[关键词]热电厂给水系统节能节水措施
中图分类号：TE08文献标识码：A
热电厂给水设施的耗热量占自用量的比例较大，优化给水系统设计，是降低热电厂自用电率的有效途径之一。本文就热电厂给水系统设计的节能节水问题谈一些看法。
一、热电厂给水系统的节能
《小型火力发电厂设计规范》（以下简称《小火规》）将厂内供水系统基本分为工业水系统与生活、消防给水系统。我院在设计实践中，根据热电厂辅助车间多，用水点杂的情况，将全厂供水系统分为：循环冷却水系统，生活、生产及消防给水系统，冲灰除尘水系统。
已设计完成并运行的多座热电厂的实践证明，以上供水系统的划分是可行的，合理的，并且管理也方便。下面就各系统节能方面谈一谈具体措施。
1.循环冷却水系统的节能
冷凝式供热发电机组运行需要大量冷却水，在已完成的项目中的凝汽器等设备的冷却水大部分为循环使用，构成敞开式循环冷却水系统（以下简称循环水系统）。该系统虽仅为凝汽器、冷油器、空冷器三种设备供给冷却水，但系统运行水量约占全厂运行总水量的80～90%，因此循环水系统的节能意义是很大的，节能收效也是明显的。
循环水系统节能的途径主要有两方面：一是保证循环水泵常年在高效区工作；二是保证被冷却设备正常工作前提下尽量减少总的循环水量及扬程，以降低总的功率。
25MW以内热电厂较普通的特点是常年非稳定（季节性）热用户占总热用户比例较大，汽轮机凝汽量一年中是变化的。这类热电厂中采暖的季节性热用户往往是热电厂主要热用户之一。另一特点是常年工业热用户（稳定热用户）的发展是逐步的，且发展速度较慢，计划性较差。根据这一特点，多数电厂留有供热容量，为发展未来热用户提供条件。可见热电厂凝汽量是随热电厂发展，常年稳定热用户增加而变化的。从凝汽工况变化的角度调整冷却水量，保持用尽可能少的循环水量满足冷却效果是节能的另一方面。
由上所述，循环水泵选择应体现水泵机组的流量可灵活调节的特点，保证水泵机组在流量变化下运行工况仍处在高效区工作。因此在水泵选型中一方面应选择大流量水泵，高效率水泵，尽量减少并联台数；另一方面又要选择多台水泵大小搭配，适应流量变化，确保并联工作时每台水泵工况点都在高效区内工作。
根据工程设计实践，本人认为循环水泵以“两大两小”的组合方式是合理的，能够较好适应25MW以内热电厂循环冷却水工作需要，并且节能效果较好。所谓“两大两小”的组合方式即在循环水泵房内设两台大流量泵和两台小流量泵。以全年平均气温下的湿球温度为设计温度（T1），以全年稳定热负荷在温度T1时的凝汽工况所需冷却水量做为设计流量Q1，选择两台同型号同规格“大泵”并联工作，这两台大泵负责一年多数时间的冷却水循环工作。以循环水系统最高计算温度（历年最炎热3个月频率为10%的湿球温度）为设计温度（T2），最大凝汽工况所需的冷却水量为设计流量Q2，选择一台“小泵”，使这台“小泵”与两台“大泵”并联运行满足最大冷却流量Q2的循环要求。所谓“两大两小”的“两小”即指选择两台同型号规格的小泵，其中一台小泵做为备用泵。
这种“两大两小”的水泵配备虽比常规按规划容量设置3～4台同型号同规格水泵在运行管理及维修中增加一些难度，但可取得较好的节能效益。如冬季根据冷却水量变化可能“一大一小”两台泵就可以满足要求。
根据《小火规》循环水泵是不必设备用泵的。同时该规范要求：“1台循环水泵停用时，其余水泵的出水应保证供给不少于65～75%的最大计算用水量。”如按上述选泵方法，“一大一小”两台水泵出水可能达不到65%，因此增加一台“小泵”做备用泵，保证“一大两小”三泵并联出水达到65～75%最大计算用水量。另根据老厂循环水泵运行情况，水泵检修维护频率较高，设有备用泵是必要的，在一些老厂扩建中都按厂方要求设置了循环水备用泵。
