热电厂节能技术
节约能源。保护环境是我国实现可持续发展战略的重要组成部分，这已成为我国的一项基本国策。目前，在商业企业可大规模实现能源转换的技术中，热电联产，热电装置的热电效率是最高的。建设热电厂，实现热电联产、热电冷联供事节约能源、保护环境、提高企业经济效益的有效途径。
目前，在我国电厂的能源结构中，燃煤电厂的发电量占全国总发电量的80%以上，即使到2020年，燃煤发电厂的发电量仍将在70%以上。煤燃烧排放的SO2和NOx以及粉尘仍是大气主要污染源。努力提高能源利用率，尽可能减少煤炭消耗，减少温室气体和SO2的排放，仍然是环境保护的主要任务。为此，继续加大热电联产建设步伐，扩大热电联产在电力装置中比例，就成为今后电力建设中一个重要任务，也是我国实施节约能源、保护环境持续发展战略的必然选择。
我们不仅要不断增加热电联产的比例、节约能源，同时还要不断提高热电联产的建设、运行管理水平，以进一步提高效率、降低消耗、减少污染、增加效益。
1.热电厂主要设备节能
热电厂在把一次能源转化为电、热能的过程中，采用了热电联产工艺，减少了转换过程中的冷源损失，使热电厂发电、供热标煤耗率低于相同条件下的热、电分别生产的这一指标。近几年来，随着热电竞价上网措施的落实和煤炭燃料价格的上涨，热电厂的经济效益也受到一定的影响。
热电厂主要设备包括锅炉、汽轮机、发电机、省煤器、送引风机、静电除尘器、碎煤机和变频器等。搞好热力设备、热力系统及热网的保温，是控制热电厂能源损失的重要措施之一。保温效果的好坏，取决于保温材料和质量的选择、保温厚度的确定及保温结构的选定，要确保保温效果，达到严密、坚固、表面温度不超标。另外，要不断更新保温技术和措施，定期对保温进行维护。
下面对主要设备的运行参数和节能措施进行分析。
1．1锅炉的节能措施
目前很多热电厂是中温中压参数的热电机组，循环热效率较低，因此要实现节能降耗，降低生产成本，需要分析热电厂机组的热化电能生产率。
(1)采用高参数的锅炉。
热力学中卡诺循环的效率为η1=1− T1T2，从该式可以看出，初温
T1越高，效率η1越高。初温对热电厂的影响和卡诺循环相同，提高新汽的初温T1，可以使热效率提高。从目前热电厂情况和锅炉的实际运行参数看，采用高参数的锅炉是一种比较可行的节能措施，并且经济性效果显著。
(2)采用强化传热结构。在锅炉节能设备方面，目前强化换热技术发展较快，如能在热电厂技术改造中将传热结构改为各种先进的强化传热的结构方式，增大传热面积，提高换热效果，也是有效的节能技术。强化传热技术可以为：改变管子外形，管外加翅片；通过改变管子形状和表面特性来强化传热，如加工成螺纹管、螺旋槽管、外翅片
管等强化传热管技术；也可改变壳程挡板或管间支撑物，以减少或消除壳程流动与传热的滞留死区，使传热面积得到充分的利用。
(3)加强保温和密封。为保证锅炉的燃料燃烧热能被充分利用，需保证炉墙的保温、炉顶的密封和炉墙缝隙的密封。为减少炉墙散热损失，提高炉膛温度，炉墙的保温可采用硅酸铝平板包覆，炉墙交接处的伸缩缝用硅酸铝绳加硅酸铝平板密封。炉顶与炉墙交界部分由于在使用过程中，随着使用时间的延长和热胀冷缩也会出现开裂，引起锅炉“三漏”，即漏风、漏烟、漏灰。热电厂锅炉的炉顶四周与炉墙交界处的“三漏”可采用延长炉顶高度和增高炉墙达到较好的密封效果，将炉墙与炉顶的水平伸缩缝包裹起来。
1．2汽轮机的节能措施
汽轮机是将蒸汽转变为电能的机械装置。由于汽轮机是锅炉和发电机的连接桥梁，因此汽轮机供热参数的合理匹配，对节能有重大意义。如能保持它的进、排汽参数处于额定值，不仅有利于汽轮机的安全运行，也有利于保证汽轮机经济运行。
(1)采用汽轮机压力匹配器。目前我国中小型热电厂机炉匹配复杂。有的供汽压力远高于用户压力，从而造成能位贬值使用，此时应当考虑能位的梯级利用。有的锅炉降低了运行参数，致使汽轮机也降低了运行参数，低于额定参数，这样对汽轮机的出力影响很大，应采取措施及时调整。在这种情况下可在汽轮机抽汽管道上增加汽轮机压力匹配器。压力匹配器的工作原理是借助于少量的高压力蒸汽的喷射，形成高速汽流、引射并提高低压力蒸汽的压力，适应供汽要求。
