发电厂集控运行节能降耗技术研究

引言：

能源是国家经济发展的重要基础，火力发电作为我国主要的发电方式之一，在满足电力需求的同时，也面临着能源消耗高、环境污染严重等问题。在火力发电厂集控运行中采取有效的节能降耗技术措施，对于降低生产成本、提高企业经济效益、减少污染物排放以及实现可持续发展具有重要意义。

1. 集控运行节能降耗技术的基本概念

在电力系统集控运行中，节能降耗技术借助先进的传感器和数据分析技术，实时监测机组的负荷变化、热效率等关键指标，依据电网的实际需求，动态调整发电机组的输出功率，使机组始终保持在高效运行区间，减少不必要的能源损耗。例如，通过合理安排设备的启停顺序，避免设备空转 [1]。

2. 基于发电厂的集控运行节能降耗技术分析

2.1 汽轮机节能降耗技术

2.1.1 优化汽轮机运行参数

主蒸汽的压力和温度对汽轮机的热效率有着直接影响。在确保设备安全运行的前提下，适当提高主蒸汽压力和温度，能够显著提升汽轮机的做功能力。例如，将主蒸汽压力从设计值的下限逐步提升至接近上限值，每提高一定数值，可使汽轮机的热效率得到相应提高。

在此基础上，降低汽轮机的排汽压力有助于提高循环热效率。这就需要保证凝汽器的良好运行状态。一方面，加强凝汽器的真空系统维护，定期检查和修复可能存在的泄漏点，防止空气漏入影响真空度。另一方面，优化冷却水量和水温的控制。根据环境温度和机组负荷变化，合理调整冷却水泵的运行台数和流量，确保凝汽器内的冷却水能够有效地将排汽冷凝，维持较低的排汽压力。例如，在夏季高温时，适当增加冷却水量；在冬季则根据实际情况减少冷却水量，以达到节能目的。

2.1.2 汽轮机通流部分改造

2.1.2.1 叶片优化设计

传统汽轮机叶片在长期运行过程中，会出现磨损、结垢等问题，进而影响蒸汽的流动顺畅性和做功效率。所以采用先进的叶片设计技术，（如新型的叶型曲线和材料），可以改善蒸汽在叶片间的流动特性，减少能量损失。例如，采用子午加速叶片设计，能够使蒸汽在通流部分的流速分布更加均匀，提高效率。同时，选用抗腐蚀、耐磨性能更好的叶片材料，延长叶片使用寿命，降低因叶片损坏导致的效率下降风险 [2]。

2.1.2.2 通流间隙调整

汽轮机通流部分的动静间隙对效率也有重要影响，若间隙过大，会导致蒸汽泄漏增加，降低做功能力；而间隙过小，则可能引发动静部件摩擦，危及设备安全。因此，需要精确测量和调整通流间隙。在机组检修期间，使用专业的测量工具对各级叶片的动静间隙进行检测，根据设计要求进行调整。通过优化间隙设计和制造工艺，确保在安全运行的前提下，将间隙控制在最小合理范围内，减少蒸汽泄漏损失，提高汽轮机效率。

2.1.3 汽轮机辅助设备节能

2.1.3.1 给水泵节能改造

给水泵是汽轮机运行中重要的辅助设备，消耗大量电能。采用变速调节技术对给水泵进行改造，能够根据汽轮机的负荷变化实时调整给水泵的转速，从而改变给水量，降低泵的能耗。例如，将传统的定速给水泵改为变频调速给水泵，在机组低负荷运行时，给水泵转速降低，耗电量大幅减少。

2.1.3.2 凝结水泵节能措施：

凝结水泵同样需要关注节能问题。通过优化凝结水泵的运行方式，如采用两台凝结水泵并联运行，根据机组负荷情况灵活调整运行泵的数量，避免大马拉小车的现象。

2.2 冷却水系统节水技术

2.2.1 优化循环水系统运行

循环水流量对冷却效果和水资源消耗起着关键作用。通过安装在循环水管道上的流量传感器，实时监测循环水流量，并结合汽轮机排汽温度、凝汽器端差等参数，利用先进的控制系统动态调整循环水泵的运行频率或运行台数。例如，采用变频调速技术对循环水泵进行改造，根据实际工况精确调节水泵转速，使循环水流量与机组冷却需求精准匹配，可有效降低循环水系统的能耗和水耗。

