中小型热电联产机组节能减排措施及应用

摘 要：热电联产，又称为热电联合能量生产，即将燃料化学转变成热能，实现发电，并将汽轮机中做了功的热能，坚持按质利用热能的原则，对外供热，达到热尽其用的目的。由于近年来国内不可再生资源开采度不断减少与环境恶化，直接影响到人们赖以生存的环境，因此发展电力建设，对电热联产状况加以改善，已经成为国内节能减排的重要举措。本文主要研究中小型热电联产机组节能减排措施及应用，以供参考完善。

关键词：中小型热电联产机组；节能减排措施；应用

中图分类号：TM611 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）11-0186-01

在中国社会主义现代化建设的过程中，热电联产作为世界公认的节能有效措施，以显著的节能效用与环保效应，符合国家产业政策，得到稳定发展，并且在发展清洁能源，改善人民的生活条件，推进能源和环境的和谐发展，改变供热情况与动机环境质量方面，发挥了越来越重要作用，因此加强对热电联产机组节能减排措施及应用具有重要意义。

1 热电联产机制集中供热的发展

热电联产机组作为电能和热能生产为一体的工艺过程，即同一发电厂不仅能生产电能，也可通过汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热。与仅生产电能和热能的方式相比，热电联产能够将热效率增加到85%，有效节约了燃料，达到节能降耗的目的，是能源节能和合理利用的有效举措与技术手段，已经得到全世界能源行业专家的认可与国家法律政策的支持，体现了社会物质文明与精神文明的进步。据调查结果显示，国内采用集中供热设施的城市约占50%，其中北方城市集中供热普及率占35%，南方城市供热普及率为15%，明显北方高于南方。在类型不同的集中供热方式中，热电联产供热达到63%，锅炉房供热为37%，近年来国家及政府相继出台了一些列与热电联产供热相关的政策措施，尤其是在国家生态环境恶化和能源开采紧缺的背景下，减少能源消耗、降低排放量，提升能源使用率，已经成为各地区经济区域发展必须考虑考虑的问题[1]。

2 热电联产机组节能减排措施应用的优点

2.1 降低煤的污染物排放量

煤炭与石油、天然气等能源相比，在使用的过程中会排放大量的二氧化碳、氮氧化物与烟尘等有毒物质。据相关数据调查显示，在国内的大气污染中，80%的烟尘污染、87%的二氧化碳污染和67%的氮氧化物都是来源于煤的燃烧，而热电联产的应用有利于提高煤的热效率，减少能源消耗，在同一电能与热能的对外供应过程中有效降低燃煤量，让污染排放下降，改善大气污染质量。例如某城市供热设置许多小型、分散的锅炉房，由于经济与技术限制，许多小型锅炉设备无相关除尘设备，或者是引进设备未达标，使得排放源与污染物排放量大大增加，为响应国家号召，满足国家污染排放标准，对部分供热设备进行改造，并引进单机容量为200万M和300万M的热电联产机组，有效减少了烟尘、氮氧化物和二氧化硫等污染物排放量。

2.2 降低能耗

某火电厂未改造前，由于汽轮机冷源损失，导致火电厂效率在41%～45%内，造成能源浪费，而在将该火电厂改造为热电厂后，该厂三大主机：发电机、锅炉和汽轮机中，发电机效率最高达到99%，锅炉达到94.8%，汽轮机达到90%，热电厂总热效率为85%。在对外供热上热电联产应用的是做了功的蒸汽，合理运用发电厂的冷源损失，提升了热效应，效率可上升到80%[2]。例如某电厂单机容量为300MW的热电联产机组在使用的过程中，全年供热量305.59万GJ，锅炉房吨蒸汽热值2.841GJ/t，平均压力0.75MPa，温度200℃，锅炉房供汽量是107.57万吨，每吨标准煤发热量7000大卡/kg，吨标准煤产生热量是29.26GJ。而根据一般小锅炉房的平均热效率60%来计算，锅炉吨标准煤产生热量是17.56GJ，折合蒸汽6.1795t，折合锅炉吨标准煤耗161.83kg。由此可以看出热电联产集中供热与小锅炉房分散供热相比，有效减少了煤燃料的使用量，充分发挥燃料使用率。

3 中小型热电联产机组节能减排措施及应用

某公司在生产中引入生产技术与专用设备，其中热电站已有的4台国产链条锅炉、3台国产汽轮机，这些设备经过成功改造后，能源消耗得到有效降低。但是由于近年来煤价和电价波动关联性影响到成本控制，导致煤炭价格上升，该公司自备热电站的生产成本也在增加，因此通过应用热电联产机组节能减排措施，对改善与推进该厂自备热电站的节能减排工作具有重要意义。

