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“十三五”期間煤電機組節能降耗怎么做?

日期:2015年7月24日 15:51文章來源:原創文章

??? 站在2015年年中節點,“十二五”即將收官,“十三五”藍圖在繪。可以肯定的是,電力行業節能減排,不僅是“十二五”期間我國經濟發展的熱點,還將繼續成為“十三五”我國電力發展的重中之重。“十二五”我國發電企業節能降耗取得哪些實踐經驗?“十三五”節能降耗路線圖如何規劃?針對上述問題,筆者對“十二五”期間煤電機組節能降耗情況進行了總結回顧,并探討了“十三五”期間煤電節能降耗工作的長遠構思,以供大家參考。

  “十二五”我國煤電機組節能降耗工作回顧

  “十二五”期間,我國煤電機組節能減排工作主要從兩個方面開展:一是對在役機組實施大面積節能改造;二是“上大壓小”調結構,新建機組采用高參數大容量的發電設備。通過實施上述“兩手抓”措施,我國火電機組供電煤耗已由2010年的333克/千瓦時降低到2014年的318克/千瓦時,足足降低了15克/千瓦時,相當于年節約6000萬噸標準煤。在此過程中,我國火電行業技術進步也大大加快,成為世界電力工業發展的亮點。

  總結在煤電機組節能降耗方面的成功案例,從單個電廠看,上海外高橋第三發電廠(簡稱外三電廠)的業績可圈可點。外三電廠在節能降耗上做到了基建階段與投產運行階段并重:在基建階段,高度重視設計選型工作;在機組投產后,又采用一系列節能技術對設備和系統進行改造。通過對主蒸汽、再熱蒸汽管道彎頭設計優化,降低了系統阻力;采用100%汽動泵技術,前置泵與汽動給水泵同軸,提高了給水泵組效率;采用零號高加,在低負荷下提高給水溫度和SCR入口煙氣溫度,保證了SCR正常投運,并降低了機組能耗指標;通過加裝暖風器,并采用六抽汽源供汽,提高了二次風溫度及空氣預熱器低溫原件的溫度,有效預防了空氣預熱器堵灰和腐蝕,并結合低壓省煤器的應用,降低了機組能耗指標;采用凝結水調頻技術,減少了部分負荷下調節汽門節流損失,提高了機組變負荷相應速度。目前,外三電廠機組供電煤耗達到全世界最低,成為國內燃煤機組節能降耗的典范之一。

  目前,全國6000千瓦及以上電廠在役火電裝機9.4億千瓦,占全國總裝機的69%,因此,對在役煤電機組采用什么成熟、可靠和技術經濟合理的節能環保技術,已成為各發電企業面臨的重要課題。華能玉環電廠3號機組成功實施一攬子節能環保技術改造,成為我國發電企業在煤電節能降耗領域攻堅克難、不懈努力的一個縮影。玉環3號機組采取的主要節能降耗措施包括:空氣預熱器整體改造、汽動聯合引風機技術、外置式蒸汽冷卻器、凝結水復合調頻技術、撈渣機一步上倉改造、局部保溫改造、鍋爐照明改造、閥門泄漏治理、鍋爐燃燒優化調整、低氮燃燒器改造、脫硝系統增容改造、電除塵器低低溫改造及高頻電源改造、脫硫系統增容改造、煙塵協同治理等,在環保增容改造條件下,改造后機組平均供電煤耗降到282g/kWh,廠用電率降至2.9%。經浙江省環境監測總站監測,機組在滿負荷工況下,煙塵≤1.43mg/m3;二氧化硫≤15.7mg/m3;氮氧化物≤22.4mg/m3,煙氣污染物排放達到燃氣輪機組的排放標準。