2.2.2 强化冷却塔性能

2.2.2.1 优化冷却塔结构与填料

冷却塔的结构设计和内部填料直接影响其冷却效率和节水性能。对现有冷

却塔进行评估和改造，采用高效的冷却塔结构，双曲线冷却塔相比矩形冷却塔，具有更好的通风和散热性能。

2.2.2.2 改善冷却塔通风系统

良好的通风是冷却塔发挥高效冷却作用的关键因素之一。对冷却塔的通风系统进行优化，合理设计进风口和出风口的尺寸、形状和布局，确保空气能够均匀地进入和排出冷却塔。安装高效的风机，并采用智能调速控制技术，根据环境温度、湿度以及循环水温度等参数自动调节风机转速，使通风量与冷却需求相适应。

2.2.3 废水回收与再利用

发电厂在运行过程中会产生大量的冷凝水，这些冷凝水水质相对较好，经过简单处理后可回用于冷却水系统。通过设置专门的冷凝水回收装置，将汽轮机排出的蒸汽冷凝水进行收集、除铁、除油等净化处理，使其水质满足循环水补充水的要求。然后，将处理后的冷凝水输送至循环水系统作为补充水使用，减少对新鲜水资源的依赖。

除冷凝水外，发电厂还会产生如化学车间的酸碱废水、输煤系统的冲洗废水等。所以也需对这些废水进行分类收集和针对性处理，使其达到相应的回用标准。例如，酸碱废水经过中和、过滤、反渗透等处理工艺后，可用于冲灰、脱硫等对水质要求相对较低的环节；输煤系统的冲洗废水经过沉淀、过滤等处理后，可回用于输煤栈桥的喷洒抑尘。

2.3 排烟余热回收利用技术

2.3.1 低温省煤器的应用

低温省煤器是排烟余热回收的关键设备之一，其主要利用烟气余热来加热进入锅炉的给水，通过热交换降低排烟温度，提高锅炉效率。通常安装在锅炉尾部烟道的低温区域，位于空气预热器之后。这个位置的烟气温度相对较低，但仍含有可观的热量。低温省煤器一般由蛇形管受热面组成，给水在管内流动，烟气在管外冲刷，实现热量从烟气向给水的传递。

2.3.2 热管式换热器的使用

热管式换热器内部充有特定的工作介质，当热管一端受热时，工作介质吸收热量蒸发成蒸汽，蒸汽在微小的压差下快速流向另一端（冷端），在冷端放出热量后凝结成液体，液体再通过毛细作用回流到热端，如此反复循环，实现高效的热量传递。热管式换热器具有传热效率高、结构紧凑、等温性好等优点，非常适合用于回收排烟余热。

在发电厂中，热管式换热器可布置在不同的位置以回收排烟余热。例如，可安装在锅炉排烟道与助燃空气通道之间，利用排烟余热预热助燃空气。这样不仅提高了进入锅炉的空气温度，增强了燃料的燃烧效果，提高了锅炉效率，还降低了排烟温度。而且由于热管式换热器的模块化设计，便于安装和维护，可根据发电厂的实际需求和场地条件进行灵活布置。

2.3.3 热泵技术回收排烟余热

在排烟余热回收中，热泵以排烟作为低温热源，通过压缩机做功，将吸收的排烟余热提升温度后用于其他需要热量的环节，如加热生水、供暖等。常见的热泵类型有压缩式热泵和吸收式热泵，压缩式热泵通过制冷剂的压缩、冷凝、节流和蒸发四个过程实现热量传递。

结语：

综上所述，在发电厂集控运行中，汽轮机、冷却水系统及排烟余热回收等多方面技术相辅相成，共同构建起高效节能体系。实施这些技术，既能降低发电成本、提升经济效益，又能减少能耗与污染，履行社会责任。展望未来，发电企业需持续创新，推动电力行业迈向绿色高效新高度。

参考文献：

[1]胡宇 . 火力发电机组集控运行技术应用研究 [J].科技创新与应用 ,2025,15(11):165-168.

[2] 付业东 . 基于自动化技术的火电厂集控运行节能降耗系统设计 [J]. 自动化应用 ,2025,66(01):206-208.