3.1 建立适用的锅炉和汽机经济运行节能管理应用模型

为了有效应对煤价上涨与季节性电价波动关联性影响成本因素，需要做好锅炉和汽机运行节能工艺优化改进工艺试验，根据试验结果与统计对各种运行方式的产汽量、压力、毛煤消耗、蒸汽溫度和外购电量等生产数据进行分析研究，实施煤价和电价联动管理，引导锅炉和汽机节能经济运行方式的优化调整，创新经济运行节能管理固定模式。例如在热电联产机组节能应用中，为优化机组工艺，需要建立适用的锅炉和汽机经济运行节能管理应用模型，监测到不含税煤价的6000KW抽凝机发电经济平衡点为737元，因此必须停运该设备，引进1500KW背压式汽轮机，确定日后锅炉运行的标准经济运行模式，长时间坚持该模式运行，根据年节约综合能源成本计算，每年节约成本为6647015元。

3.2 改造锅炉分层给煤加装混煤器

链条炉燃烧效率取决于锅炉炉排上煤层的平整性、大小颗粒，因此在实施热电联产机组节能减排措施时，为了改善锅炉燃烧情况，提升锅炉燃烧效率，降低炉渣含碳量，为锅炉燃烧创造条件，需要改造锅炉分层给煤加装混煤器，改造三辊分层给煤装置，有效解决炉排大小颗粒分布不匀称和上煤层不平整等问题，让炉渣含碳量得到有效控制，避免炉渣在燃烧过程中发生“火口”、“黑带”[3]。

3.3 改造锅炉放灰通道

考虑到锅炉放灰翻板关闭不紧密，放灰通道出口在高负压区域，导致积灰不能沉积在尾部积灰室有效阻隔烟气，部分高温烟气没有和对流管束、空气预热器和省煤器对流换热，只能借助尾部积灰室沉积通道出口的尾部烟道排放大气，导致排烟温度高于正常排烟温度，达到220℃，使得锅炉热效率下降，针对上述问题，需要对放灰通道出口进行改造，安装在锅炉尾部渣坑，及时恢复放灰翻板的放灰功能，并封死原放灰通道，试验结果表明应用效果良好，有效提升了锅炉的设计热效率。

3.4 改造吹灰器

公司引进的部分锅炉属于角管式锅炉，只是将压缩空气吹灰器安装在一二级过热器受热面。但是因吹灰管过长，喷嘴多，压缩空气压降较大，吹灰管末端不能有效压缩空气，只是吹掉吹灰器附近管子表面的浮灰，不能彻底将黏附于管子上的灰垢清除，加上吹灰器长期保持在高温烟气区状态，会出现变形问题，造成减速机损坏，不能旋转吹灰。并且灰粒导热系数较小，在对流受热面积灰，增加热阻，破坏了传热系统不能及时冷却烟气，导致排烟温度上升而引起锅炉热效率下降，这时需要及时改造锅炉吹灰机的受热面，在受热面安装声波清灰器，配备单独的空气电磁阀，由独立控制器实施吹灰控制。此外，为了解决冷源损失问题，还需将原机组后汽封、凝汽器和凝结水泵等辅助设备拆除，将中间隔板改造成后汽封，主抽改造为抽漏气，实现热电联产生产[4]。

4 结语

综上所述，热电联查机组充分发挥科技生产力的作用，通过先进的技术与设备建立适用的锅炉和汽机经济运行节能管理应用模型，改造锅炉分层给煤加装混煤器、锅炉放灰通道、吹灰机和汽机，有效优化整合能源结构，节约能源消耗，降低污染物排放量，提升了能源使用率，是节能减排措施及应用的主要技术支撑，在国民经济发展中发挥越来越重要作用，有利于推动经济可持续发展，具有良好的发展前景。

参考文献

[1]张磊洋.试论热电联产产业的发展趋势[J].科技创新与应用，2016，（5）：130-130.

[2]邹德佳.热电联产机组集中供热在节能减排中的作用[J].科技创新与应用，2017，（10）：176-176.

[3]刘家君.论热电联产推动企业节能减排的对策及措施[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（33）：939-939.

[4]田江涛，李燕.浅谈热电联产机组集中供热在节能减排中的作用[J].工程技术：全文版，2016，（11）：202-202.