火力发电厂化学运行优化与节能降耗措施

周亮

大唐吉林发电有限公司长春第三热电分公司

摘要:火力发电厂作为重要的能源供应来源，其化学运行优化与节能降耗措施具有重要意义。本论文针对火力发电厂化学运行过程中存在的问题和挑战，综合运用各种措施和技术，通过优化运行方式和提升设备效率，实现节能降耗的目标。本文旨在系统地介绍火力发电厂化学运行优化和节能降耗措施的研究现状与进展，并提出一些未来的发展方向和建议，以期为火力发电行业的可持续发展提供参考。

关键词：火力发电厂;化学运行优化;节能降耗

引言

火力发电厂是重要的能源供应者，然而其能源消耗和环境影响也是人们关注的焦点。因此，采取节能降耗措施是必不可少的。本文将详细介绍火力发电厂的节能降耗措施，包括燃烧系统优化、锅炉系统优化、废热回收利用、协同控制、水系统的节能措施、调峰与储能技术应用、自动化与智能化管理以及节能意识培养与管理等方面，以期为实现可持续发展提供参考和指导。

1、火力发电厂化学运行状态分析

1.1燃煤火力发电厂化学反应过程

燃煤火力发电厂的化学运行涉及多个环节和反应过程。首先，煤炭在锅炉中通过燃烧产生高温高压蒸汽，推动汽轮机发电。然而，在燃烧过程中会产生一系列化学反应，如燃烧反应、硫化物生成、氮氧化物生成等。借助初始燃烧和燃烧优化技术，可以控制燃烧过程中的碳氧化物生成，并提高燃烧效率。此外，熔融灰渣会与煤中的硫元素结合，形成硫酸盐，导致烟道气中SO2排放。NOx污染主要由硝化作用和燃烧空气中氮气热力学过程引起。

1.2化学运行过程中存在的问题与挑战

火力发电厂的化学运行过程面临着一些问题与挑战。首先，SO2和NOx的排放对大气环境造成严重污染，加大了大气酸雨、光化学烟雾等问题的难度。其次，火力发电厂的水系统中存在着水垢、腐蚀和微生物污染等问题，影响锅炉和循环冷却水系统的正常运行。此外，火力发电厂在燃料供应和燃烧过程中也面临一些困难。燃料的选择和配煤成为影响燃烧效率和烟气排放的关键因素。同时，高温高压条件下的燃烧过程对设备的压力和腐蚀造成一定的挑战。

2、火力发电厂化学运行优化措施

2.1燃煤配煤与燃烧优化

燃煤配煤是火力发电厂化学运行中的重要环节。针对不同种类的煤炭，通过科学合理的配比，可以控制煤中的硫、灰和挥发分等成分的含量，降低SO2和烟尘的排放。优化配煤过程中需要考虑煤的性质、供应稳定性、价格因素等，以达到最佳的燃烧效果。同时，燃烧优化也是提高火力发电厂化学运行效率的重要手段之一。通过燃烧器调整和燃烧过程控制，可以实现空气预热、分级燃烧和燃烧温度控制等技术，以提高燃烧效率、降低NOx排放和保证炉内温度的均匀性。例如，采用低氮燃烧器、燃烧分级调整和碱金属添加等技术，能够有效降低燃料的氮含量和NOx的生成。

2.2烟气净化技术改进

火力发电厂燃烧产生的烟气中含有烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物，需要通过净化措施进行处理，减少对环境的影响。现代烟气净化技术包括布袋除尘器、电除尘器、湿法脱硫和选择性催化还原脱硝等。布袋除尘器采用高效滤料，可以有效去除烟尘颗粒。而电除尘器则通过高压直流电场对带电微粒进行捕集和收集，具有高效、低能耗的特点。湿法脱硫技术将烟气与喷雾剂接触，通过化学反应将SO2转化为硫酸盐沉淀物，达到去除硫化物的目的。选择性催化还原脱硝技术利用特定催化剂，在适当的温度条件下将NOx转化为N2和H2O，从而达到降低NOx排放的效果。

2.3垃圾热值利用与废弃物处理

在火力发电厂的燃料系统中，可适当引入垃圾和废弃物作为燃料，实现其资源化利用和废弃物的处理。这不仅能减少煤炭等传统燃料的使用量，降低能源消耗，还可以有效地减少废弃物的排放和对环境的污染。在使用垃圾和废弃物作为燃料时，需要注意燃烧过程中产生的有害物质的控制和处理，确保燃烧过程的安全和环保。