2.生产、生活、消防加压供水系统节能
生产、生活、消防加压供水系统是指由加压泵房将水源来水加压供给生产生活和消防各项使用的泵房及管路系统。生产用水是电厂各车间除凝汽器、空冷器、冷油器外的所有设备用水及冲洗用水。一般情况下水源水质能够达到《生活饮用水卫生标准》，所以常将生产生活用水合并供给以减少一套管网。同时为了减少管网投资也将消防供水管网和该管网合并，形成一个管网。为提高供水可靠性这种管网是环状管网。消防供水是按临时高压消防方式供给。在已建成的电厂中按这种加压供水系统工作的运转情况均很正常，能够满足用水对象的水量水压要求，但该系统节能方面尚存一些问题需要解决。
（1）消防水泵的选择问题
生产、生活及消防三合一的供水管网的经济管径应以生产、生活用水量确定，以消防时生产、生活、消防总流量校核，这在理论上是正确的。但由于临时高压消防系统，消防时水压较平时水压高，消防时的消防泵流量应是生产生活消防时的总流量，这种消防泵必定是大流量高扬程（管阻太大）水泵，导致设备费用及配电系统费用都相应增加。由于这个原因，为降低消防泵扬程，以消防时流量选择管网管径，结果往往使正常时管网流速较低，相对浪费了管网投资。
（2）生产、生活水泵的扬程浪费问题
热电厂生产供水最高点一般也是最不利点，该点一般在主厂房24.0m的输煤层平面上，而生产生活用水点集中在主厂房8.0m锅炉及汽机运转层平面以下，显然水泵所产生的扬程对于所输出流量至少有16m水头是浪费的。
（3）供水均匀性问题
热电厂加压供水系统的小时变化系数较大，车间冲洗用水、浴室用水等均是间断性瞬时流量大的的用水点，使得供水不均匀性很突出。设计中为节约投资一般又很少建水塔、高位水箱等调节构筑物，常采用多台水泵并联工作，根据用水量变化调整水泵工作台数来保证供水均匀。但生产、生活用水量变化规律很难准确掌握，使按用水量调整水泵工作台数的运行方式难以实现，多数电厂水泵是按最大供水量的组合方式运行，造成水泵能量浪费。
由于上述三方面原因，生产、生活、消防加压供水系统是可以进行改进的。本人认为热电厂生产、生活、消防加压供水系统以主厂房运转层（8.0m）为分界面，采用“分区串联”供水方式，在实际运行中会收到较好节能效果。
“分区串联”供水系统是指将热电厂主厂房内运转层以上部位做为供水的高压区。主厂房内运转层及以下部位和电厂其他建筑物做为供水的低压区。生产、生活、消防加压泵房按电厂总平面规划，做为独立建筑物布置。其水泵流量按高低压区所需扬程确定。供水高区即主厂房内锅炉汽机中间跨部分的除氧层（15m）、输煤层（24m）及10m以上的输煤皮带通廊部分。高压区管网加压设施设在除氧器层，水泵从厂房低压区管网直接吸水，即“串联供水”。
生产、生活、消防加压供水系统节能关键在于给水系统形式的确定，形式合理，不但节能而且可靠性、灵活性均有提高。
3.除灰系统的节能
目前仍有部分电厂采用湿式除尘，并在厂区内设冲灰沟及沉灰池，冲灰用水循环使用。在有冲灰冲渣激流喷嘴的厂内冲灰回水泵房中应采用两组泵两个管路分高低压供水是系统节能的一个重要方面（激流喷嘴为高压水，除尘器为低压水）。
根据以上分析，热电厂给水系统的节能根本措施是系统优化设计的过程，运行管理的节能收益来源于设计中节能措施的应用。
二、给排水系统的节水措施
热电厂运行中需要消耗掉大量的水，节约用水不仅是降低发电供热成本措施之一，也有着保护水资源的重要意义。特别是水资源缺乏地区，水往往制约热电项目的发展规模，因此节水措施是热电厂设计中研究的重要方面。