(2)保证汽轮机的排汽真空。汽轮机的排汽真空是一个重要的监视参数，如真空达不到要求将影响汽轮机的经济运行效果，真空降低，使发电量减少，热能损失增大。对汽轮机的真空度要定期试验，保持系统的严密性，发现问题及早解决。
(3)采用除盐水。汽轮机射水抽汽器是通过抽吸凝汽器中的不凝结气体来维持凝汽器中真空的设备。由于循环冷却水容易在管道及射水抽汽器中结垢，结垢后使凝汽器内真空度降低，减少汽轮发电机组的发电。通常可改用除盐水作为抽真空的介质水。除盐水经循环水箱送到除氧器。这样除盐水不会在抽汽器中结垢，解决了真空下降问题，除盐水带走了凝汽器内部分热量，得到了加热，减少了除氧器的用汽量。
(4)汽轮机轴瓦冷却独立冷却水循环系统。
汽轮机在高速旋转情况
下，受到高温蒸汽的加热，轴瓦将会产生热量。汽轮机中为了冷却由于轴瓦温度升高导致的润滑油温升高，因此设置了冷油器设备。冷油器是一个列管式表面冷却器，来冷却汽轮机轴瓦出来的润滑油。通常热力系统设计用工业生产水作为冷油器冷却水，吸收热量后直接排放掉。实际上这部分水可通过技术改造后形成一个独立的冷却水循环系统，水源热量作为民用取暖用水或热电厂厂用水。
(5)汽轮机漏汽的回用。为了避免转动部件与静止部件的摩擦、碰撞，汽轮机轴伸出汽缸的两端处以及自动主汽门、调速汽门和旋转隔板等处必须留有适当的间隙，这些间隙的前后都有压力差存在导致漏汽。为防止漏汽安装有汽封加热器，集中这些漏汽经冷却后变为冷凝水。通过节能改造可用管道将漏汽引入汽轮机回收利用。
1．3发电机的节能措施
发电机是将热能转化成电能的最后步骤。发电机工作时由于存在铜损和铁损，这些损失转变成了热能，导致铁芯和线圈的温度升高。为了将线圈和铁芯产生的热量及时带走，防止线圈老化，发电机通常安装有空气冷却器。它通常采用循环冷却水冷却发电机出来的空气后再送入发电机。通常热力系统设计用工业生产水作为空气冷却器冷却水，吸收热量后直接排放掉。实际上这部分水通过技术改造后形成一个独立的冷却水循环系统，水源热量作为民用取暖用水或热电厂厂用水。
2.余热回收技术
热电厂的余热是最终消耗的能源，如能强化热电厂尾部的传热效
果，降低排烟温度，达到热量的最大利用，将从最终环节达到热电厂的节能。
目前，国内外烟气余热回收装置有回转式换热器、焊接板(管)式换热器、热管换热器、热媒式换热器、有效吹灰或加装程控吹灰装置、加装低压省煤器等，其中以热媒式和热管式为主。热媒式换热器由于运转设备多，设备维护和运转费用高，对系统的要求十分苛刻，在国内应用较少。热管是一种新型、高效的传热元件，其内部是靠工质循环实现热量传递，它的当量热导率可达金属的数倍。以热管为传热元件的热管换热器较其他换热器在利用热能、回收废热、节约原料、降低成本等方面，具有独特的优点，特别适用于中低温的余热回收，广泛应用于锅炉余热回收，取得了明显的节能效果。
热电厂生产过程中，厂用电率一般较高，采用循环流化床锅炉厂用电量就更高；用户供热耗电大也是厂用电量高的原因。同时，热电厂又有大量的低温低压余热蒸汽，利用这些低品位蒸汽来产生电力和动力，可大大降低厂用电消耗，经济效益和节能效果十分明显。
锅炉连续排污系统是锅炉汽包内水表面处的排污，排除炉水中的各种杂质，以确保蒸汽品质，使机、炉等设备能正常安全运行，但却使电厂的热损失增加。热电厂排污量每增加1％ ，将使燃料消耗量增加约0．12％-0．18％，它几乎等于电厂其他汽水损失的总和。热电厂通常设置连续排污扩容器系统，由于扩容蒸发产生的蒸汽含盐量很低，允许回收进热力系统。
完善废热回收利用系统，通常热电厂的供汽凝水回收一般很难做
到，主要原因是水质被污染而放掉，从而造成较大的热量损失，而补充这些损失所采用的水质较好的软化水增大了补水成本。因此热电厂对回水利用要研究可行方法，以减少浪费，降低成本。
