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【摘要】本文笔者根据自己多年的工作经验，阐述了电厂热动系统节能应用现状，分析了电厂热动系统优化策略，并提出了电厂热动系统节能减排的措施。
【关键词】电厂；热动系统；节能减排
引言
所谓热动系统节能减排是通过分析系统的优化与节能的可能性，把热动系统作为全局优化对象来研究；对这个系统的改造以及节能的潜力，以各个视角全面分析和研究；从而采取各项节能减排措施，使得节能减排效果最大化。
一、电厂热动系统节能应用现状
电厂热动系统节能不仅是电力系统整体节能减耗工作的重点环节，也是电力生产节能技术从理论到实践的实际应用。考虑到节能改进成本的情况下，除了新建项目外通常不会对电厂热动系统主要构成设备进行大的改动，主要通过对技术细节或管理、运行方式的调整及精细化改动进行节能改造。
对于新建项目，可以通过设计阶段对新设备的合理配套、侧重于节能减排角度进行系统优化设计。对于正在运行或运行较长时间后的机组设备，可以通过节能减排分析诊断来评估能量多于损失途径，计算能耗改进空间，以此为基础制定优化改造方案，达到节能减排的效果。此前很长一段时间内，与工业化的粗放式发展一样，发电厂热动系统的节能减排工作并未得到足够的重视，因此在理论和时间上都存在有系统结构与连接方式不相适应、运行操作及相关设备维护不当，导致出现能源利用经济性达不到标准要求、能源转化效率低下的问题。但正因如此，反而为目前电厂热动系统节能留下了巨大的改进空间。
同时，由于电厂热动系统节能改进主要通过系统运行监测诊断及优化分析的方式进行，主要采取改进系统运行结构及连接方式，提升精细化管理水平来达到节能效果。因此，热动系统节能技术不仅为生产厂家节约了运行成本，同时实现了保护环境减少污染，推动可持续发展的效果。而对于电力系统来说，热动系统的节能改造提高了能源利用转化效率，提升了单位燃料发电量（供气量），而这一切又立足于相对较低的成本及并不复杂的技术措施，因此具备较大的可行性及潜在的经济效益。
二、电厂热动系统优化策略
作为电厂节能减排工作新研究领域的电厂热动系统节能，是节能理论与节能技术相结合的新产物。对系统的改造仅需要添加备件或采用新技术来完成。所以为了调整产业结构，提高管理水平，应该大量开展热动系统节能工作。但由于我国忽视了这方面的工作，从而缺乏有关节能优化的知识，出现热动设计方面系统结构与连接方式不匹配的现象；同时因为运行操作和维护不当导致经济性达不到标准要求。
要实现热动系统的优化，在满足供汽、供电基础上，还需要合理分配母管制锅炉系统的汽轮机阀门、管道流量和负荷。在满足汽轮机系统所需蒸汽量的基础之上，将锅炉系统所需的燃料降到最低，实现对锅炉系统的优化。
三、电厂热动系统节能减排的措施
（一）锅炉排烟余热回收措施
1、锅炉排烟余热未被利用的原因及改进措施
排烟余热未被利用的原因主要有两个：一个是排烟温度低，采用常规换热器。由于温压小，传热面要大，在有限空间布置的管多而密，造成烟气流阻大，引风机动力消耗大、经济上不合算。近来发展起来的热管式换热器具有热阻极小。热流密度极高的特性，在温压较小的情况下.也能满足换热量大的需要，克服了常规换热器的缺陷，因而成为理想的节能设备。二是燃煤中往往含有硫份.燃烧生成了SO3，与烟气中水蒸汽结合生成酸性物质，凝结在管壁上，强烈腐蚀受热面。腐蚀最严重的区域一是发生在壁温为水露点附近，另一个发生于壁温约低于酸露点的区域，在两个腐蚀严重的区域之间，有一个腐蚀较轻的安全区，据此，防止或消减腐蚀的措施有：
