導(dǎo)語：火力發(fā)電廠能耗管理及節(jié)能技術(shù)探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1前言

節(jié)能減排已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和全面建成小康社會(huì)的重要戰(zhàn)略，而電力行業(yè)作為用能大戶，更是肩負(fù)著不可推卸的重要責(zé)任。國(guó)家三部委聯(lián)合下發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014－2020年)》，要求燃煤機(jī)組全面實(shí)施超低排放和節(jié)能改造，對(duì)機(jī)組煤耗和環(huán)保超低排放提出明確要求:在2020年前，對(duì)燃煤機(jī)組全面實(shí)施超低排放和節(jié)能改造，使所有現(xiàn)役電廠平均煤耗低于310克/千瓦時(shí)、新建電廠平均煤耗低于300克/千瓦時(shí)，東、中部地區(qū)要提前至2017年和2018年達(dá)標(biāo)。2015年12月2日，國(guó)務(wù)院總理主持召開國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，提出“增速擴(kuò)圍”，進(jìn)一步加快了節(jié)能減排改造步伐。作為中國(guó)大唐集團(tuán)旗下的三級(jí)企業(yè)，大唐雙鴨山熱電有限公司(下稱雙鴨山熱電公司)長(zhǎng)期以來高度重視節(jié)能減排工作的開展，通過深入開展節(jié)能管理，廣泛實(shí)施技術(shù)改造，十二五期間該公司供電煤耗由314克/千瓦時(shí)下降至296克/千瓦時(shí)，降幅達(dá)18克/千瓦時(shí);發(fā)電廠用電率由7．4%將至5．8%，降幅達(dá)到1．6個(gè)百分點(diǎn)，取得了顯著的節(jié)能效果。

2能耗管理體系優(yōu)化

完善的能耗管理體系是企業(yè)節(jié)能管理有序開展的基礎(chǔ)，是各項(xiàng)節(jié)能工作得到有效落實(shí)的根本保障。一套好的能耗管理體系要從制度、流程上對(duì)企業(yè)的節(jié)能管理工作進(jìn)行規(guī)范，做到控制管理風(fēng)險(xiǎn)和提升管理效率的作用。節(jié)能管理體系的建立要遵循以下原則:一是符合企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，有助于實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先;二是抓住核心管理內(nèi)容，抓住關(guān)鍵流程;三是結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，融入日常管理工作;四是定義準(zhǔn)確，可以衡量，可以追溯;五是易于對(duì)標(biāo)，指標(biāo)改進(jìn)的目標(biāo)通過努力可以實(shí)現(xiàn)。

2．1建立科學(xué)的節(jié)能管理網(wǎng)絡(luò)

企業(yè)節(jié)能管理網(wǎng)絡(luò)是節(jié)能管理工作的脈絡(luò)，是節(jié)能體系是否能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。其要具備層級(jí)清晰、職責(zé)明確，各級(jí)管理環(huán)節(jié)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)相互支持、相互制約、相互監(jiān)督的功能。雙鴨山熱電公司節(jié)能管理實(shí)行分級(jí)管理，縱向建立了公司級(jí)、部門級(jí)、班組級(jí)三級(jí)節(jié)能管理網(wǎng)絡(luò)，確定了每一級(jí)的具體責(zé)任人，明確了責(zé)任分工和管控流程;橫向上以能源消耗因素為主線建立了燃料管控、運(yùn)行調(diào)整、設(shè)備治理、節(jié)能改造、試驗(yàn)監(jiān)督、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、用水優(yōu)化七項(xiàng)控制因子。整體以模塊化的管理手段，進(jìn)行橫向和縱向的逐級(jí)管控，建成“一級(jí)對(duì)一級(jí)管控、一級(jí)向一級(jí)負(fù)責(zé)”的管理網(wǎng)絡(luò)。

