火力发电是煤炭清洁高效利用方式（煤炭是火电厂的重要发电资源）

煤炭是火电厂的重要发电资源，而锅炉是燃煤燃烧的重要设备，在这个过程中锅炉的容量及燃烧状况影响到燃煤的消耗量、容积、煤炭利用率等，在锅炉燃烧中，常见的环境污染物包括固态污染物、两氧化硫、一氧化氮等，在实际工作中，影响锅炉燃烧水平的因素诸多，比如排烟热状况、散热状况、不完全燃烧性损失、送风温度等。这些因素的存在，不利于实现发电厂的环保性运作，不能实现其节能减排效益的提升。

影响燃煤硫份含量的因素诸多，比如二氧化硫的排放量，一般来说，发电量越大其二氧化硫的排放量越大，脱硫运作水平影响到二氧化硫的整体排放量，在实际工作中，一氧化氮的排放量与固废物燃烧状况、排放状况、燃煤灰分状况、负荷率状况等密切相关。

利用可燃物等所含能量发电的方式统称为火力发电。火力发电中存在着三种形式的能量转换过程：燃料化学能→ 蒸汽热能→机械能→ 电能 简单地说就是利用燃料发热，加热水，形成高温高压过热蒸汽，然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功，冲击汽轮机转子高速旋转，带动发电机转子（电磁场）旋转，定子线圈切割磁力线，发出电能，再利用升压变压器，升到系统电压，与系统并网，向外输送电能。最后冷却后的蒸汽又被给水泵进一步升压送回锅炉中重复参加上述循环过程。

最早的火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着发电机、汽轮机制造技术的完善，输变电技术的改进，特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求，20世纪30年代以后，火力发电进入大发展的时期。火力发电机组的容量由200兆瓦级提高到300～600兆瓦级（50年代中期），到1973年，最大的火电机组达1300兆瓦。大机组、大电厂使火力发电的热效率大为提高，每千瓦的建设投资和发电成本也不断降低。到80年代后期，世界最大火电厂是日本的鹿儿岛火电厂，容量为4400兆瓦。但机组过大又带来可靠性、可用率的降低，因而到90年代初，火力发电单机容量稳定在300～700兆瓦。其所占中国总装机容量约在70%以上。火力发电所使用的煤，占工业用煤的50%以上。目前我国发电供热用煤占全国煤炭生产总量的50%左右。大约全国90%的二氧化硫排放由煤电产生，80%的二氧化碳排放量由煤电排放。

火力发电按其作用分单纯供电的和既发电又供热的。按原动机分汽轮机发电、燃气轮机发电、柴油机发电。按所用燃料分，主要有燃煤发电、燃油发电、燃气发电。为提高综合经济效益，火力发电应尽量靠近燃料基地进行。在大城市和工业区则应实施热电联供。

电厂煤粉炉对煤种的适用范围较广，它既可以设计成燃用高挥发分的褐煤，也可设计成燃用低挥发分的无烟煤。但对一台已安装使用的锅炉来讲，不可能燃用各种挥发分的煤炭，因为它受到喷燃器型式和炉膛结构的限制。发电用煤质量指标有：

①挥发分。②灰分。③水分。④发热量。⑤灰熔点。⑥煤的硫分。

能源和资源都是有限的，随着社会发展结构的不断调整，火电厂面临着更大的发展问题，为了有效应对环境污染问题，必须优化工程节能减排方案，实现发电厂经济效益与生态效益的结合性运作，以增强发电厂的运作水平，提升火电厂的发展竞争力。这需要深入分析火电厂节能减排工作的必要性，以制定相关的节能减排策略，实现发电厂污染状况的控制，进行相关电力资源的节约。

火电厂既是能源生产的大户，也是能源消耗的大户。在开展节能减排的大背景下，火电厂作为重点用能单位也将面临重大的挑战。

实行节能减排在火电厂的运行和发展中具有重要的意义，节能减排的实施方式能够减少企业资源的消耗，促进经济效益的增加，大大有利于企业的可持续发展。具体来说，火电厂节能减排的必要性有以下几方面：