（1）可在换热器烟气侧直形热管外壁套一金属套管； （2）在设计中考虑，运行中调节。使换热器烟气侧壁温处安全区运行；（3）降低过量空气系数.减少SO3的生成量；（4）在过热器后的烟道里添加抑腐剂.减少烟气中的H2SO4含量。
2、排烟余热回收方式及经济效益分析
排烟余热有两种回收方式：一种是通过能量转换设备，转化为其他形式的能源回收；另一种通过能量转化，仍以热能形式回收至热力系统。
利用高效热管换热器把排烟废热转化成电能。工作过程为：通过泵的绝热压缩，把液体状态的工质送到热管热交换器，工质吸收排烟废热后，升温并等压蒸发.然后流入透平，工作蒸汽在叶片上得到绝热膨胀做功后，又在冷凝器中被等压冷却而液化。
（二）化学补充水环节的降耗
1、锅炉补给水处理的降耗方法
锅炉补给水处理运行成本主要包括：化学水处理的药剂成本和有关材料成本及耗电成本。如何进行成本的控制，需要根据不同时期的运行方式的不同来加以严格控制，从而达到降低消耗的目的。
（1）降低预处理药剂的消耗
锅炉水处理的预处理药剂包括混聚剂（如碱式氯化铝、聚合铝等），以及助凝剂（如聚丙稀酞胺等）。其成本控制是以预处理系统出水合格为前提，在此原则下尽量节约药剂的使用。
（2）控制树脂再生剂的消耗
离子交换除盐再生处理所用到的主要药剂为酸和碱，对没有采用膜分离技术进行除盐处理的电厂来说，此项处理药剂费用占化学运行的总成本较大。控制该项成本的关键主要是通过运行调试，选择合适的酸碱再生剂浓度、再生速度以及对再生时间长短的把握。操作时则应根据不同的季节，水质的不同、水温的不同，树脂与酸碱的反应速率的不同，来控制再生剂的浓度、用量以及再生的流速。春夏季水温高时，适当缩短再生时间，浓度可以降低，用量适当减少；秋冬季水温低时，则反之。
2、炉内水处理的降耗方法
（1）合理选择炉内水处理方式
对于超高压、亚临界锅炉，炉内水处理一般采用低磷酸盐或者平衡磷酸盐处理。对于超临界及超超临界锅炉。一般不进行炉内水处理，而直接在给水中加入氨水.调整给水pH值在规定范围。通过合理选择炉内水处理的方式。有效的节省不必要的加药消耗。
（2）尽量减少锅炉排污热损失
一般情况下，为了减少排污损失，亚临界锅炉的连续排污开度可以调整为3%～5%，定期排污的周期可以为5天甚至更长时间。有的厂担心炉水水质难以控制而在运行中开大连续排污或者增加定期排污次数，以保证水汽品质。事实上，增加连排开度、增加定排次数和缩短定期排污周期对控制水质效果不是很显著。连排的目的是排掉炉水中悬浮物，其中主要是汽包水位表面悬浮物，增加连排开度将会加大热力设备的热损失。
（三）供热蒸汽过热度循环利用
对于相当一部分工业供气量较大的火力发电厂来说，蒸汽过热度较高。但一般的工业用户并不需要过热度太高的蒸汽，而仅需要普通饱和蒸汽。因此火力发电厂常常需要使用冷却水对过热蒸汽进行降温处理才能输出到工业用户。但这是对热量及水源的极大浪费，因此可以采用循环利用方式提高蒸汽热度利用率，并自然降低蒸汽过热度。这一方式将过热蒸汽通过汽一水转换器重新循环加人热力循环过程，使仍具有较大过热度的蒸汽继续在汽轮机中做功，从而充分利用并自然降低其过热度。合理的循环利用过热度可以获得较高的经济性.不仅使蒸汽轮机的循环热效率得以提高，又能使背压机排汽量增加。
结语
总之，电厂热动系统节能是目前电力系统技术升级及改进的主要方向，同时也是充满潜力的研究领域。热动系统节能成本较低，但可以有效降低企业生产成本，提升经济效益，并可以产生良好的社会及环境改善。对电厂热动系统节能技术进行推广，对我国产业结构调整、电力行业改革及发展具有重要的意义。
参考文献
[1] 韦金彬，刘培.对电厂热力系统节能减排的策略分析[J].电源技术应用，2012，12 （11）.
[2]孟宪军.赵思翁.火力发电厂热力系统节能分析与改进[J].科技博览，2007.
