發(fā)電節(jié)能技術(shù)

風(fēng)能是一種清潔的可再生能源，其蘊量很多，可開發(fā)性強。風(fēng)能很早就被人們開發(fā)利用，主要是風(fēng)車來抽水、磨面等，現(xiàn)如今人們更關(guān)心的是如何用風(fēng)能進行發(fā)電。風(fēng)的潛能巨大，地球上可利用的風(fēng)能資源約有

發(fā)電節(jié)能技術(shù)風(fēng)力技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科技的深入發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到了很大提高，就中國現(xiàn)狀而言，風(fēng)力發(fā)電的規(guī)模正逐漸擴大，風(fēng)力發(fā)電這一方式在整個發(fā)電行業(yè)中占有的比例也越來越大。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的增強使得風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中的單機容量不斷增多，整個行業(yè)正往穩(wěn)定化和商業(yè)化方向轉(zhuǎn)變。雖然風(fēng)力發(fā)電的成本較高，但是在正常運行中所需的運營費和維修費卻很少。風(fēng)力中海風(fēng)具有很強的穩(wěn)定性和低干擾性，風(fēng)速較快，在風(fēng)力發(fā)電中占有重要地位。

在中國風(fēng)力發(fā)電形勢一片大好，但還有些關(guān)鍵性問題需改進。在中國風(fēng)力資源的分布中，能廣泛運用風(fēng)能的地區(qū)集中在東南沿海和西北部地區(qū)，這些地區(qū)由于風(fēng)力較強，風(fēng)力發(fā)電企業(yè)分布密集，技術(shù)也比較成熟，企業(yè)聚集風(fēng)力發(fā)電，可能會產(chǎn)生過?；蚋C電現(xiàn)象。此外，隨著風(fēng)力行業(yè)的不斷發(fā)展，技術(shù)方面的建設(shè)顯得越來越重要。中國的機械零件發(fā)展迅速，但在核心部件上發(fā)展卻不理想，風(fēng)力發(fā)電的產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善，沒有專門的整機設(shè)計，在運輸、維護、咨詢和監(jiān)測等多個方面沒有系統(tǒng)的體系，管理工作也做得不夠到位，這些都阻礙了風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。由于核心技術(shù)的不完善，加上風(fēng)力技術(shù)研究推廣時間較短，在風(fēng)能發(fā)電機組上還存在著一些不足，安全性能不高，尤其是在并網(wǎng)和運輸方面。機組事故發(fā)生多在裝機階段，這是由于對各個環(huán)節(jié)沒有足夠重視造成的，給風(fēng)力發(fā)電的可靠性和安全性產(chǎn)生了很大影響。

發(fā)電節(jié)能技術(shù)風(fēng)力發(fā)電常用的并網(wǎng)方式

常用的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)方式有直接并網(wǎng)方式、準同期并網(wǎng)方式、降壓并網(wǎng)方式、雙饋異步發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)、同步發(fā)電機的并網(wǎng)技術(shù)等。

a) 直接并網(wǎng)方式要求發(fā)電機與電網(wǎng)程序相同，異步發(fā)電機轉(zhuǎn)速達到同步發(fā)電機的90% 以上就可由測速設(shè)備輸出發(fā)電自動并網(wǎng)信號，空氣開關(guān)合閘時實現(xiàn)自動并網(wǎng)；

b) 準同期并網(wǎng)方式是當其轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速接近時，利用電容實現(xiàn)額定電壓的建立，對發(fā)電機的頻率和電壓進行校正實現(xiàn)系統(tǒng)同步；

c) 降壓并網(wǎng)方式需在發(fā)電機和電網(wǎng)之間實現(xiàn)串聯(lián)電阻、變壓器、電抗器等，降低并網(wǎng)運行時對電流的沖擊，減低電壓下降速度；

d) 雙饋異步發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)利用變頻器輸出交流勵磁，讓發(fā)電機與電網(wǎng)之間連接，再根據(jù)電網(wǎng)電流、電壓金額發(fā)電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)勵磁電流，對發(fā)電機的電壓進行準確控制，以此實現(xiàn)并網(wǎng)；

e) 同步發(fā)電機的并網(wǎng)技術(shù)可對勵磁電流進行控制調(diào)節(jié)功率因數(shù)，同步發(fā)電機的并網(wǎng)技術(shù)主要包括準同步并網(wǎng)、自同步并網(wǎng)和變頻器并網(wǎng)三種方式，這種技術(shù)應(yīng)用日益廣泛。

