摘要：
敘述了熱電廠節(jié)能減排現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，提出并分析了熱電廠節(jié)能減排改進(jìn)優(yōu)化措施，最后進(jìn)行了熱電廠電機(jī)變頻節(jié)能經(jīng)濟(jì)性分析。
關(guān)鍵詞：
熱電廠；節(jié)能減排；優(yōu)化；循環(huán)經(jīng)濟(jì)；變頻節(jié)能
0引言
電能作為中國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要動力，是社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)物質(zhì)。熱電廠是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝，能為居民用戶提供充足廉價的電能，在確保電能質(zhì)量可靠、安全的前提下，節(jié)能減排也是緩解電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)壓力，維持企業(yè)正常發(fā)展的有效舉措。為了加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)革新及能源管理，提高資源能源利用效率，大部分企業(yè)已開展實施節(jié)能減排工作，降低一部分能源消耗，從而節(jié)約熱電廠發(fā)電成本，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。
1熱電廠節(jié)能減排現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
為了節(jié)約能源消耗、提高工作效率，中國相繼出臺實施節(jié)能減排的相關(guān)政策，對于發(fā)展中國家來說，節(jié)約能源是一項艱巨的任務(wù)，近幾年的數(shù)據(jù)表明，中國在熱電廠全年消耗原煤直達(dá)4×108t左右，生產(chǎn)耗用電力也逐漸超過正常控制水平，輸電線路損耗嚴(yán)重，而相對于發(fā)達(dá)國家來說，中國在能源消耗及用電用水方面，均嚴(yán)重超標(biāo)，因此，中國實行節(jié)能減排任務(wù)迫在眉睫。綜合能源消耗問題，影響熱電廠能耗的主要原因為發(fā)電機(jī)組的絕對效率、鍋爐產(chǎn)熱效率、供熱管網(wǎng)熱效率等有效指標(biāo)，只有提高熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性能，在能量消耗方面控制其能度值，才能降低電力發(fā)展的基本成本，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而實現(xiàn)此標(biāo)準(zhǔn)的具體要求是：在熱電廠消耗熱能電能的嚴(yán)峻形勢下，基于現(xiàn)有的系統(tǒng)設(shè)備，在電動機(jī)上安裝變頻節(jié)能控制器，主要目的是提高電動機(jī)工作效率，節(jié)約能源消耗。在國家產(chǎn)業(yè)政策的支持試用下，廣泛應(yīng)用變頻器調(diào)速技術(shù)，不僅可實現(xiàn)良好的節(jié)能效果，還能解決資源浪費的問題，延長設(shè)備的使用壽命。通過對熱電廠耗能設(shè)備進(jìn)行具體分析，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)和泵類設(shè)備負(fù)載有利于節(jié)約能耗，且在降低熱電廠用電率及維持電力機(jī)組的正常運行均有明顯改善空間，因此，本文擬對引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)和給水泵安裝變頻調(diào)速設(shè)備，從而實現(xiàn)電力在使用過程中的能源降耗，提高熱電廠電力設(shè)備的自動化水平及生產(chǎn)工藝性能。改造方案實施過程：在原有系統(tǒng)設(shè)備的基礎(chǔ)上，將變頻器連接到電機(jī)回路中，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備完成變頻轉(zhuǎn)換時，可利用改變變頻器的相對頻率從而提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變風(fēng)機(jī)的流動量度及調(diào)節(jié)水泵的壓力。變頻器實現(xiàn)自動控制技術(shù)，主要應(yīng)用在變頻器發(fā)生某區(qū)段故障，會自動短路該區(qū)段，調(diào)節(jié)頻速降低到維持正常水平運行，當(dāng)變頻器的故障區(qū)段超過2個單元時，可手動控制或變頻器自動控制轉(zhuǎn)換到工頻運行，從而實現(xiàn)系統(tǒng)運行的可靠性、安全性。
2熱電廠節(jié)能減排改進(jìn)優(yōu)化措施
2.1優(yōu)化配煤，提高鍋爐燃料效率
