浅谈电厂热动系统节能优化与减排研究检测与维护

浅谈电厂热动系统节能优化与减排研究检测与维护

冯华军

大连发电有限责任公司 辽宁大连116035

摘要：本文以热动系统节能降耗为核心，系统分析当前电厂在系统运行方式、管理制度、检测维护等方面存在的突出问题，并提出针对性优化措施。研究结果表明，系列技术与管理措施的综合应用可显著降低机组供电煤耗，减少污染物排放，并提升设备可靠性。本文为火电厂热动系统绿色化改造提供理论依据与实践参考。

关键词：热动系统；节能减排；检测维护

引言

在全球能源结构转型与碳减排压力持续加大的背景下，火电厂热动系统的能效提升已成为能源领域的重要研究课题。传统燃煤机组热效率普遍低于45%，大量能量以烟气余热、排污废热等形式散失，同时设备老化、管理粗放等问题加剧了能源浪费。随着《火电厂节能减排导则》等政策的深化实施，如何通过技术创新与管理优化实现热力系统提质增效，成为行业亟待解决的难题。

1 电厂热动系统在节能减排与检测维护中存在的问题

1.1 系统运行方式不当

火电厂热动系统的运行方式直接影响能源利用效率与排放控制水平，但在实际生产过程中，运行方式的科学性与合理性仍存在显著缺陷。许多电厂的热力系统长期处于非最优工况运行状态，设备间协同性差，导致能源转化效率低下。例如锅炉、汽轮机、凝汽器等核心设备常因负荷分配不均而偏离设计工况，引发蒸汽参数波动，造成不可逆的损失。

1.2 缺乏健全的管理制度

当前多数电厂在热动系统管理中仍存在制度性短板，导致节能措施难以系统化实施。首先，设备全生命周期管理的缺失使得能效维护流于形式。多数电厂未建立涵盖设计、安装、运行、维护各阶段的能效评价体系，设备选型与改造缺乏节能导向，老旧设备更新换代滞后。例如部分高压加热器因长期缺乏性能监测，存在传热效率下降却未被及时更换的情况，直接影响整个热力循环的经济性。

2 电厂热动系统节能减排与检测维护优化措施

2.1 锅炉给水的太阳能预热

火电厂锅炉给水温度提升是降低燃煤消耗的重要途径，而太阳能预热技术的引入为这一目标提供了创新解决方案。通过将太阳能集热系统与传统热力循环结合，可在锅炉给水阶段实现清洁能源对化石能源的部分替代。太阳能集热装置通常布置于厂区空闲区域或建筑屋顶，利用真空管集热器或槽式聚光系统吸收太阳辐射能，将低温给水初步加热至中温状态后再送入常规加热环节[1]。此外，系统集成设计是太阳能预热技术落地的核心。需根据电厂实际布局与热力参数定制化设计集热器阵列规模，匹配现有除氧器与高压加热器的运行特性。智能控制策略的引入可动态调节太阳能集热系统与常规加热系统的负荷分配，例如通过气象预测算法预判太阳辐照强度变化，联动调节储热罐蓄放热节奏，确保给水温度稳定。同时，双源互补加热系统的冗余设计能够规避阴雨天气对系统连续性的影响，通过储热介质或电辅助加热实现全天候运行。值得注意的是，该技术对现有热力系统的改动较小，可通过旁路管道实现新旧系统无缝衔接，具有较高的工程可行性。

2.2 排污热量的回收

火电厂连续排污与定期排污过程中释放的大量低品位热能长期未被充分利用，实施系统性热量回收是挖掘节能潜力的关键突破点。锅炉排污水中蕴含的饱和蒸汽热能可通过扩容闪蒸技术提取，形成二次蒸汽并入热力系统。典型方案包括设置连续排污扩容器，将高压排污水的压力能转化为闪蒸蒸汽，用于除氧器加热或暖风器供汽[2]。对于定期排污产生的高温废水，可加装板式换热器与热泵机组，将其热量转移至凝结水系统或供暖回水管道。这类改造不仅能回收80%以上的排污热量，还可降低冷却塔的散热负荷，减少循环水消耗。另外，排污水中高浓度的溶解固形物与碱性物质易在换热表面结垢，需选用耐腐蚀钛合金材质或表面涂层技术提升设备可靠性。

2.3 切实优化蒸汽系统

蒸汽系统作为火电厂能量传递的核心载体，其运行效率直接影响全厂能耗水平。相关优化工作需从管网结构、参数控制与终端用能三个维度协同推进。在管网布局方面，重新核算蒸汽管道保温层厚度与经济保温半径，对服役超期的老旧管线实施纳米气凝胶复合材料升级，降低散热损失。其次，通过安装高精度压力传感器与智能调节阀，可构建主蒸汽压力自适应控制系统。该系统可根据机组负荷实时调整锅炉燃烧强度，将主蒸汽压力波动范围控制在±0.2MPa以内，避免因过压运行造成的节流损失。再热蒸汽温度的提升需兼顾材料安全边界，采用摆动燃烧器倾角与喷水减温的复合调节方式，将再热汽温稳定在设计值附近，提高汽轮机中低压缸效率。对于辅助蒸汽系统，推行压力分级供应制度，区分工艺用汽与加热用汽的压力需求，避免高压蒸汽降压使用造成的㶲损失。

2.4 建立完善的检测维护体系

构建智能化的检测维护体系是保障热动系统持续高效运行的基础。需建立覆盖全厂的热力设备状态监测网络，集成振动监测、红外热成像、油液分析等多维度检测手段。例如在汽轮机轴承座部署无线振动传感器，通过频谱分析识别转子动平衡异常；在高温蒸汽管道安装分布式光纤测温系统，实时监测保温层完整性。这些数据通过工业物联网平台汇集至中央数据库，利用机器学习算法进行设备健康状态评估与故障预警，实现从定期检修向预测性维护的转变。针对锅炉受热面、凝汽器管束等关键部件，编制包含清洗周期、检测方法、验收标准的维护规程。例如规定空气预热器每运行8000小时需进行柔性接触式在线清洗，并采用压差监测验证清洗效果

[3]。建立关键设备寿命评估模型，结合运行小时数、启停次数、负荷率等参数动态更新维护计划。同时，开发移动巡检终端设备，实现维护过程的电子化记录与质量追溯，确保每项维护作业可核查、可复盘。

3 结语

能源优化需与电厂实际工况紧密结合，在技术选型阶段应开展全生命周期成本效益分析，在管理实施中需建立动态监测与持续改进机制。未来随着人工智能等技术的深度融合，热动系统的能效优化将向实时感知、自主决策的智慧化方向演进。通过技术创新与管理优化的双轮驱动，火电厂有望在保障能源安全的同时，走出一条高效清洁的可持续发展道路。

参考文献

[1]海日汗,李志文,贾家明,李磊.电厂热动系统节能现状与具体节能技术初究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2024(11):123-126.

[2]陈国震.发电厂热动系统节能优化与减排探讨[J].现代工业经济和信息化,2022,12(8):77-78.

[3]宋子健,姜明松,王书伟,张佳龙.解析火电厂热动系统节能优化思路与举措[J].中文科技期刊数据库（引文版）工程技术,2022(9):276-279.