根据数据显示,我国一年的能源消约为36吨标煤,其中煤炭占 68.5%,石油占比为17. 7%,水能 7.1%,天然气4.7%,核能占 0.8%,其他占 1.2%。同比数据为世界平均的2.5倍,与代表性发达国家相比约为3~7倍,并且普遍高于其他发展中国家。总体煤炭消耗为世界的一半,而其中以煤炭消费为典型代表的火电厂则消耗了其中近6成的煤炭资源。并且预计在接下来的数年内会上升至48吨标煤的能源消耗新高。且现阶段我国仍以燃煤火电厂为主,热电、风电、核电的利用率较低。火电厂的主要利用能源仍为煤炭资源,燃气、余热、垃圾工业电厂总计不到3%。但燃煤会消耗空气中大量的氧气,并产生二氧化碳,而二氧化碳则是温室效应、全球变暖的元凶;煤炭燃烧不充分也会造成空气中扬尘的增加,增加空气中PM2.5 指数,加重电厂附近城镇空气污染;另外煤渣的不合理处理、堆放,占用大量土地并导致土壤污染也是一个重要问题。根据我国科学发展观要求,以及新兴起的碳经济要求,电厂节能技术的更新和推广势在必行。
一般来说节能工作和减排工作应当同期进行,但是这两者有层次之分,节能工作的直接目的有两个,一是达成减排目标,降低环境压力,是企业履行社会责任的表现,二是通过增加效率而减少投入成本从而提高企业效益。
相应的节能技术更新、应用思路也可以大体上分为两方面,分别为效率提高和减排目标。效率提高,即通过一系列措施增加能源利用效率和电能利用效率;减排目标,即合理使用煤炭等能源物质,合理处理使用后产生的废弃物。
(一)煤炭等能源物质的使用适量。一是在现阶段做到大规模的电能储备是超越技术现实的,因此发电厂总处在强负荷工作状态,即发电量远大于用电量,以保证全地区的稳定供电。也就是说电厂的电能产生量是过剩状态,这其中有很大一部分能源是没有转化为能量被利用,一定程度上可以说是能源浪费。虽然不能大幅度削减发电厂能源物质的投入,但是可以依据时间进行一定范围内的调整。这需要做好用电单位统计,通过人口、建筑的数量、类型等数据,经过较为专业的判断,加上电表统计,可以掌握电厂负责区域内单位时间的电能消耗。而每一个发电机组的发电量、功率,都是固定的。且一般情况下晚上的用电量或小于白天。保证实际供电量超额定用电量二十到四十左右的百分点即可保证稳定供电,将发电量控制在这个范围内进行电厂能源物质使用,从而提高能源利用效率。二是火力发电机原理是利用能源燃烧等方式,将化学能转化为内能,从而推动轮机进行发电。根据火力发电机类型不同,其额定温度不同,从低温发电机组到超临近发电机组其工作额定温度为450℃ 到600℃不等,因此在进行发电工作时应当对发电机组锅炉内温度做好实时监测,从而能够对能源物质填充进行及时调整,防止太多的过量加温,也能一定程度上增加能源利用效率,减小能源物质的浪费,进而达成节能目的。
(二)科学技术手段的加入。通过人力控制能源物质的投入量,一定程度上存在误差,且存在不方便管理的问题,即每个大型机组都需要众多的人力资源才能稳定运行。可以通过科学技术手段的加入来解决这一问题,尤其是自动化技术。电厂应用自动化技术,其包括PCS、MES、BPS三层结构系统,通过这些系统能够实现节能降耗、优化资源使用等,并且能够将相对松散的管理控制工作进行集中化处理,降低人力消耗。并且自动化系统能够在夜间甚至无人操作期间依旧对发电机组进行有效控制,规避因一些特殊情况造成的负责人员缺岗而造成的损失。通过以计算机为代表的电子设备对发电机组进行智能管理,对发电机组锅炉内能源物质填充做到自动化管理,对每个时间、每个类型的发电机组锅炉的能源补充做到精确控制,进一步提升能源利用效率。
(三)硬件部分改造提高机组稳定性。
1.对锅炉进行节能改造。一是锅炉启动和稳燃过程中需要进行燃油补充,可以针对这个程序进行锅炉改造,采用燃烧器和小油枪的组合代替其他类型点火构件,采用小油枪进行灌油能够在保证点火效率的同时规避因原来的大范围抽油、灌油造成的燃油浪费。二是炉内点火方式也可以进行相应的改进,现今较为先进的点火技术,为等离子点火技术,这种技术配合上述的灌油构件改造,能够实现燃油管理和燃油节约,并且方便管理,从而能够尽可能地减少不必要的浪费。三是通过进行合理的燃烧调整稳定锅炉运行状态,避免因操作失误问题造成的熄火、失温等事故而引起的锅炉二次点火等问题。具体措施可以通过改良鼓风系统,实行自动改造,稳定锅炉内空气系数,保证锅炉内能源物质的稳定燃烧和效率燃烧;改良锅炉内温度控制系统,改良喷水调节器,完成对锅炉温度的有效控制;改良锅炉排风系统,及时将煤炭扬尘等颗粒物质从锅炉内排放到特定区域,避免因扬尘过多造成的燃烧不充分和炉内温度分布不均而带来的爆管、炸裂隐患。
2.轮机的节能改造。轮机的采用需要根据实际需要和实际运行情况,安装高、中、低压缸,并且其调节阀、通流结构、气封结构要进行配套使用。需要从设计上减少蒸汽过分膨胀损失和因漏气而造成的内能流失,提高轮机运行效率。一是在轮机运行前进行密封性检测,检查是否存在漏气、胀气现象,有则根据成因进行排除;二是对轮机进行密封性加固措施,由于发电需要,轮机在运行过程中必须要保证其内部真空度;三是对轮机进行试运行实验操作,检查轮机是否能够稳定达到额定效果,如果不能则及时进行故障排查工作,保证轮机在正式投入使用前处于最佳启动状态。
(四)其他一些节能措施。一是由于煤炭、天然气等资源的不可再生性,寻找其替代能源必然是未来的大趋势,且现阶段主流能源物质,尤其是煤炭,其使用伴随着极大的环境压力,未来必然会被取缔,通过技术开发,设计出可以适应新能源(例如:甲烷、氢气等)的发电机组才是可持续战略下的上上之策。二是建立相关产业链,将电厂废弃物质进行二次利用甚至多次利用,达到资源的最高利用效率,以提高产业效益等。
电厂的节能技术开发并不会一蹴而就,需要在长期的生产经营下进行经验总结,做好器械改良、技术更新工作仅仅是个开始。期间还需要输电部门的大力配合,减少输电过程中的电力流失,以及用电单位的节能环保意识提高,才能够产生长远效益。最终的发展方向必然是新型电厂的全面建成,即风电、核电、“垃圾电”的全面应用。 2100433B