电厂热动系统节能优化策略分析

引言：在“双碳”目标与能源安全新战略背景下，提高电厂热动系统效率成为实现节能降耗的关键途径。热动系统作为电厂能量转换的核心环节，涵盖锅炉、汽轮机、辅机等多个子系统，其运行效率直接决定了电厂的整体能耗水平。我国火电厂热效率与国际先进水平相比仍存在一定差距，优化空间显著。尤其在当前能源转型与电力结构调整的特殊时期，传统火电面临更严格的节能减排要求，热动系统优化成为火电厂提质增效的必由之路。本文通过分析电厂热动系统节能现状与问题，提出针对性优化策略，旨在为电厂节能改造与运行优化提供参考，助力电力行业绿色低碳发展。

一、电厂热动系统节能现状与不足

(一) 热力系统设计优化不足

当前我国电厂热力系统设计普遍存在参数匹配不合理的问题，主要表现为汽温汽压选择偏保守，回热系统配置不够科学。众多运行中的老旧机组初始设计理念滞后，循环系统集成度不高，导致机组固有热效率偏低。此外，各电厂设备选型标准化程度不足，同类型机组间部件兼容性差，造成维修复杂性增加与系统能效下降[1]。

(二) 设备运行效率损耗严重

电厂热动系统在长期运行过程中普遍面临设备效率衰减问题，锅炉燃烧效率偏低已成为制约热效率提升的瓶颈因素。具体表现为炉膛温度分布不均匀，火焰稳定性差，导致不完全燃烧损失增大；同时，空气预热器漏风率居高不下，冷热端腐蚀堵塞现象严重，进一步加剧了锅炉效率下降。汽轮机方面，随着运行时间延长，内部密封间隙增大，汽封漏气量剧增，内部效率显著降低。

(三) 系统监测与管控体系滞后

电厂热动系统节能管控面临技术与管理双重滞后困境。热效率在线监测手段匮乏，大部分电厂仍依赖传统的人工采集与月度考核方式，无法实现对能效指标的实时跟踪与精准评估。能耗数据分析利用不充分，热力系统海量运行数据未能转化为有效的决策支持信息，能耗异常难以及时发现与处理。节能管理制度落实不到位，表现为责任体系不明确，激励机制不完善，员工节能意识淡薄。

二、电厂热动系统节能优化策略

(一) 汽轮机热力系统改造优化

汽轮机热力系统作为电厂能量转换的核心装置，其性能直接决定整体热效率水平。针对运行中机组，通流部分改造是提升效率的有效路径，包括采用三维扭曲叶片技术对末级动叶进行改造，引入先进流道设计理念优化隔板结构，运用数值模拟技术对汽封系统进行精细化设计，通过这些技术手段可有效降低流动损失，提升内部效率。再热系统参数优化也是关键环节，通过调整再热温度与压力匹配关系，改善中间再热段的热力参数，合理配置再热器受热面积，实现再热蒸汽参数的最优控制。抽汽系统合理化配置同样不可忽视，需全面评估各级回热器性能，重新计算最优抽汽参数，调整给水加热器布局，构建高效回热系统。

(二) 锅炉燃烧效率提升方案

锅炉作为电厂热能生产的源头，其燃烧效率对系统整体能耗影响重大。空气预热器漏风治理是提升锅炉效率的突破口，采用新型密封结构改造传统密封形式，应用表面强化处理技术提高密封材料耐磨性，配合在线清灰系统缓解堵塞问题，可有效降低漏风率 5-8 个百分点。低氮燃烧优化也是当前锅炉改造的重点，通过精细化调整燃烧器结构，优化空气分布系统，实现浓淡燃烧区科学布局，既可满足环保要求，又能保证燃烧效率。锅炉负荷特性协调控制是适应电网调峰需求的必然选择，针对不同负荷工况制定差异化燃烧优化策略，合理配置一、二次风比例，实时调整燃烧区温度分布，建立覆盖全工况范围的智能燃烧控制模型，保证锅炉在各种负荷下均能维持较高效率。