發(fā)電節(jié)能技術(shù)中國風(fēng)力發(fā)電的影響因素

中國風(fēng)力發(fā)電的影響因素很多，畢竟中國的風(fēng)力發(fā)電發(fā)展時間較短，在風(fēng)電研究、風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)、風(fēng)電管理和風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃方面還有所欠缺，沒有形成一個專門的產(chǎn)業(yè)鏈。更嚴重的是，中國風(fēng)機零部件供應(yīng)商少，缺乏專業(yè)生產(chǎn)風(fēng)機零部件的廠商，風(fēng)力發(fā)電作為一個產(chǎn)業(yè)要得到進一步發(fā)展，就要實現(xiàn)集約化和專業(yè)化，降低成本，促進風(fēng)電事業(yè)發(fā)展。

隨著風(fēng)電場規(guī)模的擴大，風(fēng)電輸出的不穩(wěn)定性對電網(wǎng)的功率沖擊效應(yīng)會加大，嚴重的會使系統(tǒng)失去動態(tài)穩(wěn)定性而導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓，對此要進行合理規(guī)劃建設(shè)。中國的風(fēng)力開發(fā)強度仍然不夠，在沿海地區(qū)，有著豐富風(fēng)能，但是具體開發(fā)利用的也就只有幾處，且大多規(guī)模不大。中國需加強對風(fēng)力發(fā)達地區(qū)的開發(fā)力度，加大科技投資力量和設(shè)備資金投資，大力開發(fā)這些具有潛能的地區(qū)，不斷促進中國對新能源的利用率，促進環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展進度。

對風(fēng)力發(fā)電來說，最重要的資源就是風(fēng)能，風(fēng)能豐富的地區(qū)就是風(fēng)力發(fā)電業(yè)需求旺盛的地區(qū)，地域性的風(fēng)力資源是制約地域風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。除此之外，公眾的環(huán)保意識也很重要，是影響到風(fēng)力發(fā)電的一個重要因素。歐美國家的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)之所以先進，最主要的原因是國家相關(guān)部門和群眾對環(huán)境保護意識的增強，他們的公共環(huán)保意識促進其不斷開發(fā)新技術(shù)來鼓勵新能源的發(fā)展，在這一點上，中國需向歐美國家學(xué)習(xí)，加強自身和群眾的公共環(huán)保意識。

發(fā)電節(jié)能技術(shù)風(fēng)力發(fā)電節(jié)能技術(shù)的設(shè)計

①系統(tǒng)總體設(shè)計風(fēng)能是一種清潔且安全的能源，在自然界中可得到不斷補充，但其穩(wěn)定性不強，因此就要求風(fēng)力發(fā)電機組無功補償控制技術(shù)對風(fēng)力發(fā)電機組進行系統(tǒng)動態(tài)無功補償，高效利用風(fēng)能，減少不必要的損耗，展開全面的理論分析和系統(tǒng)分析。就上海長興島風(fēng)電場W 2000N-93-80并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組無功補償控制系統(tǒng)為例，在功率測量上，有有功功率和無功功率的方法。在算法選取上，這個系統(tǒng)中采用傅立葉算法，提高投切精度，簡化投切策略，雖然計算量較大，但卻可對電參量進行實時檢測和處理，以達到無功補償?shù)淖罴研Ч檫_到最合理的控制，選擇優(yōu)先滿足電壓的原則，根據(jù)電壓值高低來決定是否投切電容器，系統(tǒng)采取無功功率和電壓綜合判據(jù)作為投切電容器組的依據(jù)，以保證實現(xiàn)無功基本平衡。

②功率測量原理

W 2000N-93-80并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組無功補償控制系統(tǒng)利用快速傅立葉變換對基波電壓、電流復(fù)數(shù)的實部和虛部進行計算，并利用它們對交流電壓、電流等進行計算。計算得出的結(jié)果進行離散傅立葉變換得到基波分量的頻譜系數(shù)。利用輸入信號基波電壓、電流復(fù)數(shù)振幅的實部和虛部求得交流電壓、交流電流的有效值。將復(fù)數(shù)振幅的實部和虛部變成有效值，求出電壓的有效值和電流的有效值。對于三相三線電網(wǎng)可減少測量和計算，假定1個參考相，同時測量兩線電壓和兩相電流，并利用它們計算出2個等效的有功功率和無功功率。

③控制電路設(shè)計

W 2000N-93-80并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組無功補償控制系統(tǒng)整個控制電路主要是由DSP電路、信號調(diào)理電路和投切控制電路組成。這種控制系統(tǒng)通過檢測電網(wǎng)電壓和發(fā)電機的電流，將經(jīng)過信號調(diào)理電路調(diào)理后的離散化轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入DSP進行數(shù)據(jù)處理，達到實時、準確跟蹤系統(tǒng)無功變化的目的。在軟件設(shè)計上，采用模塊化軟件設(shè)計方法以便程序擴充、維護和管理。系統(tǒng)軟件設(shè)計主要是由數(shù)據(jù)采集、計算、投切控制等組成。在進行模擬量采集程序時，充分利用好DSP捕獲單元和軟件定時器的特點，準確地捕獲中斷數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)測量。電容器投切控制程序是以電壓、無功功率綜合判據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)電壓無功功率的變化確定動作方案。

