发电厂热能动力系统优化与节能改造研究

张富生

新疆西部合盛热电有限公司 新疆石河子 832000

供热电厂存在供热负荷波动现象，机组运行负荷大多处在偏离设计工况较大的运行状态，因此单纯以机组设计工况为标准，难以评价机组实际运行效率，也与现场实际偏差较大。针对供热电厂各机组、系统的运行效率优化分析，需要紧密结合生产实际，宜选取一个或几个实际典型运行工况作为优化分析对象，保障优化后的对标值为机组实际参数，力求在实际运行负荷下运行效率接近或优于额定设计效率[1]。

1 火电厂热能动力系统

热能动力系统发电是指利用化石燃料等可燃物燃烧产生热能，然后经过发电动力装置转换为电能。从系统能量转化过程来看，最初为生物化学能，之后依次转化为热能、机械能和电能。在系统运行过程中，受燃烧不充分因素影响，化石能源遭到大量浪费，能量转化程度较低。与此同时，燃烧将产生大量二氧化碳和二氧化硫，如果未经有效处理就排放至空气中，会引发严重环境污染。

在建设热能动力系统时，火电厂需要综合考量各类技术，参照国家、行业技术标准，对各种机械设备进行合理选用和组合，完成系统性能综合分析，在保证系统可靠运行的同时，尽可能提升能量转化率。此外，技术应用方面，要综合考虑技术水平，在保证系统先进性的同时，为日后维护提供便利，使系统建设带来可观经济效益。在系统建设过程中，除了保证设备投资不超预算，还要保证后期产生的损耗费和维修费低于经济效益。近年来，伴随国家节能环保政策推行，火电厂因能源过度损耗和污染治理承担的成本逐渐增加。但目前建设的系统大多关注经济效益，缺少对社会效益的足够考量，最终影响系统运行的经济性。因此，要对系统进行优化和节能改造，提升系统工作质量，为火电厂的可持续发展提供保障[2]。

2 发电厂热能动力系统优化与节能改造措施

2.1 基于工况科学选择调配方式

平行运行机组在外界负荷变化与电网频繁变动时，会根据自身差异化动态特性，适度增减负荷以自动运转，进而保持电网周波，此过程便为一次调频，其具有频率调节速度快的特性，然而发电机组因为调整量不同存在一定差异，且调整量相对有限，导致调度人员难以控制。而电力系统负荷与电力变化过大时，一次调频根本无法恢复常规频率，这就需要二次调频。一般二次调频分为自动调频与手动调频，自动调频不仅便捷，且使用范围广泛。在热电厂工作过程中，通过充分了解并网运行机组情况，以选择合适的调配方式，防止由于调配方式失误造成热能动力工程应用效率下降，进而实现设备运行能力有效提升。与此同时，汽轮机工况与焓降变化之间息息相关，在全开第一阀，工况流量增多的情况下，压力会增大，相比焓降，需适度调小调节级，反之则调大调节级。在关闭第二阀，第一阀全开的情况下，相比焓降，调节级需高达最大中间级，此时工况变化，焓降与中间级压力比可始终保持不变，还可为调节实际工况提供有力参考，基于实际需求所获的焓降变化，可基于此调整工况，满足热能动力工程在热电厂性能优化中应用的具体需求。

2.2 提升装备技术水平

在热电厂运行中，可对热力系统运行方案进行优化，对锅炉、汽轮机、磨煤机、给水泵、烟气处置等关键设备进行优化，改进设备的整体技术水平和能量转换运行效率，制定合理的调节方案，尽可能地减少资源损耗。强化科技支撑、做好污染防治技术储备，掌握国内外先进技术，提前储备，超前策划，为适应日趋严格的国家生态环境法规要求做好技术储备，也是关键所在。原水预处理、锅炉烟气脱汞及脱碳、烟气及循环水 “消白”、PM1.0 治理、灰渣固废深度综合利用处置等技术是今后的主要改进方向[3]。

2.3 管理在线设备

管理主要包含验收、维护、巡查及监视等诸多事项。由于每一项电气设备都会发挥相应的作用，均有其相应的作用，且任何一环节出现纰漏均将对整个电力系统造成严重影响，故对于每一种在线设备的管理，电力企业均需将之视作高压设备来加以保障。除此之外，针对部分用于监测的二次性设备，电力企业亦需对其所测量到了各项数据予以实时的统计并最终形成一组完整的数据曲线，这样便能够为后续的横向及纵向分析提供有效参考，这样基于对各项设备运行参数的检验便可评断出各项设备的运行状态是否良好。

2.4 补水技术应用

在蒸汽机组运行的过程中，要采取抽凝式补水方式不断提供水资源，保证系统设备正常运转。系统冷凝器用于使汽轮机出口维持真空，提高汽轮机功率。而在冷凝器位置安装补水雾化装置，能够使排汽余热得到充分利用，在减少冷源损失的同时，提高机组热能的经济性。对系统进行节能改造，可以通过化学补水方式提高设备运行效果。具体来讲，就是在除氧器或凝结器中补加化学水，使排气废热得到回收利用，改善凝结器真空状态，节约能源。该技术需要加强水温控制。在补水不足时，利用余热装置提升水温，使水快速进入凝结器。采取喷雾式方式，利用低压加热器对补水进行逐级加热，能够增强补水效果，使高位能蒸汽量得到有效控制，满足系统节能改造要求。

3 结语

在节能环保战略得到逐步落实的背景下，火电厂的运营理念开始发生改变。针对热能动力系统能量损耗大、污染排放量大的问题，人们需要通过开展能量阶梯型利用等措施实现系统运行优化，并通过系统节能改造充分利用各种能源，减少污染排放量。实际进行系统改造时，要合理运用联产技术、回收技术、补水技术，达到系统优化和改造要求，最终取得理想的节能效果。