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热电厂节能减排优化设计若干问题研究

  摘要:热电厂从本质上来说,是节能企业,它采用的是热电联合生产的生产工艺。在现代的生产工艺中,热电联产被公认为是一种成熟的节能技术。本文主要探讨了热电厂存在的问题,并提出了相应的优化应对措施,希望能为热电厂的节能减排提供借鉴和参考。
  关键词:热电厂;节能减排;问题;优化设计
  引言:热电厂的特点是一次能源利用的比较合理,做到按质功能,梯级用能,使地区的能量供应系统节约了能源。随着热电竞价上网的落实和煤炭燃料价格的上涨,热电厂的经济效益也受到一定影响。热电企业一定要加强内部挖潜,加强节能减排工作,提高资源综合利用效率,从而提高企业的竞争力,促进企业可持续发展。
  一、热电厂概述
  在发电的同时,还利用汽轮机的抽汽或排汽为用户供热的火电厂称为热电厂。一般电厂都采用凝汽式机组,只生产电能向用户供电。工业生产和人们生活用热则由特设的工业锅炉及采暖锅炉房单独供应。这种能量生产方式称为热、电分产。在热电厂中则采用供热式机组,除了供应电能以外,同时还利用作过功(即发了电)的汽轮机抽汽或排汽来满足生产和生活上所需热量。这种能量生产方式称为热电联产。
  二、热电厂的独特优势
  1、在热电联产中燃料化学能则转变为高位热能先用来发电(高品位热能),然后使用做过功的低品位热能向用户供热,这符合按质用能和综合用能的原则。所以热电厂的特点是,一次能源利用得比较合理,做到按质供能,梯级用能,能尽其用,使地区的整个能量供应系统节约了能源。
  2、在环境污染方面,由于热电厂集中供热而使用煤量减少,排污量也减少,城区内运煤除灰的麻烦也减少了,而且大容量锅炉备有高效除尘器设备和高烟囱,使环境污染程度大为降低。
  3、热电厂由于既发电又供热,锅炉容量大于同规模火电厂,所以热电厂必须比一般火电厂多增设锅炉容量以备用,水处理量也大。热电厂要建热力管网,必须靠近热负荷中心,往往又是人口密集区的城镇中心,其用水、征地、拆迁、环保要求等均大大高于同容量火电厂。
  三、热电厂在发展过程中存在的问题
  1、由于煤炭价格暴涨,发电企业亏损状况日益扩大,生产形势也日益严峻。热价问题是多少年来一直影响热电发展的老问题,电力部属热电厂绝大多数厂是供热亏损,供的越多,亏本越严重,而且从五十年代亏到现在,地方热电厂在“保本微利”的思想指导下,热价也走的较低,有的供工业盈利,供民用赔钱,有的工业与民用全赔钱。
  2、利润空间压缩。竞价上网将会导致电价和利润空间进一步下降;另外,随着水资源的进一步短缺,水价也将进一步增加;此外,环保压力将进一步加大,排污费将进一步增加。生产成本的多重上升,使热电厂利润空间进一步压缩。
  3、环保效益问题,热电联产集中供热能有效地改善环境质量,这已被越来越多的人认可,环保部门大量的调查数据也证明了这一点,但至今热电联产的建设并未从环境改善收到任何效益。煤价、运费价格大幅度下调的空间几乎没有,继续上涨的趋势依然存在。
  四、热电厂节能减排优化设计
  1、降低厂用电率的节能方案研究。降低厂用电率的节能包括电厂辅机的变频调速控制和优化辅机的运行方式。采用变频器对风机和水泵进行转速控制后,风机和水泵的轴功率与转速的立方成正比,即当转速降低时,驱动电动机的电功率将以转速的立方减少,可节省大量的电能,节电率可达30%以上。