發(fā)電節(jié)能技術(shù)風(fēng)力發(fā)電節(jié)能技術(shù)的運用與完善

加快對風(fēng)電技術(shù)的研發(fā)改進，在技術(shù)上對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)進行改革，采用功率調(diào)節(jié)的方式進行風(fēng)力發(fā)電，提升發(fā)電效率，加強對風(fēng)電設(shè)備的管理，避免風(fēng)機受損。構(gòu)建可再生能源發(fā)展政策，國家應(yīng)在政策上支持可再生能源，大力宣傳可再生能源的作用，對可再生能源進行保障，國家同時要加強對可再生能源的立法規(guī)范，促進國內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電快速有效發(fā)展。在中國東部沿海的江蘇省鹽城地區(qū)，擁有500 km 多長的海岸線和廣闊灘涂，其可開發(fā)風(fēng)電總量占江蘇省可開發(fā)風(fēng)電總量的2/3以上，年平均風(fēng)速達到6.1 m /s。在鹽城的東臺國華風(fēng)電場、大豐中電投風(fēng)電場的運行中，風(fēng)力發(fā)電機的利用小時數(shù)均在2000 h以上，效果十分顯著。

加強風(fēng)電技術(shù)的商業(yè)化。市場競爭有利于科技的更新進步，同時降低了國家風(fēng)電單機運行的成本壓力，提升了風(fēng)能的利用效率。采用結(jié)構(gòu)動力學(xué)，對風(fēng)機進行合理的改造設(shè)計，提升風(fēng)機質(zhì)量，降低成本，提高系統(tǒng)的可靠性。加強電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展，以創(chuàng)新為依托，提高風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)運行的整體性能。對于經(jīng)濟發(fā)展較快的地區(qū)，風(fēng)力發(fā)電建設(shè)項目要保證風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)運行的高效性和穩(wěn)定性，對于風(fēng)力資源較多的地區(qū)，要考慮控制整個系統(tǒng)的主控性，保證風(fēng)力發(fā)電與分布式系統(tǒng)有機結(jié)合，不斷完善和提高系統(tǒng)電能質(zhì)量。

低碳環(huán)保理念的貫徹加強了人們對新能源的認識，人們對于新能源的應(yīng)用也越來越廣泛。風(fēng)能發(fā)電發(fā)展到如此，已具備了和水力發(fā)電、燃煤發(fā)電相當?shù)膶嵙?，并且有理由相信在未來的?yīng)用中必將越來越廣泛。2014年來風(fēng)力發(fā)電的增長一直保持在30%以上，這個比率還在持續(xù)升高，與此同時，風(fēng)電的成本也會不斷降低，它將成為21世紀與太陽能、水能等新能源并駕齊驅(qū)的可再生新能源，風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展給中國帶來的必將是活力和可持續(xù)發(fā)展。

發(fā)電節(jié)能技術(shù)現(xiàn)階段我國電廠發(fā)電能耗狀況

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國一年的能源消約為36噸標煤，其中煤炭占 68.5%，石油占比為17. 7%，水能 7.1%，天然氣4.7%，核能占 0.8%，其他占 1.2%。同比數(shù)據(jù)為世界平均的2.5倍，與代表性發(fā)達國家相比約為3～7倍，并且普遍高于其他發(fā)展中國家。總體煤炭消耗為世界的一半，而其中以煤炭消費為典型代表的火電廠則消耗了其中近6成的煤炭資源。并且預(yù)計在接下來的數(shù)年內(nèi)會上升至48噸標煤的能源消耗新高。且現(xiàn)階段我國仍以燃煤火電廠為主，熱電、風(fēng)電、核電的利用率較低?；痣姀S的主要利用能源仍為煤炭資源，燃氣、余熱、垃圾工業(yè)電廠總計不到3%。但燃煤會消耗空氣中大量的氧氣，并產(chǎn)生二氧化碳，而二氧化碳則是溫室效應(yīng)、全球變暖的元兇;煤炭燃燒不充分也會造成空氣中揚塵的增加，增加空氣中PM2.5 指數(shù)，加重電廠附近城鎮(zhèn)空氣污染;另外煤渣的不合理處理、堆放，占用大量土地并導(dǎo)致土壤污染也是一個重要問題。根據(jù)我國科學(xué)發(fā)展觀要求，以及新興起的碳經(jīng)濟要求，電廠節(jié)能技術(shù)的更新和推廣勢在必行。

