摘要：火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是:燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。火力发电厂在生产的过程中，会消耗大量的煤炭燃料，而煤炭燃料的成本也将直接影响到火力发电厂的生产效益，因此，应及时对火力发电厂的整体成本进行分析，并对燃煤系统进行设计优化，以进一步促进火力发电厂的可持续发展。
关键词：火力发电厂；成本分析；燃煤优化系统；设计；实现
1、影响火力发电厂成本主要因素分析
1.1 受到煤炭采购价格的影响
众所周知，火力发电厂在运营的过程中，需要消耗大量的煤炭原料，而煤炭原料的采购价格将直接影响到火力发电厂的燃料成本。例如，煤炭运杂费、含矿价、接卸费以及其他的费用等是影响到火力发电厂燃料成本的关键性因素，一般情况下，在发电厂发电同等热值的情况下，煤炭材料的采购价格越高，燃料的成本就越高，相反，煤炭材料的采购价格越低，那么所需要的燃料成本就越低。此外，在运输过程中会产生一定的成本，从而影响到火力发电厂燃料的成本。
1.2 受设备方面的影响
目前，我国大部分火力发电厂虽然都有制定设备检修计划，但是在操作实践过程中，固执的执行计划给企业发电杨本造成了一些不好的影响。例如，在实际发电过程中，部分设备的运行状态良好，根本不需要立即进行维护，但是按照原定的计划是需要对其进行检修的，如果忽略设备运行实际坚持执行计划，开形中肯定会造成时间的浪费，一定的时间生产数量的降低势必会造成生产杨本增加等。因此，不科学、合理的设备管理，不公浪费了资源，还浪费了时间，继而降低了投入产出值，某种意义上对火力发电厂成本产生了影响，增加了发电成本。
1.3 受到煤炭掺烧因素的影响
随着社会经济的不断发展，电力需求在不断增加，为满足电力使用需求，火力发电厂的发展也极为迅速。然而，由于现阶段很多火力发电厂迫于生产经营的压力，经常出现煤炭燃料采集不能按照锅炉的设计进行采购的情况，将一些低热值的劣质煤炭掺烧进去，从锅炉正常运营的角度上来看，只要掺烧的煤炭资源不影响正常燃烧，就可以实现火电厂发电燃料成本降低的目的，而对掺烧的管理却存在一定的不足，往往会出现劣质燃料掺烧过多的问题，从而影响到火力发电厂的正常运营
2、火力发电厂燃煤优化系统设计与实现
2.1火力发电厂燃煤锅炉优化设计
由于锅炉所燃烧的燃料中含有越来越多的炉渣，因此SO3含量是始终变化的。水冷壁、过热器后屏、再热器后屏及后端表面上的炉渣含量加大，因此导致SO3的生成量增加，导致受热面换热效率降低。
畅通节能法?工艺被设计为一个炉渣和结垢控制计划，它特别针对锅炉的辐射和对流区域。由于该技术针对锅炉的问题区域，而不是简单地将化学物质运用于燃料，因此采用该技术所达到的效果和成本效益都超过了相对不够完善的方法。化学处理剂与空气和水混和，然后被喷射到烟气之中。“标靶性”区域是依据计算流体动力学（CFD）确定的，由此在已知存在问题区域的情况下确保达到最大的覆盖率。化学制品被添加到烟气中，并针对传热问题区域或者对形成SO3的化学反应有利的区域。 这样即可保证：被喷射的物质能够到达问题区域，并得到有效的利用。然后，添加剂在炉渣形成的时候与炉渣发生反应，并能够渗透已有的沉积物，从而影响它们的晶体物理特性。
通过采用这种方法，飞灰更易碎，而且更容易从表面清除。将这些结果融合在一起即可提高锅炉的效率。因此，除了提供解决排放问题的解决方案之外，该方法还能够实现相当可观的经济效益。畅通节能法?技术改进了设备性能，并通过增强燃料的灵活性得到额外的节约，投资回报率一般在4比1以上（ROI）。
2.2水冷壁性改（喷涂节能涂料）优化传热