[3]欧阳凯.浅析发电厂热力系统的节能模式[J].机电信息.2011，（36）
【关键词】电厂；热动系统；节能减排
引言
所谓热动系统节能减排是通过分析系统的优化与节能的可能性，把热动系统作为全局优化对象来研究；对这个系统的改造以及节能的潜力，以各个视角全面分析和研究；从而采取各项节能减排措施，使得节能减排效果最大化。
一、电厂热动系统节能应用现状
电厂热动系统节能不仅是电力系统整体节能减耗工作的重点环节，也是电力生产节能技术从理论到实践的实际应用。考虑到节能改进成本的情况下，除了新建项目外通常不会对电厂热动系统主要构成设备进行大的改动，主要通过对技术细节或管理、运行方式的调整及精细化改动进行节能改造。
对于新建项目，可以通过设计阶段对新设备的合理配套、侧重于节能减排角度进行系统优化设计。对于正在运行或运行较长时间后的机组设备，可以通过节能减排分析诊断来评估能量多于损失途径，计算能耗改进空间，以此为基础制定优化改造方案，达到节能减排的效果。此前很长一段时间内，与工业化的粗放式发展一样，发电厂热动系统的节能减排工作并未得到足够的重视，因此在理论和时间上都存在有系统结构与连接方式不相适应、运行操作及相关设备维护不当，导致出现能源利用经济性达不到标准要求、能源转化效率低下的问题。但正因如此，反而为目前电厂热动系统节能留下了巨大的改进空间。
同时，由于电厂热动系统节能改进主要通过系统运行监测诊断及优化分析的方式进行，主要采取改进系统运行结构及连接方式，提升精细化管理水平来达到节能效果。因此，热动系统节能技术不仅为生产厂家节约了运行成本，同时实现了保护环境减少污染，推动可持续发展的效果。而对于电力系统来说，热动系统的节能改造提高了能源利用转化效率，提升了单位燃料发电量（供气量），而这一切又立足于相对较低的成本及并不复杂的技术措施，因此具备较大的可行性及潜在的经济效益。
二、电厂热动系统优化策略
作为电厂节能减排工作新研究领域的电厂热动系统节能，是节能理论与节能技术相结合的新产物。对系统的改造仅需要添加备件或采用新技术来完成。所以为了调整产业结构，提高管理水平，应该大量开展热动系统节能工作。但由于我国忽视了这方面的工作，从而缺乏有关节能优化的知识，出现热动设计方面系统结构与连接方式不匹配的现象；同时因为运行操作和维护不当导致经济性达不到标准要求。
要实现热动系统的优化，在满足供汽、供电基础上，还需要合理分配母管制锅炉系统的汽轮机阀门、管道流量和负荷。在满足汽轮机系统所需蒸汽量的基础之上，将锅炉系统所需的燃料降到最低，实现对锅炉系统的优化。
三、电厂热动系统节能减排的措施
（一）锅炉排烟余热回收措施
1、锅炉排烟余热未被利用的原因及改进措施
排烟余热未被利用的原因主要有两个：一个是排烟温度低，采用常规换热器。由于温压小，传热面要大，在有限空间布置的管多而密，造成烟气流阻大，引风机动力消耗大、经济上不合算。近来发展起来的热管式换热器具有热阻极小。热流密度极高的特性，在温压较小的情况下.也能满足换热量大的需要，克服了常规换热器的缺陷，因而成为理想的节能设备。二是燃煤中往往含有硫份.燃烧生成了SO3，与烟气中水蒸汽结合生成酸性物质，凝结在管壁上，强烈腐蚀受热面。腐蚀最严重的区域一是发生在壁温为水露点附近，另一个发生于壁温约低于酸露点的区域，在两个腐蚀严重的区域之间，有一个腐蚀较轻的安全区，据此，防止或消减腐蚀的措施有：
（1）可在换热器烟气侧直形热管外壁套一金属套管； （2）在设计中考虑，运行中调节。使换热器烟气侧壁温处安全区运行；（3）降低过量空气系数.减少SO3的生成量；（4）在过热器后的烟道里添加抑腐剂.减少烟气中的H2SO4含量。