2．2抓實(shí)節(jié)能計(jì)劃管理

將涉及節(jié)能的工作進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，按計(jì)劃規(guī)范管理，動(dòng)態(tài)監(jiān)督是節(jié)能各項(xiàng)工作得以落實(shí)的關(guān)鍵，要貫穿與企業(yè)安全生產(chǎn)工作全過程。雙鴨山熱電公司基于“五確認(rèn)、一兌現(xiàn)”的閉環(huán)管理體系建立，即確認(rèn)目標(biāo)、確認(rèn)問題、確認(rèn)對(duì)策、確認(rèn)效果、確認(rèn)責(zé)任，兌現(xiàn)獎(jiǎng)懲。在執(zhí)行過程中實(shí)施動(dòng)態(tài)管理:建立節(jié)能計(jì)劃項(xiàng)目跟蹤表，將全年節(jié)能項(xiàng)目納入“節(jié)能計(jì)劃表”，并根據(jù)節(jié)能會(huì)議、能耗評(píng)估等日常工作中發(fā)現(xiàn)的能耗問題及節(jié)能項(xiàng)目動(dòng)態(tài)補(bǔ)充至“節(jié)能計(jì)劃表”按照“五確認(rèn)、一兌現(xiàn)”思路進(jìn)行統(tǒng)一管理，對(duì)完成項(xiàng)目及時(shí)進(jìn)行閉環(huán)后移出“節(jié)能計(jì)劃表”，對(duì)未完成項(xiàng)目重點(diǎn)標(biāo)注持續(xù)改進(jìn)。

2．3開展小指標(biāo)競(jìng)賽

開展小指標(biāo)競(jìng)賽是調(diào)動(dòng)運(yùn)行人員積極性，提升運(yùn)行調(diào)整水平，降低可控耗差的重要手段。雙鴨山熱電公司依托指標(biāo)績(jī)效軟件開展小指標(biāo)競(jìng)賽，將小指標(biāo)分為安全指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，安全指標(biāo)作為否決條件參與指標(biāo)評(píng)比，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為得分項(xiàng)參與值際競(jìng)賽;為提升小指標(biāo)競(jìng)賽的科學(xué)性，將各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)根據(jù)對(duì)煤耗影響和可調(diào)整性進(jìn)行權(quán)重調(diào)節(jié);設(shè)定限值，剔除無效時(shí)段指標(biāo)，加大偏離紅線過大指標(biāo)的考核力度;設(shè)置單項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，強(qiáng)化運(yùn)行人員指標(biāo)尋優(yōu)意識(shí)。

2．4強(qiáng)化指標(biāo)對(duì)標(biāo)管理

指標(biāo)對(duì)標(biāo)管理包含三方面的內(nèi)容:一是與同類型標(biāo)桿企業(yè)對(duì)標(biāo);二是與本企業(yè)機(jī)組歷史最優(yōu)值對(duì)標(biāo);三是與本企業(yè)機(jī)組設(shè)計(jì)值對(duì)標(biāo)。指標(biāo)對(duì)標(biāo)的原則是數(shù)據(jù)真實(shí)有效，充分應(yīng)用平臺(tái)數(shù)據(jù)資源，動(dòng)態(tài)管理持續(xù)改進(jìn)，閉環(huán)控制循序漸進(jìn)。指標(biāo)對(duì)標(biāo)的基本方法是:一是要對(duì)本企業(yè)節(jié)能情況進(jìn)行認(rèn)真梳理，找出薄弱或改善潛力大的指標(biāo)，以確定對(duì)標(biāo)內(nèi)容和對(duì)標(biāo)方向;二是在與同類企業(yè)對(duì)標(biāo)中要選取有同類可比性的對(duì)標(biāo)企業(yè)，且數(shù)據(jù)易獲取并真實(shí)可靠;三是要多角度對(duì)標(biāo)分析，根據(jù)所選定標(biāo)桿對(duì)象靈活運(yùn)用一種或多種分析方法進(jìn)行分析;四是實(shí)施改進(jìn)，根據(jù)“五確認(rèn)一兌現(xiàn)”方法落實(shí)項(xiàng)目;五是進(jìn)行效果評(píng)價(jià)，利用科學(xué)的試驗(yàn)手段對(duì)效果進(jìn)行評(píng)價(jià);六是總結(jié)提高，做好管理和改造經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)及提升。

3節(jié)能優(yōu)化技術(shù)措施應(yīng)用

本部分仍以雙鴨山熱電有限公司2臺(tái)200MW超高壓中間再熱供熱式汽輪發(fā)電機(jī)組為典型案例，重點(diǎn)介紹高壓變頻器應(yīng)用、煙氣深度冷卻技術(shù)應(yīng)用、熱泵技術(shù)應(yīng)用、汽輪機(jī)噴嘴及刷式汽封改造、冷卻水塔填料優(yōu)化改造等綜合優(yōu)化措施的研究與實(shí)施。