当然热电厂节水措施首先要考虑提高循环冷却水的浓缩倍数，减少排污损失和补充新水量，但仅限于这一方面是不够的。本人认为热电厂节水的核心措施是使给水系统成为循序给水系统，即按照各车间对水质的要求，将水重复利用。水源水先到某些车间，使用后或直接送到其它车间，或经冷却沉淀等适当处理后，再到其它车间使用，然后排出。也就是充分重复利用水资源，加大循环水量占总运行水量的比例，最终达到减少总给水量与总排水量的目的。
循序给水可分为三部分：一是仅有温升的生产废水的直接使用；二是有温升又有轻度污染的生产废水的处理后再使用；三是输煤系统及其它废水的再利用。下面就这几方面介绍一下具体措施。
1.循环冷却水系统的节水措施
在提高浓缩倍数的前提下，将循环冷却水的新水补充水尽量使用仅有温升的生产废水是有效的节水措施，如锅炉取样冷却器排水就是仅有温升的生产废水。当电厂便于收集的这类废水总量不够新水补充水量时，需要补充的新水也应作为冷油器的冷却水，先冷油器然后再补入循环水系统。
2.除灰系统的节水措施
冲灰除尘系统的用水在多数电厂也是循环使用的，循环损失的补充水完全应由生产废水做水源。《小火规》7.2.3.3条规定：电厂内任何污水，废水以及厂内雨水均不得排入灰渣沟。本人认为这条规定是保证灰渣沟内灰渣浆体流动不受外界因素影响，同时防止管道水力输送灰渣系统接纳排水而降低输送浓度制定的。在厂内设沉灰池的电厂中，将主厂房冲洗地坪水、受轻度污染的轴冷却水等由单独管路引到沉灰池，利用沉灰池沉淀功能使水澄清，使之成为冲灰除尘循环水的补充水是可行的。
3.其它节水措施
输煤系统的冲洗水采用闭式循环，增设煤泥沉淀池，收集输煤系统各处冲洗地面水，经沉淀澄清，补充其它系统排水后循环使用。
将锅炉定排水引入沉灰池回水泵房吸水池等位置从而取消定排冷却水。
以上对电厂节水措施进行了分析，在工程设计实践中灵活运用也是个系统优化的过程。
关键词：火力发电厂；节能减排措施；SIS系统；应用价值
电力体制经过了变革，更注重于根本性的减排节能。发电企业都应接纳新时期内的减排指标，摒除耗能偏高的火力发电流程。SIS系统设有实时性的数据库，可用作解析各阶段内的发电能耗。与此同时，日常的业务管控也趋向于完善，提升了总体的节能减排价值。构建SIS系统，从根本入手增添了实用价值，促进长久的火力发电质量提升。
1SIS系统的价值
第一，SIS系统可用作实时搜集信息，符合了信息化。从发电企业看，日常搜集得出的信息都包含了多样性，发电企业表现出密集的技术性，信息量也较大。从这种特性看，火电厂应能有序调配电能，输送优质电能。操作人员应能拥有更优的实时操作水准，提供优质的电能输送服务[1]。实时输送电能，SIS吻合了新阶段内的这种需求。SIS系统提升了综合的火电信息化，便于平日的检修及查验等。
第二，发电厂设有SIS新式系统，更便于自动管控。DCS管控的机制下，SIS可提供日常决策必备的参照。然而从目前看，MIS现存系统并没能搜集实时性的各阶段信息。经过实时解析，指挥中心也可掌控实时性的发电状态。这样做，更便于汇总及解析，也提供了必备的决策根据。
第三，借助于SIS系统，互动并且分享了全厂内的信息。针对于火电机组，也优化了SIS依托的新式运行平台。火力发电设有独立调控的系统，然而现有这类系统并没能分享更广范围内的发电信息。同时，还缺失了解析数据的一致工具。针对于在线监测，优化了日常管控及运行。同时，SIS的落实也更加吻合降耗节能，为日常检修增添了必备保障[2]。
2火电废水处理的SIS系统应用
