热电厂热电厂节能技术改造与其经济性分析

【摘 要】热电厂做为一次能源的消耗大户，需要的能源量也逐渐增多，同时随着煤炭的上涨，国内部分热电厂出现了严重亏损。因此，降低能源消耗，提高企业经济效益，必须进行节能技术改造。本文以实例对热电厂的技术改造进行研究，分析改造之后的经济性。
【关键词】热电厂；节能技术改造；经济性；分析
1.概述
目前，提供热能的常规能源主要有煤炭、天然气以及石油。伴随着社会发展以及人们生活的不断提高，对能源的需求量在不断增加，尤其是常规能源用量也越来越大。对于煤炭资源，我国可以开采的煤炭资源量已经不足百年时间，煤炭资源将面临着枯竭。热电厂对煤炭的需求量较大，由于煤炭资源浪费现象比较严重，同时对环境产生了比较大的破坏，已经成为影响我国可持续发展的战略性问题。随之而来， 煤炭的不断上涨，也致使部分企业面临亏损的局面，综合以上各种因素，为了降低能源消耗，保护环境，降低生产成本，必须要求进行节能技术改造，加强节能技术改造工作具有十分重要的现实意义。

2.热电厂技术改造研究

热电厂将一次能源转化为电能的过程中，使用热电联产工艺，减少了转换过程中的冷源损失，从而使电厂发电，供热标煤的消耗率低于相同条件下的热以及电分别产生的该指标。近几年来，随着煤炭不断上涨，热电厂的经济效益受到了严重影响。热电厂的主要运行设备有汽轮机、锅炉、送引风机、变频器、省煤器以及发电机等，对这些设备进行技术改造能够较好的控制热电厂的能源损失程度。另一方面，由于保温材料的选择以及保温厚度的确定，对能源消耗有一定的影响，因此，对保温技术进行改造，定期对保温进行维护等。

2.1 汽轮机的技术改造

汽轮机作为锅炉以及发电机的主要桥梁，将蒸汽装变为电能的机械装置，对其供热参数进行合理设置对节能有着重要意义。首先，采用汽轮机轴瓦冷却独立冷却水循环系统，汽轮机在高速旋转情况下，受到高温蒸汽的加热，轴瓦就会产生热量。汽轮机为了能够冷却由于轴瓦所产生的热量，设置冷油器设备，降低热量。同时将冷油器吸收热量后的冷水通过技术改造形成循环冷水系统，进行再利用。最后，采用除盐水，将循环水箱送到除氧器，除盐水就不会在抽气器件中结垢，也就解决了真空下降之类的问题。

2.2 锅炉送风机变频技术改造

锅炉送风机的主要作用就是要保证燃料有适度过剩的空气，我国大型电站锅炉都是煤粉锅炉，采用鼓风机将煤粉喷出并燃烧，电站锅炉的结果相对较为复杂，并且还有烟气脱硫除尘设备，使得烟气阻力较大，利用引风机能够将烟气排除。目前，热电厂所配置的送引风机，在工作的同时输出的风量比较大，远远大于实际所需要的风量，用电浪费现象比较严重。之所以产生这种现象的原因是设备在工作时所需要的负荷达不到设计时最大负荷，就必须使用挡风板

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对风量进行控制。然而挡风板在使用的过程中容易产生一些问题，降低了经济效益。因此，通过改变电机转速来调节风机转速，达到调节风量的目的。风机的性能曲线主要反映的是风机流量Q与全压Pa、轴功率Pn以及效率η之间的关系，这组曲线是针对某一转速测得的，风机在该转速下的性能曲线如下图1所示：
图1 风机性能曲线
采用变速调节属于改变风机特性曲线的一种方法，当风机转速在不断改变时，性能曲线平行下移，达到流量调节的目的。采用变频器控制较为简单，同时运行可靠，能够实现泵与风机软起动，这样一来，就减小了启动电流，对电网冲击以及机械负载的冲击都不存在，延长了电机以及风机水泵的寿命。

2.3 锅炉引风机耦合技术改造

液力耦合器是利用液体的功能来传递功率的液力传动器，将其置于恒速电机以及工作机之间，通过调节工作腔中油液充满度来实现工作机的调速，最终达到节能的目的。当电机通过联轴器以及耦合器输入轴进行连接，输入转速为电机额定转速；耦合器的输出轴通过联轴器与工作机进行连接，工作机转速与耦合器的输出转速相同。液力耦合器的调速主要是通过对传动介质的容积式调节来实现的，在耦合器泵轮以及处壳形成的贮液室内，将一根可以径向滑移的勺管插入。由于在耦合器在旋转时，通过离心力的作用在贮油室内形成等效的旋转油环，并在勺管口建立液体的动压头，将液流沿着勺管排出腔体。液力耦合器的结构图如下图2所示：
图2 液力耦合器结构图

