凝汽器的喉部这安装配套装置即可。这种化学补充水的节能改进措施是通过低压加热器以抽汽的方式加热热力系统，显然这种低压抽汽的方式能够有效降低高品质蒸汽使用量，提高了设备的热经济性，有效减少煤炭的使用量。

3.2锅炉废水和除氧器余热的回收

一是对除氧器中热力资源的回收：除氧器为保证去除补充水中的氧气，必然会通过排出大量的蒸汽实现，这样一来，在加工补充水的同时会造成蒸汽热能的浪费，因此我们可以通过回收除氧器排出的蒸汽热能以降低能源的消耗。可以通过余热冷却器和化学补充水回收除氧器排出的热量，将回收到的热量进入发电的循环利用中。

二是对锅炉废水余热的回收利用：锅炉作为火电厂热力系统的主要机器之一，在为发电过程提供大量蒸汽热力的同时会排出大量的污水，一般火电厂锅炉排污量能够到达总量的2%到5%，这部分的污水也具有较高的热量，若直接排出会造成能源的浪费。传统的排污扩容系统会造成热资源的浪费，工作人员可以通过加入排污冷却器的措施实现扩容系统的技术升级，这样不仅能有效回收污水的热力资源，更能有效降低锅炉污水对周围环境带来的破坏。

3.3对锅炉排烟热量的回收

除锅炉产生的污水具有较高的热量外，锅炉的排烟也具有较高的余热，若能够对这部分排烟进行有效的回收和利用，就能够在实现热能资源有效利用的同时大大降低锅炉排烟对空气质量的破坏。一般情况下，火力发电厂的锅炉排烟温度可以达到150℃左右，有些安装了暖风器的火电厂的锅炉排烟温度甚至超过160℃，因此若能实现对这部分热能的利用，可以有效提高火电厂的经济效益。火电厂可以将热力系统与锅炉余热通过相关设备连接起来，这样一来就可以将排烟的热力资源转化为有用的电力资源。而实现这一目标的难题在于如何实现水和汽的转换，火电厂可以将低压省煤器安装在锅炉的尾部，通过内部的低压环境将汽凝结成水，当凝结水吸收了机器内的热量后就能实现温度的提升。注意低压省煤器有两种安装方式，一种是串联，另一种是并联，一般情况下串联的安装方式应用较广泛，因为在串联的安装条件下，能够使更大的水量经过低压加热器，从而增加省煤器和烟气冷却度的热负荷，能够实现有效的烟气热量吸收。[1]

总结

对火电厂的热力系统进行节能改进，不仅能够增加发电厂的经济效益，更重要的是能够通过废气废水回收和其他相关技术的改进，降低发电过程对资源的消耗和环境的破坏。本文通过对热力系统效率的衡量指标进行介绍，并根据以上指标提出了改进化学补充水机组、提高锅炉废水废弃的回收以及除氧器余热热能回收等多项节能改进措施，以促进经济增长与环境保护的和谐发展。

参考文献

[1]费振伟,陈勋瑜,郝娜,熊建文.火电厂热力系统节能技术分析[J].中国设备工程,2017,(09):56-57.

[2]和伟才.电厂热力系统节能分析[J].机械管理开发,2017,32(05):40-41.

[3]雷发超.浅析火力发电厂热力系统节能技术[J].应用能源技术,2017,(08):43-45.