火力发电与节能减排

火力发电企业节能分析 大唐略阳发电有限责任公司 关键词 火电 节能 1 引言 党的十六届五中全会通过的 中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规 划的建议 提出了 2010 年单位国内生产总值能源消耗比 十五 期末降低 20 左右的目 标 这是针对我国资源环境约束日益突出的问题提出的 是 十一五 规划目标中最重要 的约束性指标之一 因此 突出抓好高耗能行业中高耗能企业的节能工作 促进企业加快 节能技术改造 加强节能管理 提高能源利用效率 对提高企业经济效益 缓解经济社会 发展面临的能源和环境约束 确保实现 十一五 规划目标和全面建设小康社会目标 具 有十分重要的意义 1 1 节能的意义 火力发电厂的节能具有双层意义 一方面 随着经济快速发展 我国主要能源和初级 产品的供求格局发生了较大变化 资源对经济发展的制约作用逐渐显现 节约能源已经被 视为与煤炭 石油 天然气和电力同等重要的 第五能源 火电厂作为重点用能单位开展 节能工作责无旁贷 另一方面 火力发电企业为了能在市场经济环境下求得生存与发展 必须减少生产环节中各项损失 降低煤耗 降低发电成本 采用节能技术 加强节能管理 更显得尤为迫切 做好节能工作不仅是国民经济持续发展和全面建设小康社会的客观需要 而且也是发电企业增强盈利能力 提高经济效益 实现快速发展的内在要求 1 2 节能的潜力 火力发电是中国的主要电力生产方式 2005 年底中国火电装机容量达 3 84 亿千瓦 占全国装机容量 5 08 亿千瓦的 75 6 全国 6000 千瓦及以上机组供电标准煤耗平均为 374 克 千瓦时 比 2004 年降低 2 克 千瓦时 相当于节省标准煤 300 多万吨 与 2000 年 相比 火电供电煤耗降低了 18 但由于中国火电技术装备水平相对落后 平均供电煤耗水 平仍比国际先进水平相差 50 70 克 千瓦时 火电行业的节能潜力很大 2 火电节能的分析和措施 世界能源委员会 即原世界能源会议 70 年代提出的节能定义 至今仍是科学的权威 解释 即节能定义为 采取技术上可行 经济上合理以及环境和社会可接受的一切措施 来更有效地利用能源资源 这就是说 节能是旨在降低单位产值能耗的努力 为此要在能 源系统的所有环节 从资源的开采 加工 转换 输送 分配到终端利用 采取一切合理 的措施 来消除能源的浪费 充分发挥在自然规律所决定的限度内存在的潜力 2 1 生产运行环节 生产是节能工作的关键环节 要坚持在确保安全生产的前提下 积极推动节能工作 火电厂的主要生产环节可大致分为 燃料的入厂和入炉 锅炉燃烧以及蒸汽的生产和消耗 汽轮机组发电和电力输送等 发电过程中任何一个主要生产环节中均存在能源损耗的问题 如果能够有意地通过有效的技术管理手段使各环节的能源消耗水平得到合理控制 并努力 消除生产过程巾可以避免的能量浪费 就能真正达到节能的目的 因此 火电厂节能工作 的重点在于 如何针对各个生产环节中存在的能源损耗问题 科学地估计其节能潜力的大 小 确定节能潜力的部位及分布 找出节能的办法 火电厂节能的主要任务就是加大节能 技术改造 提高设备可靠性 调整运行方式 推进运行方式的创新 以达到降低煤耗 降 低厂用电率和节油节水的目的 2 1 1 降低发电煤耗 降低发电煤耗以提升机组的经济运行水平 是发电生产技术所追求的目标 降低机组 的发电煤耗从反平衡角度分析 取决于提高锅炉炉效和降低汽轮机热耗 锅炉是最大的燃料消耗设备 燃料在锅炉内燃烧过程中的能量损失主要包括 排烟损 失 机械不完全燃烧损失 化学不完全燃烧损失 散热损失 灰渣物理热损失等 因此 只有通过减少各项损失 提高锅炉燃烧效率才能实现锅炉燃烧的节能控制 在锅炉运行过 程中 氧量调整 配风调整 改变制粉系统运行方式以及减少空预器的漏风 消除烟道 空预器积灰等都是有利于减少各项损失的节能调整措施 其中 省煤器出口氧量 排烟温 度 飞灰含碳量是重点节能控制参数 因此锅炉运行要根据煤质变化 及时调整燃烧和辅机运行 保证氧量在合适范围 及 时调整风煤配比 降低飞灰和大渣可燃物 降低排烟温度 及时关闭冷灰斗和看火孔门 减少漏风率 