發(fā)電節(jié)能技術(shù)電廠節(jié)能技術(shù)的思路

一般來說節(jié)能工作和減排工作應(yīng)當同期進行，但是這兩者有層次之分，節(jié)能工作的直接目的有兩個，一是達成減排目標，降低環(huán)境壓力，是企業(yè)履行社會責(zé)任的表現(xiàn)，二是通過增加效率而減少投入成本從而提高企業(yè)效益。

相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)更新、應(yīng)用思路也可以大體上分為兩方面，分別為效率提高和減排目標。效率提高，即通過一系列措施增加能源利用效率和電能利用效率;減排目標，即合理使用煤炭等能源物質(zhì)，合理處理使用后產(chǎn)生的廢棄物。

發(fā)電節(jié)能技術(shù)電廠節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的措施

(一)煤炭等能源物質(zhì)的使用適量。一是在現(xiàn)階段做到大規(guī)模的電能儲備是超越技術(shù)現(xiàn)實的，因此發(fā)電廠總處在強負荷工作狀態(tài)，即發(fā)電量遠大于用電量，以保證全地區(qū)的穩(wěn)定供電。也就是說電廠的電能產(chǎn)生量是過剩狀態(tài)，這其中有很大一部分能源是沒有轉(zhuǎn)化為能量被利用，一定程度上可以說是能源浪費。雖然不能大幅度削減發(fā)電廠能源物質(zhì)的投入，但是可以依據(jù)時間進行一定范圍內(nèi)的調(diào)整。這需要做好用電單位統(tǒng)計，通過人口、建筑的數(shù)量、類型等數(shù)據(jù)，經(jīng)過較為專業(yè)的判斷，加上電表統(tǒng)計，可以掌握電廠負責(zé)區(qū)域內(nèi)單位時間的電能消耗。而每一個發(fā)電機組的發(fā)電量、功率，都是固定的。且一般情況下晚上的用電量或小于白天。保證實際供電量超額定用電量二十到四十左右的百分點即可保證穩(wěn)定供電，將發(fā)電量控制在這個范圍內(nèi)進行電廠能源物質(zhì)使用，從而提高能源利用效率。二是火力發(fā)電機原理是利用能源燃燒等方式，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而推動輪機進行發(fā)電。根據(jù)火力發(fā)電機類型不同，其額定溫度不同，從低溫發(fā)電機組到超臨近發(fā)電機組其工作額定溫度為450℃ 到600℃不等，因此在進行發(fā)電工作時應(yīng)當對發(fā)電機組鍋爐內(nèi)溫度做好實時監(jiān)測，從而能夠?qū)δ茉次镔|(zhì)填充進行及時調(diào)整，防止太多的過量加溫，也能一定程度上增加能源利用效率，減小能源物質(zhì)的浪費，進而達成節(jié)能目的。

(二)科學(xué)技術(shù)手段的加入。通過人力控制能源物質(zhì)的投入量，一定程度上存在誤差，且存在不方便管理的問題，即每個大型機組都需要眾多的人力資源才能穩(wěn)定運行?？梢酝ㄟ^科學(xué)技術(shù)手段的加入來解決這一問題，尤其是自動化技術(shù)。電廠應(yīng)用自動化技術(shù)，其包括PCS、MES、BPS三層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通過這些系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗、優(yōu)化資源使用等，并且能夠?qū)⑾鄬λ缮⒌墓芾砜刂乒ぷ鬟M行集中化處理，降低人力消耗。并且自動化系統(tǒng)能夠在夜間甚至無人操作期間依舊對發(fā)電機組進行有效控制，規(guī)避因一些特殊情況造成的負責(zé)人員缺崗而造成的損失。通過以計算機為代表的電子設(shè)備對發(fā)電機組進行智能管理，對發(fā)電機組鍋爐內(nèi)能源物質(zhì)填充做到自動化管理，對每個時間、每個類型的發(fā)電機組鍋爐的能源補充做到精確控制，進一步提升能源利用效率。