3．1電機(jī)變頻技術(shù)應(yīng)用

變頻器以其高效率、高功率因數(shù)、以及優(yōu)異的調(diào)速和啟動(dòng)性能等諸多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速手段，而受原始設(shè)計(jì)條件影響，當(dāng)前很多投產(chǎn)時(shí)間較久的電廠高壓輔機(jī)均采取為液力耦合器調(diào)速，這給變頻改造提供了空間，火力發(fā)電廠可對(duì)各輔機(jī)進(jìn)行綜合評(píng)估，論證變頻改造的可行性。雙鴨山熱電有限公司原始設(shè)計(jì)送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)、液力耦合器調(diào)節(jié);凝結(jié)水泵未設(shè)調(diào)速機(jī)構(gòu)，采取再循環(huán)調(diào)節(jié)。為提升輔機(jī)調(diào)節(jié)品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)性，企業(yè)對(duì)各高壓輔機(jī)調(diào)節(jié)特性進(jìn)行了認(rèn)真梳理，實(shí)施了送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵、凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻改造。通過對(duì)以上高壓輔機(jī)的變頻改造，設(shè)備節(jié)電率達(dá)23．4%，年節(jié)電2400萬千瓦時(shí)，使廠用電率降低1．3%，取得了顯著的節(jié)能效果。

3．2煙氣深度冷卻技術(shù)應(yīng)用

排煙熱損失是影響火力發(fā)電廠鍋爐效率的最大因素，很多電廠都不同程度存在排煙溫度偏高的問題，煙氣攜帶大量的熱量排放到空氣中，嚴(yán)重影響鍋爐經(jīng)濟(jì)性并一定程度造成了環(huán)境污染。當(dāng)前煙氣深度冷卻技術(shù)是國(guó)內(nèi)廣泛采用技術(shù)，有技術(shù)成熟應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，普遍采取在電除塵前、后的煙道內(nèi)加裝管式換熱器的方式，換熱器管內(nèi)以水為介質(zhì)吸收管外煙氣余熱，加熱后的水一般用于凝結(jié)水系統(tǒng)或外銷至城市居民用熱水。煙氣深度冷卻裝置安裝在電除塵在吸收余熱的同時(shí)還能起到冷卻煙氣溫度、提高除塵效率的作用，效果更佳，但要充分考慮該處煙氣中粉塵含量大，對(duì)管壁的磨損影響，此外整體改造要詳細(xì)核算煙氣阻力與引風(fēng)機(jī)出力影響。雙鴨山熱電有限公司煙氣換熱器安裝在引風(fēng)機(jī)與脫硫間煙道，加熱軟化水為市里的各洗浴、賓館、酒店等用戶供洗浴熱水，項(xiàng)目于2013年投產(chǎn)以來運(yùn)行穩(wěn)定，每天產(chǎn)生熱水量約1500噸，煙氣溫度下降15℃左右，年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益300余萬元。

3．3熱泵技術(shù)應(yīng)用

電廠中廣泛應(yīng)用的一般是吸收式熱泵，以電廠的采暖抽汽為驅(qū)動(dòng)熱源，溴化鋰溶液為吸收劑，水為制冷劑，回收利用汽輪機(jī)乏汽熱量，用于加熱熱網(wǎng)回水，從而實(shí)現(xiàn)熱量從低位熱源向高位熱源傳遞的效果。雙鴨山熱電公司2013年實(shí)施了熱泵技術(shù)改造，安裝4臺(tái)35．9MW熱泵，利用采暖抽汽作為熱泵的驅(qū)動(dòng)熱源，高旁蒸汽作為該泵的備用驅(qū)動(dòng)熱源，回收一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的循環(huán)水余熱，用于對(duì)外供熱。熱泵設(shè)計(jì)提取循環(huán)水余熱熱量59．14MW，熱泵機(jī)組余熱水進(jìn)水溫度38℃，出水溫度31．5℃;熱泵機(jī)組熱網(wǎng)水進(jìn)口溫度55℃，出口溫度68℃，余熱水流量8120t/h，熱網(wǎng)循環(huán)水流量9500t/h。項(xiàng)目實(shí)施后，全年可節(jié)約標(biāo)煤約1．3萬噸，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