提高炉效 定期做好热效率测试工作 认真分析机组效率 炉效及漏风情况 积极督促检修对减速机漏油 空预器 省煤器 炉膛漏风情况进行消除 降低汽轮机热耗一是利用先进技术 通过对汽轮机通流部分及相关热力系统的改造等 提高循环效率 降低热耗 二是运行中应积极 及时地对主辅机进行调度和调整 以保证 机组在相应工况下的参数 真空等指标处于经济运行状态 合理调整循环水泵运行方式 保证机组循环水水质 保证胶球清洗装置的可靠投入 提高收球率 利用检修机会 积极联系检修进行凝汽器清扫 努力提高机组运行真空 针 对汽机热耗偏大问题 应加强节能诊断分析 应定期进行高 中压缸效率测试 加强机组 阀门内漏的监督等等 2 1 2 降低综合厂用电 降低综合厂用电一是要降低生产用电 二是降低非生产用电 三是降低主变变损 降 低生产和非生产用电主要是靠加强生产和非生产节电管理 经济核算 运行经济调度和加 快节电技改等措施 来达到降低厂综合用电目的 其次是利用先进技术降低主变变损 使 全厂综合用电降到较低的水平 发电厂厂用电量约占机组容量的 5 l0 其中制粉系统的耗电占厂用电的 20 左右 泵与风机等主要辅机设备消耗的电能约占厂用电的 75 可以看出主要辅机是节能的关 键点 由于主要辅机设备在建厂时已经选配和安装好 在运行中更换既不现实也不经济 必须在建设初期把好各级关口 因此 对现有辅机进行调速驱动改造和加装高压变频装置 是较为常用的节能手段 另外 在电厂其它辅机设备中 有相当一部分泵与风机的电机容量是固定不变的 设 备一旦启动运行其单耗也是基本不变的 在一般情况下 启停调整是该类设备的主要节能 控制手段 因此辅机运行应合理调配 优化运行方式 冬季气温低时 晚高峰后减负荷期 间 在保证真空和循环水温度的情况下 可以停运循环泵来节约厂用电 尽量减少供水水 泵的运行台数 起小停大以节约厂用电 严格执行降低除灰水系统水耗措施 及时调整冲 洗泵电流 严格的执行接班巡回检查关闭配电室照明的规定 使配电室在无人的情况下保 留最小照明 积极调整运行方式 减少大型空载变压的损耗 以节约厂用电 2 1 3 节油 节水 降低发电厂燃油消耗和水耗对降低成本非常重要 在降低燃油消耗方面 首先是采用 先进的节油技术 当前普遍采用的是锅炉小油枪点火技术 已收到较好的节油效果 二是 在现有条件下加强燃油管理 严格执行燃油管理考核办法 充分调动员工节油的主动性和 积极性 三是控制燃煤质量 合理安排机组启停方式 提高机组检修质量 减少锅炉启停 及设备抢修次数 提高运行水平等都是节约燃油的重要措施 水费是变动成本中独立的成本项目 减少水费支出需要从两方面考虑 一是充分利用 国家有关政策和规定 合理缴纳水资源费 二是加强内部节水管理 加快节水改造 生产 用水及时调整 调度 三是对办公 生活公用设施使用节水器具 对生活用水 通过合理 收费 提高职工的节水意识 大容量机组的火电厂节水的重点在于灰渣排放系统 目前燃煤电厂对锅炉灰渣的处理 方式 主要是采用水力系统将灰渣排到灰场 显然 采取除灰 渣 用水实现废水循环利用 控制灰渣排放的灰水比例 有条件的电厂建立干式除灰系统 综合利用电除尘器除下的灰 减少冲灰用水等措施 不但可以节省大量用水 还可以减轻循环水泵的供水压力 减少泵 的投运台数 在一定程度上降低厂用电率 另外 根据炉水品质的变化情况对连续排污流量及时进行调整 减少不必要的排污损 失 通过凝汽器的在线胶球清洗 保持冷却表面清洁程度 提高真空系统严密性等减低凝 汽器冷却水用量 将工业冷却水的回水集中用作除灰 渣 水和其它清洁用水 加强设备跑 冒 滴 漏的治理 都是有效的节水措施 2 2 节能管理环节 2 2 1 加强基础管理工作 强化生产过程管理 节能管理是技术节能的重要补充 因此应成立节能机构 加强领导 落实责任 为节 能工作提供组织保证 主要职责包括 根据节能工作需要及时制定和修订节能管理制度 规定 定期检查节能管理规定的执行情况 组织分析生产技术指标及审定整改方案 加强 生产用水 用电的管理 建立各种台帐 检查节水 节电工作并提出考核意见 广泛宣传 提高意识 为节能营造上一个良好氛围广泛开展节能宣传教育活动 共同 营造一个人人关心节能 个个参与节能 