在废水处理中，SIS可用作在线测定性能。在全厂范围内，可实时搜集精准的废水排放信息，而后集中处理。在实时采集信息时，先要明晰技术配合的各类事项，有序衔接内外的接口。在线试验针对于锅炉、凝汽器及汽轮机、空气的预热器，主要测查真空的致密性、装置的漏风率。针对运转中的机组，在线测定要采纳必备的指标，例如可控损失、不可管控的机组损耗、其他的损失等。SIS可获取各流程内的信息参数，实时信息源自下层网络。针对于安装的全程，还需配备对应性的SIS接口，以便搜集数据。经过在线测定，综合调控至最佳状态的机组运转。优化调整参数应能注重细微的评估偏差，而后给出处理废水必要的警示[4]。可设定每秒钟1次的信息更新。经过实时的搜集，可存储至构建好的数据库内。这样的基础上，就创设了实时性的生产数据库。借助数据挖掘的途径，搜集可得备用类的决策信息[3]。此外还需配备烟气脱硫、电网控制必要的模块。搜集实时性的信息，要参照拟定的更新频率。
3节能减排中的SIS应用
开发SIS系统时，要划定必备的业务范畴。SIS可供应各阶段内的实时解析数据，这些信息代表着火电厂现今的减排成效。采纳SIS体系，可设定全程性的火电节能监控。相比来看这种分配表现出更高水准的节能性，也拥有经济性。火力发电耗费了较多资源，节能减排的趋势下应能摸索更合适的减排思路。PLC控制下的数字机组要配备各阶段的在线查验，传递信息也采纳了新颖的数字形式。SIS整合了数据挖掘、综合性的统计、对于信息的解析。DCS衔接于电厂机组，设定了全程性的联网。在电厂范围内，都可互通并随时分享信息。SIS面对于监管的全程，提供了决策参照。在调配负荷时，也衡量了各层次内的火电设备运转现状。同时还需增设辅的发电运转体系，综合调配多台机组拥有的总负荷量。采纳了统一调度，SIS可用作分配全厂范围内的所有负荷。在这种基础上，可发送调度的生产指令。运行检修及平日管理都不可缺失维护，应当妥善把控根本性的运行管理，也不可忽视维护检修。
4结束语
SIS系统即信息管控的新式系统，负责调配各阶段内的火力发电信息。在节能减排中，SIS更吻合了一体化的发电管控。统一存储信息，配备了完备的数据仓库。在这种基础上，还需优选处理信息的先进技术。挖掘深层的火力发电规律，创设更优的节能减排成效。未来的实践中，还应摸索并归纳SIS在应用中的规律性，从长效性入手改进现有的节能减排系统。
参考文献
[1]伊飞.火力发电厂节能减排方法研究及在SIS系统中的实现[D].青岛科技大学，2014.
[2]康国梁，薛志刚，张杰，等.火力发电厂的节能减排管理探索[J].产业与科技论坛，2012（24）：75-76.
关键词：火力发电厂节能减排应用
1前言
信息、通讯、计算机、智能控制、变频技术的发展，为火力发电厂的高效、节约运作、科学管理，以及过程优化提供了前所未有的手段，进而促进火力发电厂的科学管理和自动化水平的提高。针对节能工程必须追求合理的投资回报率，电厂企业节能工程不可能大而全，盲目求新的实际情况；电厂节能工程的指导原则如下：“效益为主”、“分项实施”、“技术更新”与“重点突破”等相互结合。怎样在火力发电厂来落实和贯彻这些方针政策，来大力促进火力发电厂节能是一个值得探讨的问题，而推广应用各种新技术、新工艺、新管理是实现节能的唯一途径。
2做好火力发电厂的生产环节控制
2.1提高火力发电厂的燃烧煤质。从而降低能耗，节约成本。煤炭的质量对火力发电厂的经济效益影响很大。通常来说，在广泛应用煤粉锅炉的火力发电厂中，燃煤的成本能够占到发电成本的百分之七十五左右，而占上网电价成本的百分之三十左右。如果不提高煤质，使用的煤质较次，则会导致火力发电厂的煤炭消耗量和电力使用率增加，也会造成锅炉和辅助设备的严重损耗。因此。在实际应用中，提高燃煤质量，做好人厂和人炉燃煤质量的控制，能够有效减少燃煤的消耗量，节约火力发电厂的发电成本，实现火力发电厂的节能减排。