(三)硬件部分改造提高機組穩(wěn)定性。

1．對鍋爐進行節(jié)能改造。一是鍋爐啟動和穩(wěn)燃過程中需要進行燃油補充，可以針對這個程序進行鍋爐改造，采用燃燒器和小油槍的組合代替其他類型點火構(gòu)件，采用小油槍進行灌油能夠在保證點火效率的同時規(guī)避因原來的大范圍抽油、灌油造成的燃油浪費。二是爐內(nèi)點火方式也可以進行相應(yīng)的改進，現(xiàn)今較為先進的點火技術(shù)，為等離子點火技術(shù)，這種技術(shù)配合上述的灌油構(gòu)件改造，能夠?qū)崿F(xiàn)燃油管理和燃油節(jié)約，并且方便管理，從而能夠盡可能地減少不必要的浪費。三是通過進行合理的燃燒調(diào)整穩(wěn)定鍋爐運行狀態(tài)，避免因操作失誤問題造成的熄火、失溫等事故而引起的鍋爐二次點火等問題。具體措施可以通過改良鼓風(fēng)系統(tǒng)，實行自動改造，穩(wěn)定鍋爐內(nèi)空氣系數(shù)，保證鍋爐內(nèi)能源物質(zhì)的穩(wěn)定燃燒和效率燃燒;改良鍋爐內(nèi)溫度控制系統(tǒng)，改良噴水調(diào)節(jié)器，完成對鍋爐溫度的有效控制;改良鍋爐排風(fēng)系統(tǒng)，及時將煤炭揚塵等顆粒物質(zhì)從鍋爐內(nèi)排放到特定區(qū)域，避免因揚塵過多造成的燃燒不充分和爐內(nèi)溫度分布不均而帶來的爆管、炸裂隱患。

2．輪機的節(jié)能改造。輪機的采用需要根據(jù)實際需要和實際運行情況，安裝高、中、低壓缸，并且其調(diào)節(jié)閥、通流結(jié)構(gòu)、氣封結(jié)構(gòu)要進行配套使用。需要從設(shè)計上減少蒸汽過分膨脹損失和因漏氣而造成的內(nèi)能流失，提高輪機運行效率。一是在輪機運行前進行密封性檢測，檢查是否存在漏氣、脹氣現(xiàn)象，有則根據(jù)成因進行排除;二是對輪機進行密封性加固措施，由于發(fā)電需要，輪機在運行過程中必須要保證其內(nèi)部真空度;三是對輪機進行試運行實驗操作，檢查輪機是否能夠穩(wěn)定達到額定效果，如果不能則及時進行故障排查工作，保證輪機在正式投入使用前處于最佳啟動狀態(tài)。

(四)其他一些節(jié)能措施。一是由于煤炭、天然氣等資源的不可再生性，尋找其替代能源必然是未來的大趨勢，且現(xiàn)階段主流能源物質(zhì)，尤其是煤炭，其使用伴隨著極大的環(huán)境壓力，未來必然會被取締，通過技術(shù)開發(fā)，設(shè)計出可以適應(yīng)新能源(例如:甲烷、氫氣等)的發(fā)電機組才是可持續(xù)戰(zhàn)略下的上上之策。二是建立相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，將電廠廢棄物質(zhì)進行二次利用甚至多次利用，達到資源的最高利用效率，以提高產(chǎn)業(yè)效益等。

電廠的節(jié)能技術(shù)開發(fā)并不會一蹴而就，需要在長期的生產(chǎn)經(jīng)營下進行經(jīng)驗總結(jié)，做好器械改良、技術(shù)更新工作僅僅是個開始。期間還需要輸電部門的大力配合，減少輸電過程中的電力流失，以及用電單位的節(jié)能環(huán)保意識提高，才能夠產(chǎn)生長遠效益。最終的發(fā)展方向必然是新型電廠的全面建成，即風(fēng)電、核電、“垃圾電”的全面應(yīng)用。 2100433B

發(fā)電節(jié)能技術(shù)燃煤發(fā)電過程中常用的節(jié)能技術(shù)

①IGCC節(jié)能技術(shù)

IGCC（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)）技術(shù)具有高效及清潔的特點，能有效減少燃煤發(fā)電能耗，在燃煤發(fā)電領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。在應(yīng)用 IGCC技術(shù)的過程中可對含碳燃料，包括重渣油、石油焦、生物質(zhì)及煤炭等進行氣化處理，經(jīng)過氣化處理后將會得到可用于發(fā)電的合成氣，在發(fā)電前需對合成氣進行凈化處理，以確保蒸汽、燃氣可實現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)。IGCC技術(shù)的機組設(shè)備主要包括兩大部分，第一部分中的設(shè)備有煤氣凈化裝置、空分設(shè)備及氣化爐等，余熱鍋爐、燃氣輪機系統(tǒng)及蒸汽輪機系統(tǒng)則屬于另一部分。從 IGCC技術(shù)的發(fā)電設(shè)備制造與系統(tǒng)構(gòu)成角度來看，該發(fā)電技術(shù)融合了燃煤發(fā)電系統(tǒng)中的多種先進技術(shù)，能優(yōu)化集成燃氣輪機循環(huán)技術(shù)、煤氣凈化工藝、煤氣化工藝及空氣分離工藝等。因此可優(yōu)化整個發(fā)電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，同時可梯級利用燃煤化學(xué)能，減少燃煤能耗，具有減少污染物如