2.4火力发电厂水质控制与循环利用

火力发电厂的水系统包括给水系统、锅炉补给水和循环冷却水系统等。在化学运行过程中，需要对水质进行控制，以防止水垢、腐蚀和微生物污染等问题的发生，保证设备的正常运行。为了实现节能降耗，可以采用先进的水处理剂，如缓蚀剂、缓蚀分散剂和缓蚀凝结剂等，对供水和循环冷却水进行处理，降低水垢和腐蚀的发生。此外，定期进行水系统的清洗和消毒，可以有效控制微生物的生长和繁殖，减少微生物污染对设备的影响。在节约水资源方面，可以通过合理设计水循环系统，实现水资源的循环利用。例如，采用闭路循环冷却系统，将排出的冷却水再次循环利用，减少了对新鲜水的需求。另外，在锅炉补给水处理中，可以引入反渗透等膜分离技术，实现对水质的高效处理，提高水的回用率。

2.5数据分析与智能化运维

数据分析和智能化运维是优化火力发电厂化学运行的关键环节。通过采集和分析运行数据，可以实时监测和评估化学运行状态，及时发现问题并采取相应的措施进行调整和修复。同时，借助人工智能、大数据和物联网等技术，可以实现运行数据的智能化处理和预测分析，提高运维效率和精度。

3、火力发电厂节能降耗措施

3.1燃烧系统优化

通过燃烧系统的优化，可以提高燃烧效率，降低燃料消耗。具体措施包括燃烧控制技术的改进，如燃烧器的调整和优化、燃烧过程的控制、燃烧温度的控制等，以提高燃料的利用率和燃烧效率。

3.2锅炉系统优化

在锅炉系统中，可以采取一系列的措施来提高系统运行效率。例如，改进煤粉和空气的混合方式，优化锅炉的结构设计，改进流体动力学特性，减少烟气的温度损失和其他不必要的能量损失。

3.3废热回收利用

火力发电厂在发电过程中会产生大量的废热。通过合理设计和改造，可以实现废热的回收利用，用于汽轮机凝汽器的加热、锅炉进水预热等。这样可以提高能源利用效率，降低能源消耗。

3.4发电机组协同控制

火力发电厂通常由多台发电机组组成，通过协同运行和控制，可以优化系统的运行效率。例如，对负荷进行合理分配，实现多台发电机组之间的协调运行，避免不必要的启停操作，降低能源损失。

3.5水系统的节能措施

火力发电厂的水系统包括给水系统、锅炉补给水和循环冷却水系统。在水处理过程中，采用先进的水处理技术，如膜分离技术、化学处理等，以降低水处理的能耗，并减少对新鲜水的需求。此外，优化水循环系统的设计和运行，实现水资源的循环利用，也是节能降耗的重要手段。

3.6调峰与储能技术应用

通过引入调峰与储能技术，可以平衡供需之间的不平衡，实现电力系统的灵活调度和优化运行。具体措施包括电池储能技术的应用、抽水储能技术的利用等，以提高系统的运行效率和灵活性。

3.7节能意识培养与管理

除了技术手段，节能降耗还需要加强节能意识的培养和管理。通过开展培训和教育活动，提高员工对节能重要性的认识，推广节能技术和经验的分享，形成全员参与、共同推进节能降耗的良好氛围。

结束语

总之，火力发电厂节能降耗是实现可持续发展的重要举措。通过优化燃烧系统、锅炉系统和水系统，合理利用废热、加强协同控制和应用智能化技术，可以大幅提升能源利用效率，减少环境污染。我们应该不断创新，推动火力发电行业朝着更加环保、高效的方向发展，为可持续能源的实现做出贡献。

参考文献

[1]时佳.电气节能降耗措施在火力发电厂中的应用[J].清洗世界,2022,38(01):3-4.

[2]李建明,王吉茂.火力发电厂化学节能降耗分析[J].化工设计通讯,2021,47(11):145-146.

[3]高成凯.火力发电厂节能降耗技术措施探讨[J].清洗世界,2021,37(10):128-129.

[4]马天波.火力发电厂化学运行优化与节能降耗措施[J].中国新技术新产品,2021(07):116-118.