火电厂节能降耗的必要性与措施研究

刘佰龙

[摘 要]近年来，随着经济的发展能源消耗量日益增加，无论是生活需要还是工业生产需要，能源的消耗量一直保持着稳步提高的一个趋势。作为我国电力能源产生的最主要方式，火力发电对我国社会经济的发展以及人们的日常生活都是有着最为直接的影响的。因此为了保证经济对于能源消耗，本文针对火力发电厂的实际运行情况，制定出一些有效的节能对策，从而最大限度的提升能源的利用效率，降低环境污染，并且提高了火力发电厂的经济效益。

[关键词]火力发电厂、锅炉、汽轮机、电气、节能降耗

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0062-01

能源是社会经济发展的重要基础和动力，但是当前我国对于煤炭等能源的利用率较低，在耗能量不断增大的同时，环境污染问题也日趋严重。基于此，为了实现我国社会的持续发展，必须注重对火力发电厂节能降耗升级策略的研究。对此，本文首先介绍了火力发电厂节能降耗的重要性，然后从火电厂厂用电、锅炉、汽轮机三个方面分别提出了相应的节能降耗措施，以期实现火力发电厂的经济、稳定运行。

一 、锅炉部分

1、回转式空气预热器柔性密封改造

原锅炉回转式空气预热器由于结构庞大，密封性能较差，大机组投运一段时间后空预器漏风往往达 7%～10%，甚至更大，严重影响了锅炉效率和风机的电耗。

改造采用新型弹性密封组件，是一种先进的回转式空气预热器密封技术，具有零间隙、耐冲刷、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、弹性好、密封磨损量自动补偿、不增加风阻等特点；采用合页弹簧技术，允许空预器的转子在热态运行状态下有一定的圆端面变形及圆周方向的变形；采用密封滑块自润滑合金，高温下干磨擦系数 μ=0.1.对主轴电机驱动电流影响较小；空预器漏风率会随着运行时间的增长而适当变大，可利用停炉时进行检查并重新调整密封组件。

空气预热器柔性密封改造当前已有较多成功实例，某600MW机组改造前测得空预器 A/B侧漏风率分别为8.30% /7.90%，通过一系列针对性的试验和最终调整锅4.64%/4.38%，漏风率平均下降 3.59% 。根据 600MW 机组参数变化对煤耗率的影响计算，该机组每年可节电436.46万kWh。

2、风机节能改造

当空预器改造后漏风大幅下降，但环保逐步要求增加脱硫系统 、脱硝系统，烟尘排放要求电除尘器改造为电袋复合或布袋除尘器等因素，都会使锅炉各种风机实际工作点大幅变化，导致各大风机不断需要进行改造。根据机组的实际情况，改造的方案多种多样，常见的有轴流风机转子节能改造（减少叶片数）、选用高效风机叶型增容改造、轴流静叶可调风机改造为动叶可调、引风机和增压风机合并改造、增压风机加旁路提高运行灵活性节电改造 例如某电厂1000MW 超超临界机组原配有两台轴流风静叶可调的引风机和增压风机，电厂决定拆除脱硫的 GGH 后需要对风机系统进行节能改造，改造方案选用引风机和增压风机合并，单速轴流静叶可调风机改造方案。具有节电量显著的特点，一台风机改造费用约为 200 万元（包括加固 、烟道等其他费用），改造后一台风机年节电量为 405 万 kWh，改造后两年即可回收投资。

3、 锅炉燃烧优化调整

新机组投产，机组的控制系统往往没有经过细致地调整，特别是锅炉系统，有必要进行燃烧调整优化的工作。通过一系列针对性的试验和最终调整锅炉控制逻辑、控制函数和整定参数，可以消除存在的 相关设备缺陷，使锅炉运行的安全可靠性和经济性有一定程度的提高。某超临界 600MW 机组实施锅炉燃烧优化调整后，消除了锅炉燃烧器损坏等重大缺陷，排烟温度下降 10℃、主汽和再热汽温度平均提高 4℃～5℃、石子煤排放平均下降千分之四，氮氧化物排放有所下降，供电煤耗下降达 3g/kWh，综合效益十分可观。