②煤粉爐節(jié)能運行技術(shù)

煤粉爐是常用的火力發(fā)電設(shè)備，該設(shè)備的燃燒效率較高，因此被許多發(fā)電廠引進使用。煤炭質(zhì)量、煤種波動等外界因素可對煤粉爐運行質(zhì)量產(chǎn)生影響，在煤炭質(zhì)量降低時還可能導(dǎo)致設(shè)備無法正常運行，進而造成設(shè)備燃燒效率降低，這樣就會增加用電量，不利于節(jié)能。因此，可根據(jù)發(fā)電要求對煤粉爐運行狀態(tài)進行適當調(diào)整或改造鍋爐設(shè)計結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)節(jié)能運行。以300MW煤粉爐為例，為實現(xiàn)節(jié)能運行，則可合理調(diào)整送風(fēng)量、引風(fēng)量。在調(diào)節(jié)引風(fēng)量時需要考慮煤粉爐運行負荷情況，在需增加煤粉爐運行負荷時，應(yīng)提前加大引風(fēng)量，以免造成爐膛內(nèi)部出現(xiàn)正壓，加大引風(fēng)量之后才能增加燃料量與送風(fēng)量，以提高燃料利用率及確保煤粉爐實現(xiàn)節(jié)能運行。在降低煤粉爐的運行負荷前，先將送風(fēng)量與燃料量減少，隨后再將引風(fēng)量減少。在調(diào)整煤粉爐送風(fēng)量時應(yīng)將氧量作為參考依據(jù)，確保送風(fēng)后煤粉爐中氧量為3%～6%；同時在送風(fēng)后觀察火焰變化情況，如火焰處于熾白刺眼狀態(tài)或暗紅不穩(wěn)狀態(tài)，則表明風(fēng)量不合理，需及時調(diào)整送風(fēng)量。在煤粉爐改造方面，首先可優(yōu)化選擇煤粉爐的型號，在發(fā)電時采用性能相對穩(wěn)定，燃燒效率較高的W型火焰爐或R型火焰爐，同時采用反向切圓、反吹風(fēng)等方法優(yōu)化射流配置，或?qū)煔饣亓餮b置安裝在燃燒器出口處等，確保煤粉在局部富集，并在燃燒過程中充分利用火熱。此外，可通過改造煤粉爐輔助設(shè)備，如磨煤機等確保煤粉爐實現(xiàn)節(jié)能運行。

發(fā)電節(jié)能技術(shù)燃煤發(fā)電節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

以青海華電大通發(fā)電有限公司中的燃煤發(fā)電機組為例，深入分析節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用情況。該公司中的1號發(fā)電機組與2號發(fā)電機組煤粉爐存在粉管積粉及堵管問題，且爐渣含碳量較高，不但會對機組安全運行構(gòu)成威脅，還會導(dǎo)致煤粉化學(xué)能利用率降低，不利于實現(xiàn)節(jié)能。對煤粉爐進行檢修后發(fā)現(xiàn)其輔助設(shè)備磨煤機中的分離器存在設(shè)計缺陷，因此為使煤粉爐實現(xiàn)節(jié)能運行，決定適當改造及優(yōu)化分離器的設(shè)計形式。該公司采用的鍋爐為懸吊式、單爐膛及平衡通風(fēng)亞臨界汽包爐，機組容量為 2×300 MW。煤粉爐中配備的磨煤機為BBD 4054型，共為 6 臺，分離器共為 6 臺。分離器的直徑為 290 cm，出口溫度為70 ℃，入口溫度為 330 ℃，出口風(fēng)壓為 2.8kPa，入口風(fēng)壓為 9.2kPa，總風(fēng)壓為 12.4kPa，一次風(fēng)溫為70 ℃，一次風(fēng)速為 24m/s。磨煤機的電機型號為YTM710- 6，額定出力為54t/h，額定電流為163A，額定電壓為6000V，額定功率為1300kW，煤粉細度在18%～20%之間。

①分離器存在的問題

由于分離器與磨煤機不屬于同一生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，在使用過程中難以實現(xiàn)配套，主要表現(xiàn)為分離器實際容積過大，利用率偏低，且在工作過程中需克服較大阻力，在燃煤雜質(zhì)含量較大時，分離器極容易發(fā)生堵塞問題，且分離煤粉效果不理想。同時需增大磨煤機負荷才能有效分離煤粉，造成能耗量增加 。另一方面，分離器在回粉過程中入口氣流可將簾板吹起，造成含塵氣流進入到簾板下部內(nèi)椎體中，內(nèi)椎體中煤粉無法得到有效分離，直接進入到風(fēng)管道當中，因此爐膛中煤粉均勻性就會受到影響，粗大顆粒煤粉比例增加，造成燃燒效率明顯降低。