3．4汽輪機(jī)本體節(jié)能提效改造應(yīng)用

對(duì)于新投產(chǎn)機(jī)組，大多數(shù)汽輪機(jī)考核試驗(yàn)熱耗高于設(shè)計(jì)熱耗，主要原因在于理論設(shè)計(jì)與實(shí)際產(chǎn)品之間的差距、汽輪機(jī)動(dòng)、靜部件的制造加工誤差、安裝間隙裕量過大等。因此對(duì)于此類汽輪機(jī)組提高效率的唯一途徑就是通過改造使通流間隙處于合理的范圍。汽輪機(jī)設(shè)計(jì)思想與實(shí)際運(yùn)行工況往往嚴(yán)重不符影響，調(diào)節(jié)級(jí)設(shè)計(jì)噴嘴面積過大是普遍現(xiàn)象，同時(shí)汽輪機(jī)噴嘴組還可能存在噴嘴與動(dòng)葉動(dòng)靜匹配較差問題，將導(dǎo)致靜葉出口汽流不能以最佳方式進(jìn)入動(dòng)葉做功，使流動(dòng)阻力增加，降低流動(dòng)效率等問題。這些問題將嚴(yán)重影響汽輪機(jī)在常規(guī)運(yùn)行工況的經(jīng)濟(jì)性，需要進(jìn)行調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴改造。雙鴨山熱電有限公司1號(hào)機(jī)組投運(yùn)以來，機(jī)組熱耗值長(zhǎng)期高于設(shè)計(jì)值150kJ/(kW•h)以上，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較差，針對(duì)此問題，該企業(yè)于2015年對(duì)1號(hào)機(jī)組進(jìn)行了刷式汽封和噴嘴改造。改造對(duì)全部汽封進(jìn)行了更換，其中52圈汽封改為刷式汽封，同時(shí)對(duì)汽封間隙進(jìn)行了按照下限值減調(diào)整0．20mm進(jìn)行了調(diào)整。在對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴改造時(shí)，將噴嘴面積由218．57cm2縮小至163．95cm2。改造后，試驗(yàn)熱耗率較修前降低162．63kJ/(kW•h)，基本實(shí)現(xiàn)達(dá)設(shè)計(jì)值。3．5冷卻水塔填料非等高布置優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用傳統(tǒng)冷卻塔運(yùn)行中存在填料分布和填料空氣動(dòng)力場(chǎng)匹配不當(dāng)?shù)膯栴}，使得外圍進(jìn)塔空氣的吸熱吸濕能力未能充分利用，影響到外圍循環(huán)水的進(jìn)一步冷卻;同時(shí)內(nèi)圍存在空氣不足的問題，影響到內(nèi)圍循環(huán)水的冷卻。通過填料非等高布置改造方式能夠提升冷卻水塔冷卻效率，根據(jù)塔內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)的分布規(guī)律，將塔內(nèi)面積分成內(nèi)區(qū)，外區(qū)兩個(gè)區(qū)域，不同的區(qū)域匹配不同的填料高度，通常外圍上升空氣的吸濕吸熱能力較強(qiáng)，內(nèi)圍水溫較高，空氣流速較低，空氣的吸濕吸熱較差，采用非等高布置優(yōu)化技術(shù)可大大提升冷卻水塔效率。雙鴨山熱電公司原冷卻水塔淋水填料為“S”波形，淋水填料片距為33mm，該波形淋水填料的熱力性能及阻力特性較差;原淋水填料層高1m，采用等高布置方式，未充分考慮到塔內(nèi)空氣流場(chǎng)的不平衡性，原冷卻水塔幅高為10℃，高于達(dá)標(biāo)值3℃。2015年進(jìn)行了1號(hào)冷卻水塔整體優(yōu)化，將原有S波淋水填料全部更換為GTX－26型(新斜波)高效淋水填料、根據(jù)塔內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)的分布規(guī)律，通過非等高不同片距布置優(yōu)化，將塔內(nèi)面積分成內(nèi)、外區(qū)兩個(gè)區(qū)域，內(nèi)區(qū)高度為1．0m，外區(qū)高度1．25m。改造后，冷卻水塔幅高7．5℃，降低2．5℃。

4結(jié)語

當(dāng)前火電廠節(jié)能減排水平整體逐年提升，但潛力仍然較大，建議火電企業(yè)首先通過試驗(yàn)手段做好機(jī)組能耗評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果有針對(duì)性的實(shí)施優(yōu)化改造項(xiàng)目;同時(shí)要加強(qiáng)同區(qū)域、同類型機(jī)組對(duì)標(biāo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能耗提升空間;此外要關(guān)注新技術(shù)應(yīng)用和加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，突破指標(biāo)瓶頸，保證火電廠能耗水平持續(xù)優(yōu)化。

作者:孫志偉 單位:大唐雙鴨山熱電有限公司

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