鍋爐是熱電廠生產(chǎn)的主要設(shè)備，但也是耗用燃料最多的設(shè)備之一，燃煤在鍋爐里如不充分燃燒，就不能有效排出熱量及煙氣，就會導(dǎo)致能量消耗超過正常值。因此應(yīng)合理配比燃煤，嚴(yán)格控制燃煤成分在10%~20%，減少煤燃燒時間，增加其燃燒空間，從而有效控制鍋爐的節(jié)能能力。為了充分實現(xiàn)煤燃燒，應(yīng)控制燃煤顆粒直徑在0mm～8mm之間，從而增加充分燃燒的機(jī)會[1]。熱電廠生產(chǎn)過程中可利用雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的特點，將大量的無煙煤與劣質(zhì)煤摻著燃燒，從而解決分倉上煤生產(chǎn)的不良影響。從經(jīng)濟(jì)利益的出發(fā)點考慮，其中一臺給煤機(jī)燃燒地方無煙煤、劣質(zhì)煤，另外一臺給煤機(jī)盛裝高熱值、強(qiáng)揮發(fā)的火車煤，而分倉上煤可通過火檢的強(qiáng)弱及時調(diào)節(jié)磨煤機(jī)的配煤情況，從而優(yōu)化控制其燃燒情況，在一定程度上為機(jī)組運行狀態(tài)創(chuàng)造安全可靠的工作環(huán)境。
2.2提高減排工作質(zhì)量
熱電廠實施減排工作，主要是降低直流冷卻水、工業(yè)污水及沖灰渣水的排放量，如果有再利用價值，可循環(huán)利用創(chuàng)造更多的價值。比如直流冷卻水可經(jīng)過凝汽器交換作用，多次循環(huán)水后會產(chǎn)生大量余熱，此時可為溫水養(yǎng)魚場提供余熱，熱量排出后經(jīng)自然冷卻作用自動進(jìn)入循環(huán)產(chǎn)熱，從而創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價值；工業(yè)污水集中排放到回收池，經(jīng)化學(xué)沉淀、絮凝處理后可用作煤場噴灑水、除塵用水；熱電廠排放的沖灰渣水經(jīng)環(huán)保部門檢測，pH較高，可采用灰漿泵將灰渣送入外界沉渣池，經(jīng)循環(huán)利用后可做除塵器用水；生活污水的排放物質(zhì)中多存在有機(jī)物質(zhì)，污水經(jīng)過沉淀后交由地方市政污水處理廠處理，循環(huán)再利用的污水可作為澆灌樹木。
2.3降低電廠損電，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)
電力發(fā)展是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，合理利用電能，降低用電消耗，是推進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的有效途徑。降低廠用損電具體分為：a)優(yōu)化管道和煙道的設(shè)計結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)各管道之間的封閉性，避免省煤器與空氣預(yù)熱器暴漏在灰塵的積壓下，從而降低煙道管道的相對阻力影響；b)及時調(diào)整負(fù)載的運行參數(shù)，在充分滿足設(shè)計要求的前提下，還要考慮如何提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，有效提高鍋爐的生產(chǎn)效率，協(xié)調(diào)發(fā)展燃料采樣及存儲、配煤等各環(huán)節(jié)，既要保證燃煤的質(zhì)量可靠，又滿足經(jīng)濟(jì)需求發(fā)展。實行循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，最大程度上平衡機(jī)組經(jīng)濟(jì)運行模式，節(jié)約能量消耗，由于一些陳舊的設(shè)備會增大能量消耗，影響電廠的工作效率，因此需引進(jìn)一些先進(jìn)的新型設(shè)備，比如耗電低、效率高的設(shè)備，并加強(qiáng)管理使用設(shè)備，發(fā)揮設(shè)備的運行功效，提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。
2.4提高規(guī)范化管理水平
規(guī)范化管理水平是控制電力企業(yè)的流程和制度方面。生產(chǎn)流程是指導(dǎo)工作人員的生產(chǎn)工作，正確使用生產(chǎn)章程，嚴(yán)格控制自己的工作方向；生產(chǎn)制度是規(guī)范工作人員的行為態(tài)度，生產(chǎn)運行過程出現(xiàn)故障原因，能及時解決問題。規(guī)范化管理模式有利于提高管理效率和降低管理風(fēng)險，隨著信息化水平的提高，其智能化生產(chǎn)要求與現(xiàn)代生產(chǎn)工藝相結(jié)合，為提升規(guī)范化管理水平提供理論依據(jù)[2]。同時，規(guī)范工作人員的操作步驟，定期為員工提供培訓(xùn)的機(jī)會，避免因錯誤操作而造成系統(tǒng)設(shè)備的故障及人員的傷害，提高工作人員的事故處理水平，比如在設(shè)備運行過程之前組織工作人員參加仿真模擬培訓(xùn)，出現(xiàn)故障原因該如何解決，為實現(xiàn)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)持續(xù)運行提供有效保證。建立管理網(wǎng)絡(luò)體系制度，強(qiáng)化企業(yè)主體的相關(guān)責(zé)任，節(jié)能責(zé)任制落實到個人，確保節(jié)能管理工作的順利實施，實現(xiàn)節(jié)能減排的措施是優(yōu)化燃煤技術(shù)，對電廠燃煤的物理化學(xué)物質(zhì)及燃料的成本進(jìn)行分析，確定燃煤種類的質(zhì)量配比，選取最優(yōu)的配比方案提高煤的利用率，降低煤的消耗。