②分離器的節(jié)能改造

1）需對分離器進行合理選型。合理選擇分離器的目的在于有效調(diào)節(jié)煤粉細度，降低循環(huán)倍率、減少分離后粗大顆粒所占比例，進而提高燃燒效率與實現(xiàn)節(jié)能 。由于磨煤機的風(fēng)量為 80 t/h，風(fēng)煤比為1.4，出力為 55t，出口溫度為70℃，因此將分離器煤粉細度調(diào)整為15%，選擇直徑為310cm的分離器。

2）選擇好與磨煤機運行工況相符合的分離器后，采用以下方法進行安裝：在粉管入口與磨煤機的出口之間安裝好分離器，同時適當增加擋板角度，以便加快分離器流速；根據(jù)煤粉爐運行需要適當增加回粉管直徑，以避免回粉管出現(xiàn)堵塞，還將耐磨性能良好的陶瓷粘貼于椎體內(nèi)側(cè)，以增強分離器抗磨損能力，進而起到改善運行工況及節(jié)約煤炭能源的作用。

煤炭資源具有不可再生的特點，提高煤炭資源利用率有助于保證能源供應(yīng)穩(wěn)定性，同時可減輕使用煤炭能源時產(chǎn)生的大氣污染。在火力發(fā)電中需使用大量煤炭，因此要注重應(yīng)用節(jié)能發(fā)電技術(shù)，包括IGCC節(jié)能技術(shù)及空冷節(jié)能技術(shù)。此外，在應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的過程中重視強化發(fā)電節(jié)能管理，如在啟動發(fā)電機組時應(yīng)做到連續(xù)監(jiān)督大氣疏水過程，從而降低啟動機組時的能耗。

輪胎式集裝箱門式起重機(簡稱RTG)所裝備的發(fā)動機采用發(fā)電用柴油機而非工業(yè)用柴油發(fā)動機，只有怠速和全速兩種速度。柴油發(fā)電機組的功率是按起吊重箱最大過載能力設(shè)計的，使得發(fā)電機組在起吊空箱、轉(zhuǎn)場等輕負荷情況下，柴油機依然保持全速運行，產(chǎn)生的能量不能完全用盡，其多余能量只能消耗在電阻上。

RTG的節(jié)能減排技術(shù)改造方案有“油改電”、電動RTG、超大容量電容組、增加待機柴油發(fā)電機組等幾種方式?！坝透碾姟狈桨父脑斐杀敬?，對電網(wǎng)擴容有很高要求，并且限制了RTG的靈活性；電動RTG方案是油電混合動力方案，在堆場作業(yè)時，采用地面導(dǎo)軌或滑觸線路由市電供電，該方案改造難度大，且轉(zhuǎn)場操作復(fù)雜；采用超大容量電容組可節(jié)油12%~30%，但因其改造成本大，使得性價比不高；增加待機柴油發(fā)電機組方案，有數(shù)據(jù)顯示可節(jié)約23%的燃油，但其對主機組的頻繁起停將使主發(fā)電機的故障率大大增加。

變速柴油發(fā)電機節(jié)能技術(shù)是一種既不改變RTG的靈活性，又能從根本上節(jié)省燃油、降低排放的技術(shù)，其主要裝置為變速柴油發(fā)電機，包括設(shè)有全程(從怠速到全速)調(diào)速器的柴油機和與之同軸連接的同步發(fā)電機。由能量轉(zhuǎn)換裝置將發(fā)電機發(fā)出的交流電(從低頻低壓到額定頻率額定電壓)轉(zhuǎn)變成可利用的直流電能，并通過對負載所需的實際功率的檢測以及直流儲能和緩沖單元，控制該系統(tǒng)輸出電源的電壓和頻率符合負載的要求，從而實現(xiàn)油量與負載的全程匹配。

港口RTG一般采用300~600kW主柴油發(fā)電機組供電，只要處于工作狀態(tài)，無論是否起吊集裝箱，發(fā)電機組都處于運行狀態(tài)。某堆場統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：該種設(shè)備平均每月運行400h，而空載運行近200h，空載率約為50%。即使在非空載工況下，RTG也僅在重箱起升過程中需要提供額定功率，幾乎90%的運行時間處于輕負荷狀態(tài)。而柴油發(fā)動機不能跟隨負荷的大小改變供油量，時常處于“大馬拉小車”狀態(tài)。

分析柴油機的負載特性不難發(fā)現(xiàn)，獨特的工作特點和負荷狀態(tài)，為RTG的使用提供了節(jié)約油耗的可能，即給柴油發(fā)電機組調(diào)速，使柴油機組可以根據(jù)負載的變化而改變柴油機組的轉(zhuǎn)速，達到節(jié)油的目的。