  總結我國煤電機組節能降耗的成功案例,從集團整體看,華能集團已走出一條卓有成效的節能減排之路。一是規劃標準為龍頭。華能不斷吸收國內外先進的節能減排技術和經驗,在國內電力集團中率先制訂了節能環保企業規劃和燃煤電廠優秀節約環保型企業標準,為火電機組節能減排確立了指導方針、目標和方向。二是節能診斷“開方子”。華能對早期的節能診斷技術進行經驗總結和理論提升,創新性地形成了一套規范、統一的節能診斷方法和程序,并通過理論分析和總結大量機組實際運行統計規律,制定了科學的計算方法。該方法根據機組設計數據、主輔機試驗結果、機組運行參數和能耗統計指標,實現了機組發電煤耗反平衡計算與正平衡統計的統一,提高了燃煤機組節能降耗技術水平,推動了行業技術進步。2011年至2014年這4年期間,華能共有300臺(次)煤電機組實施了節能診斷,找出了機組存在的共性問題,提出并實施了系統的解決方法。三是“一廠一策”定方案。華能在節能診斷基礎上,提出了既解決共性問題又符合各電廠實際情況的一體化節能改造方案,主要是:結合各廠主輔設備設計特點、設備性能、運行狀況和存在問題,采用系統的思維方式,整體的設計理念,開展節能新技術一體化集成應用研究與示范。采用的主要技術包括:汽輪機通流改造、鍋爐受熱面調整、分級省煤器應用、空冷島增容改造、電動泵改為汽動泵、汽輪機多變量協同控制技術、引風機與增壓風機合并、煙道優化、電除塵器高頻電源改造、羅茨真空泵節能改造、低壓省煤器與煙氣余熱供暖風器聯合系統、兩級低壓省煤器與煙氣余熱供暖風器聯合系統、外置式蒸汽冷卻器與附加高加聯合系統、空氣預熱器局部改造、凝結水復合調頻技術、再熱器清洗技術、吹灰汽源改造、汽輪機及熱力疏水系統優化,等等。四是抓好新建機組的選型和設計優化。華能合理提高蒸汽參數、提高給水溫度、降低汽輪機排汽壓力,采用煙氣余熱利用系統(低壓省煤器)、外置式蒸汽冷卻器、普遍采用給水泵與前置泵同軸技術、泵和風機變頻或雙速技術等,提高機組循環效率,降低廠用電率。此外,華能還采用各種行之有效的節能管理措施,如加強對標管理、開展小指標競賽等手段,進一步促進了機組能耗指標的有效降低。截至2014年底,華能發電裝機總容量15149萬千瓦,完成供電煤耗310克/千瓦時,廠用電率4.4%。

  “十三五”期間煤電機組節能降耗怎么做

  根據中電聯數據,截至2014年底,我國發電裝機容量達到13.60億千瓦,連續第二年位居世界第一,其中,火電裝機9.16億千瓦(含煤電8.25億千瓦、氣電0.56億千瓦),占全部裝機容量的67.4%。預計“十三五”期間,我國發電裝機容量每年仍將有一定的增長。預計到2030年,我國煤電機組裝機容量約占總裝機容量的50%。按照國家發改委、環保部和國家能源局下發的《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》,到2020年,我國現役燃煤發電機組改造后的平均供電煤耗要低于310克/千瓦時。因此,“十三五”期間在役煤電機組節能改造仍然是重頭戲。

  由于各個電廠的機組建設時期不盡相同、機組類型及其系統不盡相同、電廠所處的地域環境不盡相同,機組情況存在共性,也存在個性問題,因此,一方面要加強可行的共性節能技術推廣應用,另一方面要強調“一廠一策”,設計綜合節能和環保、節能和安全等一體化實施方案,既不能從別處照搬照抄,又要防止盲目局部改造造成投資浪費,從而達到更好的節能效果。

  面對“十三五”節能降耗的新要求,目前已經初步研究成功和正在開展研究的技術,要加快研發和推廣應用,以盡快發揮預期作用。“十二五”末的最新技術,如已經投運的華能長興電廠再熱蒸汽溫度620℃超超臨界技術、華能安源電廠660MW超超臨界二次再熱技術等,應進一步深化研究,加大推廣應用力度,使新建機組站在新的起點上。正在研究并取得初步成果的700℃超超臨界機組技術(以材料技術為核心),要爭取早日進入工程示范階段。還要緊密結合需求側節能技術應用,大力實施機組熱電聯產、冷熱電聯產,這也是節能的好做法。

  在近期和今后一段時間內,煤電機組新技術的研發主要有四個方向:一是電廠內部的智能化、深度優化;二是煤炭分級梯級利用技術;三是“互聯網+”智慧能源時代的發電、調度、用電的聯合優化;四是利用新型介質(如二氧化碳)熱力循環的全新發電技術。在節能降耗的道路上,還有許多新技術、新工藝需要開發和不斷地升級優化,并加以示范和付諸實踐應用,以產生實實在在的經濟效益和社會效益。

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