  2、凝汽器真空节能潜力诊断及节能方案的研究。在运行中,凝汽器工作状态恶化将直接引起汽轮机热耗、汽耗增大和出力降低;另外,真空下降使汽轮机排汽缸温度升高,引起汽机轴承中心偏移,严重时还引起汽轮机组振动;为保证机组出力不变,真空降低时应增加蒸汽流量,这样导致了轴向推力增大,使推力轴承过负荷,影响机组安全运行。针对凝汽器真空低,采取如下节能方案:循环水泵的经济调度;查漏、堵洞,提高真空系统的严密性;保证换热面的清洁,降低传热端差;更换疏水阀门、高加旁路阀;加强运行管理。
  3、加热器端差节能潜力诊断及节能方案的研究。计算实例表明:上端差对机组煤耗的影响要大于下端差对机组煤耗的影响,但并不能因此就忽视了下端差的影响,因为在机组运行中,下端差经常发生变化,下端差最大时可达几十度左右。端差对热经济性的影响主要决定于端差的大小和相邻加热器抽汽效率之差的大小;此外,还与前面加热器有无疏水冷却器以及疏水份额的大小有关。抽汽效率之差反映了相邻加热器抽汽能位的能级差,端差愈大,抽汽能位的级差愈大,端差对热经济性的影响也就愈大。加热器端差大的主要原因有:加热器水位过高过低;受热面结垢;加热器泄漏以及加热器排气系统故障等。特别是排气系统故障,会造成加热器汽侧集结空气过多,导致传热恶化,尤其是末级加热器一般工作压力在真空状态,容易从外界漏入空气。在同一系统中,由于热系统结构上的差异和给水回热焓升分配的不同,使各种加热器所处地位和条件各不相同,各加热器的端差对热经济性的影响也各不相同。所以,应根据不同系统、不同加热器,按实际情况选择不同的加热器端差,以及对某些影响较大的端差加强监视。加强维护管理,降低各加热器的运行端差并对其进行定量分析,核算运行机组在加热器端差上的节能与亏损,来提高运行管理水平。
  4、注重节约用水。在正常运行中节水就显得尤为重要。热电厂要坚持开发与节约并举,把节约放在首位,在保证安全、经济运行的同时,注重节约用水,科学、高效地使用水资源,使发电、供热单位耗水率逐年下降。如:制定热电厂水管理细则,通过节水台账、计量、统计、测试等手段,使评价分析体系逐步趋于完善合理。优化运行方式、提高水的重复利用率。如:采用加装疏水泵的方式,把热网的疏水回收至凝结水母管,重新回系统加以利用。另外对循环水排污、水塔水位及补水方式等都作出明确规定,规范运行人员操作程序,避免了水量匹配不合理造成的溢流现象。在机组运行中,加强巡检质量,杜绝“跑、冒、滴、漏”现象的发生,最大程度上减少了水的损耗。
  5、电厂辅助设备采用变频运行方式。以节省厂用电 电厂储锅炉、汽轮机、发电机等主要设备外,还有许多重要的辅助设备,如:锅炉的吸风机、送风机、磨煤机,汽机的给水泵、循环泵、凝结泵等,这些设备需消耗大量的厂用电。而变频调节器――使用交流电机的变频调速器,可是普通交流电机实现无级变速,横转矩或变矩拖动,不影响电机的功率输出,真正达到高效节能。目前在许多电厂得到了广泛的应用,节能效果明显。
  五、结束语
  现在热电厂都在进行积极的节能生产改革,在改革的过程中,应该将重点放在热力设备和热力系统的节能改造上。在同一系统中,由于热系统结构上的差异和给水回热焓升分配的不同,使各种加热器所处地位和条件各不相同,各加热器的端差对热经济性的影响也各不相同。所以,应根据不同系统、不同加热器,按实际情况选择不同的加热器端差,以及对某些影响较大的端差加强监视。加强维护管理,降低各加热器的运行端差并对其进行定量分析,核算运行机组在加热器端差上的节能与亏损,来提高运行管理水平。
  参考文献
  [1]许继刚.自动化技术与电厂节能减排[J].自动化博览,2009,01.
  [2]向立清.变频调速在电厂中的节能应用[J].中国高新技术企业,2009,01.


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