3基于熱電廠電機(jī)變頻節(jié)能經(jīng)濟(jì)性分析
熱電廠電機(jī)變頻系統(tǒng)是由變頻器控制的，使用變頻器可實現(xiàn)降低電能消耗的作用，其中總結(jié)為四方面：軟啟動、設(shè)計冗雜、調(diào)速節(jié)電及節(jié)省無功。熱電廠利用變頻器的變頻調(diào)速，解決了兩個能耗問題：a)舊電機(jī)機(jī)組在投入運行時，設(shè)計選型方面存在余量，配備功率不均衡運作，使用變頻器就可改變這種現(xiàn)象，均衡發(fā)展電動機(jī)的系統(tǒng)運作頻率；b)電動機(jī)的工作頻率是一個定值，這就導(dǎo)致工作頻率不相協(xié)調(diào)，低頻率運作也會耗用高頻，導(dǎo)致多耗無用的功率，使用變頻器就可有效改善這種現(xiàn)象，保證電動機(jī)在正常運作下使用所需功率，從而節(jié)約一部分能源消耗。從節(jié)能方面考慮，降低了電機(jī)在運行過程的生產(chǎn)成本，從而有效提高經(jīng)濟(jì)效益。電熱廠的電機(jī)及負(fù)載采用變頻器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后，不斷提高系統(tǒng)設(shè)備的運行效率，減少了大量的人力物力，為熱電廠創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益及改善節(jié)能效果。安裝變頻器，實現(xiàn)了電動機(jī)的軟啟動，使得啟動電流低于額定電流值，變頻器中應(yīng)用PWM技術(shù)（模擬信號電平數(shù)字編碼），降低諧波總含量，從而延長電機(jī)的使用壽命，功率因數(shù)隨之增大，省去因數(shù)用來補(bǔ)償電機(jī)裝置，同時減少線路局部損耗，取得顯著的直接或間接經(jīng)濟(jì)效益[3]。由此可見，變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動發(fā)展的主要研究方向，其安全可靠性及經(jīng)濟(jì)性要求，被更多工業(yè)企業(yè)所關(guān)注，同時越來越多發(fā)電廠采用變頻調(diào)速技術(shù)，在今后的發(fā)展中，還會對變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的科技創(chuàng)新，為滿足更多的企業(yè)需求。
4結(jié)語
熱電廠電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)已被很多人認(rèn)可，其良好的調(diào)速性能、節(jié)能功效及維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的安全可靠性，充分實現(xiàn)了節(jié)能減排的主要目標(biāo)，隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，現(xiàn)代電力發(fā)展技術(shù)逐漸提高產(chǎn)品的質(zhì)量保證，不斷改善熱電廠的運行發(fā)展，其電機(jī)與負(fù)載在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的控制下，延長了系統(tǒng)設(shè)備的相對使用壽命，同時降低了其維修與使用成本。只有在相關(guān)政策的嚴(yán)格控制下，保證煤、電、熱的協(xié)調(diào)發(fā)展，同時控制熱電廠內(nèi)部生產(chǎn)過程的降低能耗、減少“三廢”排放、節(jié)約用水等原則，從而實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與節(jié)能減排協(xié)同發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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［3］鄒欣穎.低壓變頻器在熱電廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用［J］.中國科技博覽，2011(36)：653.
作者:周建軍 單位:西安熱電有限責(zé)任公司
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