（一）降低成本

节能减排，顾名思义，就是节约能源，减少排放。火电厂生产运行中要用到大量的煤、石油和天然气，这些自然资源一直在减少，因此其使用成本也在不断

上升，火电厂实施节能减排能大大减少这方面的成本支出，达到降低成本的目的。

（二）保护环境

火电厂生产过程中会排放出大量的工业废气，这对空气造成了严重的污染，

并极大威胁人们的身体健康，实行节能减排能够最大限度地降低环境污染。

（三）技术革新

科学技术是第一生产力，火电厂在实行节能减排的过程中，要积极利用先进技术的科学技术手段来节约能源和减少消耗。与此同时，先进的科学技术手段不仅大大有利于节能减排，还能大大优化火电厂的运行模式，提高机组的生产效率。

（四）持续发展

火电厂节能减排措施的开展，能够正确处理好经济发展与自然环境、能源之间的矛盾，处理好彼此之间的发展关系，构建人与自然和谐相处的理想局面，为经济可持续发展打下基础。

电厂节能减排的有效措施如下：

1．调整电源结构，加快清洁能源和可再生能源的开发步伐

受一次能源结构特点的影响，火电装机容量比重偏大，水电、核电、可再生能源发电比重偏小，特别是核电发展缓慢。因此加大水电、核电、可再生能源和新能源的比重，优先发展水电、风电等清洁能源和可再生能源项目显得尤为重要。

2．关停小容量机组，推广大容量机组

根据蒸汽动力循环的基本原理及热力学第一定律和第二定律的分析，发展高参数、大容量的火电机组是我国电厂节能的一重要措施。单台发电机组容量越大，单位煤耗越小。如超超临界机组比高压纯凝汽式机组供电标煤耗少1/4~1/3，假设有两亿千瓦这样的替代机组，一年可以节约标煤十亿多吨，同时三废的排放也大大减少。因此，关停小容量机组，推广大容量机组对减少能耗、提高能源利用率具有重大意义。

3．推广热电联产

热电联产节能减排效果明显，发展热电联

产集中供热具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益，是改善大气环境质量的有效手段之一，是提高人民生活质量的公益性基础设施。

4．提高燃煤质量，实现节能减排

煤粉锅炉被广泛地应用于火力发电厂中。一般来讲，燃料的成本占发电成本75％左

右，占上网电价成本30％左右。煤质对火电厂的经济性影响很大，如果煤质很差的话，会限制电厂出力，使电厂煤耗和电厂用电率上升，且锅炉本体及其辅助设备损耗加大；如果燃煤质好价优，则锅炉燃烧稳定、效率高，机组带得起负荷，不仅能够减少燃料的消耗量，更有利于节约发电成本，因此入厂和入炉燃料的控制是电厂节能工作的源头。

5．提高锅炉燃烧效率，实现节能减排

锅炉是最大的燃料消耗设备，燃料在锅炉内燃烧过程中的能量损失主要包括：排烟热损失，可燃气体未完全燃烧热损失，固体未完全燃烧热损失，锅炉散热损失，灰渣物理热损失等。

1）降低排烟热损失的主要措施

降低排烟容积，控制火焰中心位置、防止局部高温，保持受热面清洁，减少漏风和保障省煤器的正常运行等。

2）降低可燃气体未完全燃烧热损失的主要措施

保障空气与煤粉充分混合，控制过量空气系数在最佳值，进行必要的燃烧调整，'~高入炉空气温度，注意锅炉负荷的变化并控制好一、二次风混合时间等。

3）降低固体未完全燃烧热损失的主要措施

选择最佳的过量空气系数，合理调整和降低煤粉细度，合理组织炉内空气动力工况，并且在运行中根据煤种变化，使一、二次风适时混合等。

4）降低散热损失的措施主要措施

水冷壁和炉墙等结构要严密、紧凑，炉墙和管道的保温良好，锅炉周围的空气要稍高并采用先进的保温材料等。

5）降低排渣量和排渣温度的主要措施

控制排渣量和排渣温度。

由此可见，通过提高锅炉燃烧效率来节能减排的潜力很大。

6．加强灰渣综合利用

应该根据电厂所在区域的具体特点，制定符合自身情况的灰渣综合利用方案，灰渣综合利用不但可以提高资源综合利用效率，还可以减少灰渣排放造成的环境压力。

7．提高汽轮机效率实现节能减排

在汽轮机内蒸汽热能转化为功的过程中，由于进汽节流，汽流通过喷嘴与叶片摩擦，叶片顶部间隙漏汽及余速损失等因，实际只能使蒸汽的可用烩降的一部分变为汽轮机的内功，造成汽轮机的内部损失。