传热是锅炉的根本目的。在电站锅炉中，传热的部件主要有：水冷壁、过热器、省煤器等，水冷壁是其中的主要换热部件。在保持其它传热部件正常工作的前提下，提高水冷壁换热量，将会增加锅炉系统出力，产生优化传热效果，达到节能降耗目的。锅炉水冷壁的换热量是由其几何形状及材料特性决定的。提高在用锅炉换热量最理想的方法是：不改变几何形状，不更换材料，仅提高其吸收辐射热的能力。
该项技术就是有效提高水冷壁换热而研制的。针对电站锅炉工况，采用在炉膛温度区间具有极高黑度的多种材料，经纳米化加工而成。同时满足粘接牢固、耐冲刷、抗老化、减缓高温氧化、减轻积灰结焦等多种性能要求。该种节能材料还具有提高燃料解吸速度的特性，从而增强了燃烧，扩大了节煤效果。
2.3磨煤机动态旋转分离器设计
动态分离器上装有旋转叶片装置，叶片逆时针方向旋转，回转支撑带动转子旋转。转子包含用于颗粒分离的叶片和原煤落煤管。转子叶片由耐磨钢板制成。分离器的传动方式为通过变频率电机传动。
工作原理:静态分离器不能有效的将细的煤粉从粗煤粉中分离出来，会导致细煤粉在磨煤机里再次循环。含有细煤粉的研磨区域会降低研磨效率和磨机研磨能力（磨煤机出力）。动态分离器有效地减少了细煤粉在磨煤机内部的循环次数，大大提高了研磨效率和磨煤机能力。动态分离器利用空气动力学和离心力将细煤粉从粗煤粒中分离出来。动态分离器改善了煤粉细度，提高了燃料热效率，改善了锅炉燃烧状况。动态分离器的设计适用于研磨低挥发份煤或磨机的研磨能力下降时，使系统能够处于常规状态，完成出力调节或者改型为低NOX排出的燃烧器。
2.4风机、凝泵变频优化改造
发电厂厂用电量约占机组容量的5～l0％，泵与风机等辅机设备消耗的电能约占厂用电的70～80％。泵与风机的节电水平主要通过耗电率来反映。泵与风机的节能，重点要看其是否耗能过多、风机与管网是否匹配。目前火电厂中的主要用电设备能源浪费比较严重，主要是风机必须满功率运行，效率低、节流损失大、设备损坏快、输出功率无法随机组负荷变化进行调整、电机启动电流大（通常达到其额定电流的6—8倍）严重影响电机的绝缘性能和使用寿命。解决上述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。
2.5凝汽器强化传热与自清洁技术—节能芯的应用
2.5.1传热管内对流热阻与污垢热阻对汽轮机效率的影响
凝汽器作为汽轮机的冷端，是影响汽轮机效率最主要的环节之一，如图1所示，《热能工程书册》的数据表明，现代火力发电机组在将热能转化为电能的过程中，有一半以上的巨大能量作为汽轮机排气损失通过凝汽器耗散到环境大气中。
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图2 传热管的热阻构成
如图2所示，凝汽器传热管的总体热阻由凝结热阻、导热热阻、污垢热阻和对流热阻构成。一般情况下，污垢热阻所占比重最大，对流热阻次之，二者之和通常占到总热阻的70%以上。通过传热管弓形或倾斜布置，采用传热性能好的材料制造传热管等措施，凝结水热阻和管壁导热热阻可以降到很小的程度。提高凝汽器传热效率的关键就在于尽可能减小管内对流热阻，大幅度降低直至消除污垢热阻。
2.5.2单元组合转子强化传热与自清洁技术与装置（称为“洁能芯”）
该技术为解决凝汽器等典型换热设备的自清洁强化传热“节能减排”问题找到了一条大有希望的技术路线。该技术在50MW小型汽轮机凝汽器上的强化传热与自清洁效果，经西安热工研究院现场测试，结果表明凝汽器效率提高19.7%，真空度提高2.97KPa，机组发电煤耗率降低5gce/(KW?h)，节约冷却用水9.8%。该技术已获得多项中国专利并申请国际专利，在50MW 火电机组试验成功，并推广应用到200MW、300MW火电机组，石油化工冷却器、蒸发器等领域。
3、结束语
火力发电厂的成本情况，关系到火电厂的直接经济效益。因此，必须要引起足够的重视，对燃煤系统进行优化设计，实现经济效益与环境保护的双重可持续发展。
参考文献：
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