2、排烟余热回收方式及经济效益分析
排烟余热有两种回收方式：一种是通过能量转换设备，转化为其他形式的能源回收；另一种通过能量转化，仍以热能形式回收至热力系统。
利用高效热管换热器把排烟废热转化成电能。工作过程为：通过泵的绝热压缩，把液体状态的工质送到热管热交换器，工质吸收排烟废热后，升温并等压蒸发.然后流入透平，工作蒸汽在叶片上得到绝热膨胀做功后，又在冷凝器中被等压冷却而液化。
（二）化学补充水环节的降耗
1、锅炉补给水处理的降耗方法
锅炉补给水处理运行成本主要包括：化学水处理的药剂成本和有关材料成本及耗电成本。如何进行成本的控制，需要根据不同时期的运行方式的不同来加以严格控制，从而达到降低消耗的目的。
（1）降低预处理药剂的消耗
锅炉水处理的预处理药剂包括混聚剂（如碱式氯化铝、聚合铝等），以及助凝剂（如聚丙稀酞胺等）。其成本控制是以预处理系统出水合格为前提，在此原则下尽量节约药剂的使用。
（2）控制树脂再生剂的消耗
离子交换除盐再生处理所用到的主要药剂为酸和碱，对没有采用膜分离技术进行除盐处理的电厂来说，此项处理药剂费用占化学运行的总成本较大。控制该项成本的关键主要是通过运行调试，选择合适的酸碱再生剂浓度、再生速度以及对再生时间长短的把握。操作时则应根据不同的季节，水质的不同、水温的不同，树脂与酸碱的反应速率的不同，来控制再生剂的浓度、用量以及再生的流速。春夏季水温高时，适当缩短再生时间，浓度可以降低，用量适当减少；秋冬季水温低时，则反之。
2、炉内水处理的降耗方法
（1）合理选择炉内水处理方式
对于超高压、亚临界锅炉，炉内水处理一般采用低磷酸盐或者平衡磷酸盐处理。对于超临界及超超临界锅炉。一般不进行炉内水处理，而直接在给水中加入氨水.调整给水pH值在规定范围。通过合理选择炉内水处理的方式。有效的节省不必要的加药消耗。
（2）尽量减少锅炉排污热损失
一般情况下，为了减少排污损失，亚临界锅炉的连续排污开度可以调整为3%～5%，定期排污的周期可以为5天甚至更长时间。有的厂担心炉水水质难以控制而在运行中开大连续排污或者增加定期排污次数，以保证水汽品质。事实上，增加连排开度、增加定排次数和缩短定期排污周期对控制水质效果不是很显著。连排的目的是排掉炉水中悬浮物，其中主要是汽包水位表面悬浮物，增加连排开度将会加大热力设备的热损失。
（三）供热蒸汽过热度循环利用
对于相当一部分工业供气量较大的火力发电厂来说，蒸汽过热度较高。但一般的工业用户并不需要过热度太高的蒸汽，而仅需要普通饱和蒸汽。因此火力发电厂常常需要使用冷却水对过热蒸汽进行降温处理才能输出到工业用户。但这是对热量及水源的极大浪费，因此可以采用循环利用方式提高蒸汽热度利用率，并自然降低蒸汽过热度。这一方式将过热蒸汽通过汽一水转换器重新循环加人热力循环过程，使仍具有较大过热度的蒸汽继续在汽轮机中做功，从而充分利用并自然降低其过热度。合理的循环利用过热度可以获得较高的经济性.不仅使蒸汽轮机的循环热效率得以提高，又能使背压机排汽量增加。
结语
总之，电厂热动系统节能是目前电力系统技术升级及改进的主要方向，同时也是充满潜力的研究领域。热动系统节能成本较低，但可以有效降低企业生产成本，提升经济效益，并可以产生良好的社会及环境改善。对电厂热动系统节能技术进行推广，对我国产业结构调整、电力行业改革及发展具有重要的意义。
参考文献
[1] 韦金彬，刘培.对电厂热力系统节能减排的策略分析[J].电源技术应用，2012，12 （11）.
[2]孟宪军.赵思翁.火力发电厂热力系统节能分析与改进[J].科技博览，2007.
[3]欧阳凯.浅析发电厂热力系统的节能模式[J].机电信息.2011，（36）