改變柴油發(fā)電機組轉(zhuǎn)速，意味著發(fā)電機發(fā)出電的頻率和電壓不能達到用電設(shè)備的額定要求。在我國的電力系統(tǒng)中，工頻交流電的標準頻率為50Hz，對于一般柴油發(fā)電機組，要求拖動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速基本恒定，因為同步發(fā)電機具有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和交流電頻率之間保持嚴格不變的關(guān)系特點。如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化，將導(dǎo)致發(fā)電機輸出頻率和電壓不能滿足用電設(shè)備工況 。

為使輸出的電壓和頻率滿足RTG用電要求，就需要增加一套逆變電路。

柴油機低速運轉(zhuǎn)時發(fā)出的電足以支持RTG除起升以外的所有用電(如照明、空調(diào)、行走等)需要外，還會有富余的電量，這些富余的能量一般通過電阻消耗掉。為了不浪費這些電能，本技術(shù)方案選用一組儲能元件將其收集起來，同時收集的還有下放箱子時勢能轉(zhuǎn)換的電能，用于補償提升重箱時使用。當系統(tǒng)判斷到負載增加時，自動將柴油機調(diào)速到所需轉(zhuǎn)速或額定轉(zhuǎn)速，令發(fā)電機發(fā)出足夠的電來完成起升重箱的任務(wù)。

變速柴油機節(jié)能方案直接以負載變化實現(xiàn)柴油機調(diào)節(jié)，最大化節(jié)省了柴油機消耗，同時采用電力電子開關(guān)器件實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，傳遞效率很高，從整體的觀點考慮系統(tǒng)，實現(xiàn)了控制過程的效率的最優(yōu)化。

能量轉(zhuǎn)換器的作用是不管柴油機轉(zhuǎn)速如何(即使是怠速)，同步發(fā)電機發(fā)出的低頻率低壓電也能通過能量變換器泵升至滿足用電設(shè)備可使用的額定電壓額定頻率要求的電源。實現(xiàn)手段為：通過電力電子設(shè)備將非工頻交流電整流和對發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩進行控制，負載的變化引起的直流母線的功率的變化，該功率變化動態(tài)地提供了柴油機組供油量的調(diào)節(jié)信號，油量供給執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)信號調(diào)節(jié)油門大小，從而實現(xiàn)燃油的最優(yōu)控制。

外加的超級電容主要用于能量緩沖。

該控制模式實現(xiàn)了油量同負載的全程匹配。改變以往RTG發(fā)電機組在輕負荷狀態(tài)時仍工作于全速狀況下造成的高耗油的狀況。

超導(dǎo)節(jié)能技術(shù)是利用超導(dǎo)材料制成各種動力器件以實現(xiàn)節(jié)能的技術(shù)和方法。由于超導(dǎo)體沒有電阻(0電阻)，沒有勵磁消耗和電樞內(nèi)耗，承載電流密度大，因而用它做成的磁體具有磁場強度大、體積小、重量輕、沒有熱消耗、穩(wěn)定性好和省電等特點。超導(dǎo)磁體具有明顯的節(jié)能效果，有其廣泛應(yīng)用領(lǐng)域，如超導(dǎo)發(fā)電機、超導(dǎo)電動機、磁懸浮列車、磁流體發(fā)電、核聚變、核磁共振斷層攝影裝置以及電力貯存系統(tǒng)等。

超導(dǎo)發(fā)電機可以提高水電站、火電站和核電站的單機容量;超導(dǎo)電動機使用墊圈式的圓形超導(dǎo)磁鐵，由于運轉(zhuǎn)速度快，并直接驅(qū)動機械部分，比普通電動機能節(jié)約25%的能源;超導(dǎo)磁懸浮鐵路系統(tǒng)，是把超導(dǎo)線圈安裝在車廂底部，它與地面鐵道上懸浮用線圈之間由于強大的電磁推斥力而使車廂離開地面10—15厘米做無摩擦運動(但與空氣的摩擦力依然存在)，時速高(500～1000公里)、耗能小、超導(dǎo)線圈內(nèi)的電力只一次充入，待車廂入車庫后，還可把原充入的電力完全回收;采用超導(dǎo)NMR·CT比X·CT或普通NMR·CT具有更高的精度，診斷圖象更清晰，而且儀器裝置的體積小，不需要消耗大量的冷卻水;利用超導(dǎo)線圈貯存電力，損失小于10%，可用于調(diào)節(jié)電網(wǎng)峰荷。高溫超導(dǎo)體的突破，已把冷卻技術(shù)從液氦提高到液氮區(qū)，費用大為降低，為超導(dǎo)材料用于強電節(jié)能方面提供了實用條件。