二、汽轮机部分

汽轮机设备及其系统是火电厂重要的组成部分，近年来汽轮机的设计水平有了很大的提高，节能降耗潜力较大。

1、汽轮机本体改造

汽轮机本体节能改造工作主要分成三部分，即汽轮机通流部分、汽轮机汽封系统以及汽轮机的进汽和排汽部分的改造。

目前国产和首批引进技术生产的亚临界300MW 汽轮机用户纷纷采用先进的三维流场动静叶片设计技术实施了通流部分改造，实践表明可以大幅降低汽轮机的热耗，是一项成熟的改造技术。目前采用先进的三维流动设计技术，改造后300MW 亚临界汽轮机热耗可以达到7960kj/kWh左右。如果改造前汽轮机设计热耗较差，不可修复的老化损失较严重，改造后机组实际运行煤耗可降低 8g/kWh～10g/kWh 左右。

汽轮机进汽部分的改造主要是减少进汽部分的节流损失和尽量避免汽流激振，消除轴承振动大的缺陷。某 600MW 机组进汽部分的改造包括配汽系统优化和进汽调节阀门重组、设置合适的阀门重叠度，可大大减少进汽的节流损失和大幅减少因部分进汽引起的汽流激振，改造后机组轴承瓦温下降了20℃～30℃ ，振动下降了 20ūm～70ūm，在 500MW负荷汽耗降 0.1kg/kWh，折合煤耗约 2g/kWh。

2、汽轮机辅机及其系统改造

汽轮机辅机及其系统的节能改造包括各种水泵的改进和热力系统的节能改造。由于设计以及选型的不合理，有些水泵压头余量过大和水泵本身效率不高，通过水泵性能和管路特性测试，正确评价水泵节能潜力是水泵节能改造可行性研究的关键。例如某电厂对前置泵和凝结水泵的改造案例提供了水泵节能改造的原理和方法，包括车削叶轮 、流道打磨 、修正进出口角等叶型优化改进、选用高效叶轮等可降低电耗和提高水泵效率循环水泵流道涂特殊涂料也可提高循泵效率，节电效果十分明显。

三、电气部分

据主机负荷调节辅机出力的节电目的。采用的主要技术有变频调速、永磁调速和电机由单速改为双速等。由于目前火电机组负荷率相对较低，各类调速技术节能效果十分显著。例如300MW机组凝结水泵采用变频或永磁调速后节电率可达30%～50%。若采用变频技术，设备及配套投资约为150万元～200万元之间，但年节约电费可达70万元～100万元左右，3年内肯定能收回成本；某 330MW 机组一次风机改造后各负荷点节电率分别在20%～40% 范围内，风机平均功率从1150kW 下降到590kW ，以运行7000小时计算，年节电量达773万kWh；某600MW 机组循环水泵电机改为双速，单台电机改造费用约35万，若保守按一台循环水泵一年内有3个月投入低转速运行就可节电约200万kWh，一年内可回收成本。

近年来，随着技术的不断成熟和可靠，变频调速器功率已越来越大，变频器使用范围也越来越广，从最初用于小型辅机 、凝结水泵等逐步发展到各种风机，甚至循环水泵，节电效果十分显著。但改造时均要增加辅助系统（变频器、永磁调速器等），在带来可观的节能效益的同时，也带来了系统复杂化、整体可靠性下降 、维护修理费用增加等问题。因此，改造前必须扎实做好多方案可行性研究，择优选择投资回收期短的项目。

四、几点建议

1、火电厂的节能减排范围很广，建议有条件的燃煤电厂开展《机组节能潜力评估》，围绕着不可控损失和可控损失的组成 ，开展机组的节能潜力的评估和分析，找出电厂主要节能环节。

2、根据电厂主要的节能环节，制定节能降耗计划和目标，采取针对性的措施，挖掘节能减排的潜力，进一步降低企业能耗。

3、运行人员的深入细致地分析、正确有效地调整，是电厂节能降耗的重要组成部分，应继续狠抓节能小指标，进一步开展运行人员的节能竞赛。

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