2.4 低压除氧水泵变频改造

除氧水泵是热电厂中除去给水中溶解氧的装置，它是一种将锅炉给水中所含溶解氧的设备进行驱除，从而保护锅炉避免氧气的腐蚀。采用热力除氧方法，能够提高水的温度，以及使水面上蒸汽分压力逐步增加溶解出的分压力就逐渐降低。对与火力发电厂而言，采用有效的泵节能技术有着重要意义。对于低压除氧水泵的改造主要是将定速泵改为变速调速泵，变速调速泵是通过改变电机频率以及改变电压进而实现电机调速的目的。使用的基本原理就是根据电机转速以及工作电源输入频率呈现正比的关系。使用高压变频调速装置之后，凝结水泵出口阀门基本不需要频繁调整，阀门的开度只需要保持在一个比较大的范围之内，加上通过调节变频速装置的输出频率从而改变电机的转速，对出口流量进行调节，最终满足运行工况的要求。某厂在风机的水泵之上采用变速调节技能具有很大的节能潜力，同时能够在最大程度上降低某厂的用电量。

2.5 点火技术

到目前为止，最为成熟以及应用最为广泛的清洁燃烧技术的方式就是循环流化床燃烧技术，尤其是在中小容量锅炉上得到了大范围的应用。热电发电机组启动点火都是采用燃烧柴油以及重油的方式，然而等离子点火技术是采用煤粉点火，这样不仅能够减少污染，保护环境，而且还能够节约85%左右的点火成本。据相关数据统计，我国现有的火电机组进行全部的改造成等离子点火，节约燃油就能够达到7百万吨以上。

2.6 余热回收技术

对于热电厂来说，余热是最终消耗的能源，国内外烟气余热回收装置是以热管式以及热媒式的方式为主。由于热媒式换热器使用的设别较多，同时费用比较高，在国内应用较少。因此，使用最多的是以热管方式换热器。该种换热器具有明显的回收热量效果，同时能够降低成本以及节约原料。热电厂在生产过程中，用电率往往比较高，同时热电厂又有大量的低温低压余热蒸汽，通过利用这些低品味的蒸汽产生动力以及电力，能够降低常用消耗以及实现节能效果。

3.热电厂技术改造之后经济性分析

通过对热电厂的主要设备进行技术改造，使得用电量以及燃煤量大幅度下降，不仅保证了热电厂的安全生产，同时还能够提高其经济效益。下面就锅炉引风机改造的经济性以及低压除氧水泵改造所带来的经济性进行分析。

3.1 锅炉引风机改造的经济性

在不断实践中，在获得相同的小风量时，节流调节消耗能力最大时，液力耦合器变速调节消耗能力最少。同时，在常规调速范围内两者的消耗功能差达到系统额定功率的35%左右，也就变速调节与节流调节相比，节省30%左右的能源。在某热电厂的实践证明，使用调度型的液力柔和器能够实现节能调节，同时还具有见效快以及运行可靠方便的作用。

3.2 低压除氧水泵改造带来的经济性

某热电厂有着3台低压除氧水泵，其中有两台设备型号一样，其主要运行参数如下表1所示：
表1 型号

1、2、3除氧水泵运行参数

型号转速（r/min）功率（kw）电压（v）实际电流（A）

1、22960156320135

32960156320101
电动机功率计算方式为P=1.732UICOSφ（p为电动机功率，U为电动机输入电压，I为电动机电流，COSφ为功率因子）。同时通过上表1可得：在相同的负荷下，型号1、2的低压除氧泵为P1、2=1.732×320×135×0.7=523.75KW； 型号3的低压除氧泵为P3=1.732×320×100×0.7=38.796KW.通过计算可知，对低压除氧泵改造之后，能够节省电量，同时还能够减少机械磨损，与之前相比，工作温度也得到了降低。

4.结束语

随着能源面临的枯竭局面，以及环境破坏日益严重，热电厂是消耗能源的最大行业之一。因此，必须对电厂主要设备进行节能技术改造。以上就对锅炉送风机、引风机进行变频技术改造、汽轮机、低压除氧水泵技术改造以及使用等离子点火技术、余热回收技术等机械了阐述，通过这些技术改造能够有效提高热电厂的热经济性及效益。
作者简介：
徐育新 （1968.11-），工程师、经济师，目前主要从事电厂设备的管理工作。