降低汽轮机内部损失的方法有：

通过在冲动级中采用一定的反动度，蒸汽流过动叶栅时相对速度增加，尽量减小叶片出口边的厚度，采用渐缩型叶片、窄型叶栅等措施来降低喷嘴损失；通过改进动叶型线，采用适当的反动度来降低动叶损失；通过将汽轮机的排气管做成扩压式，以便回收部分余速能量来降低余速损失等。

8．合理选择汽轮机抽汽压力

对热负荷进行认真实地调查，对热用户热方式、用热量、用汽参数进行全面统计，务求详实准确。对外供汽按品质定价，对供热方式进行技术经济比较，确定理想的抽汽方案。

9．电气系统节能

1）厂用电系统

根据厂用电负荷的大小、特点，合理设计厂用电系统，降低系统损耗，保证供电质量。

2）变压器及动力线缆

选择节能型变压器。目前国内推广的节能变压器有10、11等系列产品，与S7、S9系列变压器相比，空载损耗平均降低7～10%，负载损耗平均降低20%~25%，总损耗平均降低18％左右。动力电缆、导线截面在满足载流量、压降、动热稳定前提下，尽量按照经济电流密度选型，以减少线损。

3）电厂用电动机

厂用电动机应选用效率高、高效区域宽的产品。根据电厂生产工艺的需要，合理选择电机功率，设计中避免大马拉小车的现象。

4）照明节能

照明器选用效率高、利用系数高、配光合理、保持率高的绿色环保产品，同时照”设计应充分考虑设备布置影响因素。

10．采用变频调速技术，实现节能减排

发电厂厂用电量约占机组容量的5%~10%，除去制粉系统以外，泵与风机等火电机组的主要辅机设备消耗的电能约占厂用电70%~80%。解决这个问题最有效手段之一就是利用变频技术对这些设备的驱动电源进行变频改造。采用变频调速技术既节约了电能，，对于运行工况变化较大的辅助设备，采用变频调速，不同工况下，可有效降低电力损耗20%~50%，节能效果非常明显。而且又可方便组成封闭环控制系统，实现恒压或恒流量控制，同时可以极大地改善锅炉的整个燃烧情况，使锅炉的各个指标趋于最佳，从而使单位煤耗、水耗一并减少。

11．通过小指标竞赛达到节能减排的目的

为了更大发挥机组的效率，火电厂运行部门可进行小指标的竞赛，竞赛指标包括主、再热汽温、真空、厂用电率、机组负荷、燃煤掺烧、脱硫率、脱硝率等等，同时建立各种奖惩机制，提高每个员工的积极性，让员工能设身处地的贯彻节能思想，将节能意识扩展。通过小指标竞赛，可使机组在最优的情况下运行，使机组的各项指标向先进机组的指标靠近。

12．积极推进技术创新，实现节能减排

研发新技术并将科技成果向现实生产力转化，把科技创新能力作为火力发电厂发展的核心驱动力，以科技进步引领和支撑安全发展、清洁发展和节约发展，有效提高可持续发展能力、提高燃煤发电效率并减少资源消耗。采用大容量、高参数、高效率的洁净煤发电技术，使供电煤耗持续下降，采用节水型空冷机组、干式排渣、水淡化、中水利用、废水分类处理、梯级使用、工业废水实现零排放等。火电厂通过各种先进技术达到规定的烟气排放指标为响应国家环保要求，紧跟创造洁净电厂和清洁电能的大趋势，同时也为了我们生活环境的清洁，因此控制烟气排放显得尤为重要，这就要求电除尘、脱硫以及脱硝系统及时投运，进而保证烟气排放合格。

13．建立机组经济指标评价体系，实现节能减排

电厂节能管理评价系统以机组性能分析监测为基础，通过评价准则、耗差分析、优化运行、综合分析等方法，掌握机组能耗状态，提高机组运行经济性，促进运行管理和节能管理水平，在实际应用中取得了良好效果。通过建立经济指标评价体系，把火力发电厂诸多经济指标按大小分级管理，主要经济指标具体分解落实到岗位，责任到人，从而确保及时发现指偏差。结合分析采取相应的措施，最终达到经 指标受控，实现节能减排。

节能减排是国家整体利益的要求，是降低生产企业生产成本、提高经济效益的必要手段，在当今社会更应该认真做好这一项工作。以上仅仅是常见综合利用电厂节能措施的几个方面，不同地区、不同性质的综合利用热电项目节能措施还存在于多个方面，这要求工程设计单位、建设单位、生产企业从多个角度出发，借鉴和创造性的发挥才智，做好综合利用热电厂节能工作。

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