2.2优化锅炉燃烧率，减少燃煤能量损失，做好节能减排管理工作。火力发电厂中最大的燃煤消耗设备就是锅炉设备，通过优化锅炉燃烧效率来实现火力发电厂节能减排管理工作的潜力很大。煤炭等燃料在锅炉内的燃烧过程中，往往会造成一定程度的能量损失，这些损失主要包括：可燃气体或固体未完全燃烧造成的热损失、锅炉自身散热造成的热损失、锅炉排渣和整理烟尘排放中所携带的热损失等。因此，提高锅炉燃料燃烧率，减少能量损失，是做好火力发电厂节能减排管理工作的重要举措。在实际应用中。我们可以使用的主要措施有：
2.2.1通过提高入炉的空气温度、控制过量空气系数、充分混合空气与煤炭(煤粉)、合理降低煤粉细度、调整锅炉的燃烧程度和保障锅炉内一、二次风的混合时间等来减少可燃气体和固体中因未完全燃烧所造成的热损失；
2.2.2可以通过严密水冷壁和锅炉炉墙结构、采用先进的保温材料保障炉墙与管道的保温性能以及增加锅炉周围空气的温度来实现对锅炉自身散热导致热损失的控制；
2.2.3可以通过控制锅炉的排渣量、检查排渣温度等措施来减少锅炉排渣中所携带的热损失；
2.2.4可以通过保持锅炉受热面的清洁干净来保障锅炉及各项辅助设备的正常运行，通过控制锅炉火焰的中心位置来防止局部高温，通过降低锅炉排烟漏风的容量体积来实现烟尘排放中所携带的热损失。
2.3提高火力发电厂中汽轮机的工作效率，增大其转化内功的效能，减少其内部损失。在火力发电厂中，使用汽轮机将蒸汽热能转化为动能非常普遍。但由于在汽轮机内部汽流通过喷嘴与叶片产生摩擦。而叶片也往往存在顶部间隙漏汽等因素，汽轮机在进行蒸汽热能转化时，只能将部分蒸汽的可用焓降转变为汽轮机内功。造成汽轮机内部的损失。因此，提高火力发电厂中汽轮机的工作效率，也是做好节能减排管理工作的一个重要方面。在实际应用中，我们可以通过以下方法进行改善：可以增加蒸汽流过动叶栅时的相对速度，采用渐缩型叶片等减小叶片出口边的厚度，从而降低喷嘴与叶片产生摩擦所造成的动能损失。
2.4火力发电厂还可以采用先进的技术手段来实现技术创新，将科技创新视为火力发电厂实现长远发展的核心驱动，从而减少火力发电中的各项能耗，提高能源的有效利用率，达到节约能源和减少污染物排放量的目的。如可以采用变频调速技术改造火力发电厂中的火电机组，形成封闭环控制系统，促使恒压和恒流量控制，改善锅炉燃烧情况，减少煤耗、电耗和水耗等一系列能源资料消耗，实现火力发电中能源资源的高效利用和循环利用，真正落实节能减排的管理工作。
3要进行对火检正常的检查维护，保证火检信号的正常，为及时投油投粉提供保障
3.1确保油枪雾化良好。加强正常运行中维护，定期试投和吹扫油枪，保持适合油压，定期检查油枪雾化良好。
3.2大油枪改造造小油枪。设计时油枪出力一般为锅炉30%额定负荷。可将大出力油枪改造为小出力油枪，某电厂两台300MW机组将油枪出力为1.75T/H改为0.8T/H，经运行取得了良好的效果。
3.3减少非计划启停和设备消缺用油。加强设备维护，减少机组非停和低负荷投油消缺。若要低负荷投油消缺时，可统计所有需要低负荷消除的缺陷，尽量放在一次低负荷投油消缺中完成。
3.4减少由于煤质差投油助燃次数。机组正常运行中，根据燃烧和煤质情况做好配煤掺烧工作，杜绝由于燃烧恶化而投油助燃。
4提高保护系统的可靠性
