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摘要:我国发电用煤占煤炭消费总量的比例达50%以上,燃煤机组的节能降耗对我国社会经济具有重要的影响,燃煤机组的节能成为我国缓解能源供应压力的重要途经。如何更好地做到大型燃煤机组的节能降耗已成为各发电企业积极思考的问题。
关键词:燃煤机组;节能降耗
我国独特的“富煤、贫油、少气”能源结构,决定了我国一次能源的生产和消费在很长时间内仍会维持以煤为主的格局。大型燃煤机组节能降耗是关乎我国能源可持续发展、实现经济绿色发展的重要技术途径之一。在能源“十三五规划”的要求下,电煤清洁化燃烧是不可阻挡的趋势,这就迫切需要电力从业人员对大型燃煤机组进行节能降耗相关研究。
1优化大型燃煤机组能耗指标综合评价体系
燃煤机组节能评价技术,就是按照科学的节能降耗评估方法学,通过对整个系统、设备运行经济性水平开展专项审核,实现对当前能耗水平的正确把握,挖掘节能潜力;提出全局性的节能技术改造、优化措施,最终实现燃煤机组的能耗优化。针对燃煤机组的主要能耗指标、机组运行方式等方面进行分析,应建立一套具有严格理论基础的能耗评价体系,能够准确反应燃煤机组经济效益、能源消耗等方面的问题,为企业管理者提供科学的决策依据。同时也为社会了解、判断燃煤机组的运行现状提供客观依据。在燃煤机组节能降耗综合评价体系的研究中,国内研究者做了大量卓有成效的工作,顾英伟[1]等在分析电力行业节能降耗现状的基础上,遵循多层次、多指标综合评价的思路,建立了电力行业节能降耗评价模型,并提出加强电力行业节能降耗工作的一系列建议与措施。曹丽华[2]等人通过建立模糊物元模型综合评价燃煤厂节能降耗效果,从节能和降耗两个方面选择发电标准煤耗率、发电厂用电率、万元产值综合能耗、工业水重复利用率等多个数据,创新性地将熵权法引入权重系数的计算,最终得到了合理、客观的评价结果,为电厂的节能降耗工作提供了参考依据。王宁玲[3]等基于系统节能评价技术与耗差分析方法,对电厂系统、设备运行经济性水平进行评估,通过对所选典型机组实施综合优化措施,重点开展了燃烧优化、汽轮机滑压优化、顺序阀控制优化、通流部分间隙调整和汽封改造等综合优化措施的研究与实施,取得了良好的节能降耗效果。
2锅炉节能降耗技术
在燃煤电站中,锅炉是能量传递与转化过程中最基本的设备,也是第一大耗能设备。锅炉侧进行节能降耗比较容易实现的技术措施是降低锅炉热损失、提高汽水侧的工质参数。提高汽水侧的工质参数,增加机组容量,可提高锅炉受热面汽水侧的工质温度,减小锅炉内部的换热温差,可明显提高机组效率,实现节能降耗。大型电站锅炉中,燃料化学能的90%以上可被工质吸收利用,剩余热量以锅炉热损失的形式在环境耗散,在锅炉热损失中,排烟热损失为主要部分。烟气余热的有效利用具有节能、节水、减少单位发电有害气体排放等综合作用,具有巨大的经济和环保效益。余热利用可分为直接利用和间接利用。直接利用包括设置空气预热器、低压温省煤器等。空预器用于加热一二次风,降低排烟温度,提高进入炉膛的热风温度,低压省煤器利用凝结水与温度较低的烟气进行换热,来提高凝结水温度。烟气余热间接利用模式,是通过在机组热力系统上通过扩展,实现包括余热驱动制冷、制热、海水淡化等。冬季利用烟气余热加热区域内的热网水,用以向用户供暖,夏季则通过吸收制冷剂驱动制冷空调,提高了能源总和利用效率。利用烟气余热进行海水淡化处理,并将淡化水用以机组循环,实现资源高效利用。大型燃煤机组排烟温度相对较低,且能级品味较差,在进行余热利用时,可以能量的梯级利用[4]为理论依据,对多种利用方案进行对比分析,结合各机组实际情况,才能更合理地利用锅炉余热,将节能收益达到最大化。
3汽机节能降耗技术
汽机侧重点关注回热抽汽系统、高压缸调节级效率、凝汽器真空度、小汽轮机效率等。其中凝汽器真空度对机组经济运行有重要影响,也是汽机节能降耗的关键点。从提高相关设备的运行经济性入手,进行节能技术改造,是节能降耗的重要手段,汽机真空系统严密性差是导致凝汽器换热效率低的重要原因,其中真空泵运行效率低会严重影响机组的真空度。水环式真空泵的作液在泵内部是一个密闭的循环过程,由于抽气混合加热和泵叶轮的不断摩擦,工作液温度持续上升,当温度接近或达到真空泵入口负压的饱和温度时,工作液将发生汽化,真空泵将会降低出力或无法正常工作,严重影响汽轮机的真空度,降低机组运行经济性,因此真空泵须配置冷却系统。经实践,水环式真空泵冷却系统改造是提高机组真空度的一个行之有效的方法。
4采用新型节能降耗辅机设备
燃煤机组中,泵与风机作为耗能大户,是节能降耗研究的重点对象。永磁调速技术是近几年新开发的一种高效、无污染电动机调速技术,该调速技术专门针对风机、泵类等离心负载进行调速,能根据用户的需要和现场的工况自动调节水泵转速和电动机输出功率,从而达到流量调节和节约能源之目的。具有高效节能、高可靠性、可减小系统振动和环境适应能力强等优点。变频调速是当前电动机调速节能比较流行的一种电气调速技术,节能效果显著,调速精度高。永磁调速和变频调速是目前常用的水泵调速节能技术,两者节能效果相当。从长期运行的角度来考虑,永磁调速器改造获得的经济效益比变频器更高,且能够提高系统的可靠性。某发电厂选择永磁调速器对循环水泵进行调速节能改造,以控制水泵的流量和压力,实现节能降耗[5]。
5结语
本文对我国大型燃煤机组节能降耗相关技术及评价标准进行了分析,阐述了大型燃煤机组在节能降耗工作中应重点关注的几个问题,为燃煤机组的节能降耗工作提供了参考依据。
参考文献:
[1]顾英伟,李彩虹.电力行业节能减排评价指标体系研究[J].沈阳工业大学学报.社会科学版,2013,6(1):73-76.
[2]曹丽华,崔琬婷,徐皎瑾,等.熵权模糊物元模型应用于燃煤厂节能减排综合评价[J].热力发电,2015(1):54-57.
[3]王宁玲,杨志平,武宇.大型燃煤燃煤机组节能评价与系统优化[J].华北电力大学学报,2010(3):55-58.
[4]贾培英,殷亚宁,黄莺.烟气余热阶梯利用在二次再热锅炉中的应用分析[J].锅炉制造,2017(5):20-23.
[5]赵爱军,申玉荣,孙承勇,等.永磁调速技术在电厂辅机循环水泵节能中的应用[J].自动化技术与应用,2016(7):70-72.