3.点火技术
循环流化床燃烧技术是目前最成熟、最经济、应用最广泛的一项清洁燃烧方式。依托于该技术发展起来的循环流化床锅炉也在世界范围内迅速发展，目前在中小容量锅炉方面已得到大范围推广。通常热电发电机组启动点火都是采用燃烧柴油或重油的方法。l台60万kW 机组，调试启动一次就要消耗燃油6000～8000t，采用等离子体点火能有效降低燃油消耗。
等离子体是指物质被电离后生成的由原子、电子、离子和分子等粒子组成的正负电荷数相等、对内为良导体、对外为中性体的粒子集合体。利用空气等离子体内的高温，使通过空气等离子体的煤粉气流深度裂解，产生出比正常燃烧多20％ ～80％的挥发分，并使这些挥发分迅速点燃，等离子点火通过电离空气迅速点燃煤粉，在等离子燃烧器内着火后喷入炉膛，从而代替油枪实现锅炉点火，进而点燃固态碳，达到了煤粉气流连续燃烧。等离子点火技术可以直接采用煤粉点火，不仅节约了石油资源，并可减少粉尘排放，避免环境污染，为电厂节约80％～90％的点火成本。现有火电机组如全部改造成为等离子点火，每年可以节约燃油600万t以上，为电厂节约发电成本300亿元，相当于为国家节约了一座中型油田的原油。
4.加强对燃料的全过程管理
目前我国的热电厂基本上仍以燃煤作为主要燃料，因此，做好燃煤的经济管理，是热电厂节能的重要手段。首先应制定燃煤全过程管理制度，从煤炭采购的计划安排、煤价的确定、煤质的化验和煤量的检验，到根据不同炉型对入炉煤按挥发分、发热量、灰分等的合理调配和控制等各个环节都应有章可循。
在锅炉中，燃料的燃烧是将燃料的化学能转变为热能的过程，通过提高燃烧效率，能提高锅炉的热效率，同时也是保证热电厂经济和环保效益的重要组成部分。
必须对锅炉燃烧的进、出口进行有效控制，才能真正提高燃烧效果。进口处合理调节风速，根据炉膛温度、负荷大小进行调整，否则燃料的燃烧率较难提高，造成燃烧损失。应将锅炉渣的含碳量等作为考核燃料燃烧率的重要指标。
在热电厂中，输煤系统通常是在进碎煤机前都采用固定筛，但有时煤所含水分超标时，煤粉不能有效地从固定筛中通过，直接进入碎煤机，造成碎煤机被堵死而停发电事故。因此可采用滚动筛替代固定筛安装在碎煤机前，解决进厂煤灰分高、水分超标而导致碎煤机被堵死，减轻碎煤机的负荷。
5.降低辅机设备电耗，利用交流变频技术
目前我国大部分热电厂使用的是循环流化床锅炉，锅炉循环倍率高，锅炉效率与风煤配比有很大关系。当风量大于最佳风量的1％，锅炉出力效率将降低3％，锅炉磨损将增大3倍。当热电厂燃煤的品种发生变化时，发热量波动大，要想达到最佳风煤配比，风量要根据燃烧状
态及时调整才行。因此，必须采取一种调节范围大、调节比较灵敏方便的调节风量的方式。
阀门节流调节法设备简单、调节容易，附加能量损失大；前导器调节法的效率比阀门节流调节高，但调节范围较窄；改变叶轮叶片安装角调节法的操作不灵活，较难全部实现；变频调速调节法则可在较大范围内无级调节，节能效果显明。
交流变频调速器是电机技术、控制技术、计算机技术和功率半导体技术的结晶，推动了电气传动自动控制领域的革命，使交流调速技术取得了突破性进展。使用交流电机变频调速器，可使普通交流电机实现无级变速，恒转矩或变矩拖动，不影响电机的功率输出，具有显著的节能效果，真正达到高效节能运行。在热电厂中，通常配有风机、引风机、循环水泵、给水泵、给煤机等辅机，通常这些设备的额定流量都超过实际需要。它们功率大，决定着厂用电量也大，选择变频的调速方式则是降低用电量的有效途径。将这些定速运行机械，改为变频调速运行，低负荷时电机轴功率减少，从而节省了厂用电。
热力设备与热力系统的节能改造是热电厂节能工作的重点，从以上各项措施可以说明，节能改造易实现、投资少、见效快，具有节能潜力大，有些节能改造还可以解决生产当中的实际问题。热电厂的节能工作应作为一项重要工作，常抓不懈。