4.1尽可能地采用冗余设计。过程控制站的电源和CPU冗余设计已成为普遍，对一些保护执行设备（如跳闸电磁阀）的动作电源也应该监控起来。对一些重要热工信号也应进行冗余设置，并且对来自同一取样的测点信号进行有效的监控和判断，重要测点的测量通道应布置在不同的卡件以分散危险，提高其可靠性。重要测点就地取样孔也应该尽量采用多点并相互独立的方法取样，以提高其可靠性，并方便故障处理。一个取样，多点并列的方法有待考虑改进。总之，冗余设计对故障查找、软化和排除十分快捷和方便。
4.2尽量采用技术成熟、可靠的热控元件。随着热控自动化程度的提高，对热控元件的可靠性要求也越来越高，所以，采用技术成熟、可靠的热控元件对提高DCS系统整体的可靠性有着十分重要的作用，根据热控自动化的要求，热控设备的投资也在不断地增加，切不可为了节省投资而“因小失大”。在合理投资的情况下，一定要选用品质、运行业绩较好的就地热控设备。以提高DCS系统的整体可靠性和保护系统的可靠性、安全性。
4.3保护逻辑组态进行优化。优化保护逻辑组态，对提高保护系统的可靠性、安全性，降低热控保护系统的误动、拒动率具有十分重要的意义。
4.4提高DCS硬件质量和软件的自诊断能力。努力提高DCS系统软、硬件的质量和自诊断能力，对提前预防、软化故障有着十分重要的作用。
4.5对设计、施工、调试、检修质量严格把关。提高热控设备的设计、施工、调试、检修质量对提高热控保护的可靠性有着长远的重要意义。
4.6严格控制电子间的环境条件。温度、湿度、灰尘及振动对热控电子设备有十分大的影响。严格控制电子间的环境条件，可以延长热控设备的使用寿命，并且可以提高系统工作的可靠性。这一点，一定要引起我们足够的重视。
4.7提高和改善热控就地设备的工作环境条件。就地设备工作环境普遍十分恶劣，提高和改善就地设备的工作环境条件，对提高整个系统的可靠性有着十分重要的作用。如：就地设备接线盒尽量密封防雨、防潮、防腐蚀；就地设备尽量远离热源、辐射、干扰；就地设备（如：变送器、过程开关等）尽量安装在仪表柜内，必要时对取样管和柜内采取防冻伴热等措施。
4.8严格执行定期维护制度。做好机组的大、小修设备检修管理，及时发现设备隐患，使设备处于良好的工作状态。做好日常维护和试验。停机时，对保护系统检修彻底检修、检查，并进行严格的保护试验。
4.9加强技术培训，提高热控人员的技术水平和故障处理能力。
5结语
5.1由于技术创新是各种技术融合、共生，相互渗透作用的结果，从而需要专业公司、专业人员来实施，以弥补电厂技术人员的技术储备不足。实施节能工程项目，既可以培养专业公司的技术人员，进而迅速地推广到下一个电厂，而可能此电厂的技术人员尚未接触到这方面的知识。如经过变频节能工程实践，专业公司的专业技术人员积累了大量经验，对高压功率变频装置应用中产生的很多如谐波、电机发热、功率因数在低转速时不理想、维修麻烦等问题，就找到较好的解决办法。
5.2有必要把已经实施的节能工程专项，进行一次全方面的总结，作到发现问题，解决问题，进而形成比较完整完善的经验教训、方案和标准，进而开展培训、组织学习培养高素质人才，使人才从学习中积累经验，在工作中推广经验和技术方案，把节能工作落实到实处。
5.3以优化能源资源的结构布局为中心，最大程度地降低火力发电厂的能源资源消耗，提高能源资源使用效率，减少二氧化硫、烟尘等污染物的排放量，实现对我国重要战略资源的合理优化配置，保证我国各大火力发电厂生产总值能源消耗降低和污染物排放量减少的目标，实现我国国民经济的可持续长远发展。
参考文献
1.何海航，罗成辉，付峥嵘，火力发电厂节能减排策略探讨[J]，中国科技信息。2008