(三) 辅机系统能耗控制措施

辅机系统作为热动系统的重要组成部分，其能耗在电厂自用电量中占比高达 60% 以上，蕴含巨大节能潜力。变频调速技术的合理应用是辅机节能的主要方向，针对送风机、引风机、给水泵等大型辅机设备，根据负荷特性曲线确定最佳调速范围，配置适宜容量的变频装置，实现精确调速与能耗优化[2]。水泵与风机效率提升技术同样值得关注，通过叶轮切割改造调整扬程特性，采用高效低阻力叶片更新老化部件，使用抗磨损涂层处理受损表面，显著提升设备运行效率。凝结水系统优化运行方案则聚焦于系统架构调整，包括合理配置凝结水泵台数，优化主凝水器真空度控制策略，改进低压加热器运行模式，减少系统阻力与热量损失。

(四) 智能化运行监测与调控体系构建

智能化技术为传统热动系统注入新活力，成为节能优化的强大助力。热效率实时监测系统开发应用是基础工程，通过布设高精度传感器网络，构建覆盖锅炉、汽轮机、凝汽器等主要设备的参数采集体系，实现热效率指标的在线计算与实时展示，为节能管理提供数据支撑。基于大数据的能耗分析平台建设是核心环节，利用先进的数据挖掘算法对海量运行数据进行深度分析，识别影响热效率的关键因素，发现能耗异常点，预测设备性能衰减趋势，辅助制定科学的运行策略。智能化协调控制策略实施是最终目标，构建涵盖燃烧控制、汽温汽压控制、真空度控制等多个子系统的综合优化模型，实现各控制回路之间的协调联动，自动计算并指导操作人员调整至最优运行参数组合。

(五) 余热梯级利用与系统整合

余热利用是提升系统能源利用效率的重要途径，具有投入少、见效快的特点。烟气余热深度回收技术针对传统余热利用瓶颈，开发低温省煤器、烟气冷凝器等新型换热设备，降低排烟温度，回收潜热，实现烟气余热的梯级利用。尤其对于大型机组，每降低排烟温度 10^∘C ，可提高锅炉效率约0.2-0.3 个百分点。乏汽、乏水能量回收利用聚焦于系统内部的能量梯级转化，包括抽汽优化利用、凝结水热能回收、排污热能利用等多项技术，通过合理的热力网络设计，实现“高品位能量做功，低品位能量供热”的能量梯级利用原则[3]。多能互补系统整合方案则跳出传统热动系统边界，探索与集中供热、海水淡化、制冷系统等外部用能单元的有机结合，构建多能协同的综合能源系统，大幅提升能源利用总效率。这种系统整合思路不仅提高了资源利用效率，还增强了电厂的多元化盈利能力，为传统火电转型升级开辟了新路径。

结束语

电厂热动系统节能优化是实现电力行业绿色低碳发展的关键环节。通过本文对热动系统节能优化策略的系统分析可见，当前电厂热效率提升仍存在较大空间。未来应从汽轮机热力系统改造、锅炉燃烧效率提升、辅机系统能耗控制、智能化运行监测与调控、余热梯级利用等多个维度协同发力，构建系统化的节能优化体系。此外，新技术与传统工艺的融合应用，管理体系与技术措施的协同推进，将成为电厂节能工作的重要方向。期待通过产学研协作与持续创新，推动电厂热动系统节能技术不断进步，为我国能源电力行业实现“双碳”目标提供有力支撑，助力国家能源安全与可持续发展战略的深入实施。

参考文献：

[1] 杨 勇 . 电 厂 热 动 系 统 节 能 优 化 策 略 的 研 究 [J]. 石 化 技术,2023,30(11):243-244.

[2] 尚华, 周飞. 电厂热动系统节能减排优化分析[J]. 中国高新科技,2021,(18):40-41.

[3] 赵 钧 . 电 厂 热 动 系 统 节 能 优 化 策 略 探 讨 [J]. 应 用 能 源 技术,2021,(08):47-49.