事事为企业节能作贡献的良好氛围 使企业职工 充分认识节约一滴水 节约一度电 节约一克煤是为企业效益作贡献 为社会节约资源 树立节能也是创收的观念 不断提高广大职工的节能意识和资源意识 增强节能的自觉性 要求运行人员增加节能意识 规范操作 进一步提高系统分析问题能力 要根据煤质 负荷等情况 探索出机组稳定 经济运行指导值 对出现的异常 要认真对待 要进行横 纵比较 弄清异常的真正原因 2 2 2 加强监督考核 首先 重点抓好燃料的监督管理 节能监督人员有权要求燃运部门按照设计和接近设 计煤种订货 并随时掌握入厂煤和入炉煤的分析结果 及时指导燃料调配和燃烧调整 其 次 掌握机组设备状态和运行方式 组织并指导能平衡测试及有关热力试验 深入了解机 炉本体 辅机设备状况及存在的缺陷 通过测试或试验 及时掌握机组实际运行性能水平 调整机组的经济运行方式 对存在问题要求检修部门及时处理 第三 监督考核运行参数 统计分析主要经济指标 对主蒸汽压力 温度 排烟温度 氧量 飞灰可燃物 给水温度 高加投入率 汽机端差 真空 主要辅机设备电耗 燃油量等进行监督考核 及时对发电 量 厂用电率 供电煤耗等主要经济指标进行统计分析 为决策层提供可靠数据 第四 制定细则 加强检查 定期组织安排对生产 生活用水 用电进行检查 发现未按规定执 行的 使用强制手段 进行关停 并对有关人员和单位负责人进行考核通报 各单位应根 据本规定 制定相应的考核细则 3 燃料管理在节能中的重要性 3 1 加强燃料管理 一般来讲 燃料成本占发电成本约为 7 5 左右 占上网电价成本 3 0 左右 如果燃 煤质好价优 则锅炉燃烧稳定 效率高 机组带得起负荷 不仅能够减少燃料的消耗量 更有利于节约发电成本 如果燃煤质次价高 则锅炉燃烧稳定性差 燃烧效率低 锅炉本 体及其辅助设备损耗加大 显然对发电厂是极其不利的 因此入厂和入炉燃料的控制是发 电厂节能工作的源头 这一步工作是否得到有效控制 将在很大程度上影响到其后续生产 环节的能源消耗 火电广的燃煤要经过诸如计划 采购 运输 验收 配煤 储备及厂内 输送 煤粉制备等多个环节 最后才能送入锅炉燃烧 对燃煤质量的控制应在上述各环节 上都要落到实处 因此 抓好燃煤的计量验收以及质量验收 严格控制入厂煤与人炉煤的 热值差已成大多数火电厂的节能工作重点 要加强入厂煤的检验 因为燃料的品质影响到燃料的价格 机组效率 有时还影响到 机组的安全指标 为防止入厂煤在采样 制样 化验过程中出现工作人员失职行为 要认 真规范燃料采样 制样 化验工作 确保数据真实可靠 有条件的应加装入厂煤采样监视 系统与自动采样装置 加强入厂煤的监督 确保采制样的准确性和煤质情况的真实性 准 确性和及进性 加强配煤参烧管理 根据到厂的煤质情况及时通知有关部门进行配煤 实现来煤的分 类堆放 并建立各分堆煤质档案 可以通过试验的方式 确定科学的配煤比例 在实际混 配中 根据来煤情况 能方便 及时地指导配煤工作 加强燃料采购和配煤的管理 使锅炉燃用煤种接近设计要求 可以提高锅炉燃烧效率 及稳定性 3 2 更新燃料管理理念 在采购煤炭时 过去我们总希望标准单价越低越好 这样似乎能降低燃料成本 采购 时仅比较购入标煤单价是否低就可以了 但是 从近年来的运行实践来看 当采购了购入 标煤单价相同的低热量的煤时 似价格相等 没有损失 但是 由于发热量降低了 就会 产生运费损失 发相同等量的电 耗煤量就要增加 制粉系统 除灰系统等单耗上升也会 带来很大的间接损失 有资料表明 1 吨 4000 大卡 千克的煤会给电厂带来 15 28 元的经 济损失 这部分损失势必导至单位燃料成本上升 因此 电煤的采购管理务必转变观念 要树立 买热值 折标煤单价 算综合效益 的观念 不公要核算到厂标煤单价 针对煤质差的煤炭 还要考虑到入厂后的各种隐性损 失 即把到厂后的接卸 上煤 制粉 燃烧 除灰环节是否经济也核算进去 这样 燃料 单位发电成本才能降低 经济性才能提高 煤耗 厂用电率等物理性指标才能进一步改善 4 节能过程中存在的问题 通过对近几年企业成本的分析 可以看出 企业节能潜力的实现 不仅要内部挖潜 也受煤炭供应市场和电力消费市场的影响 4 1 一次能源及各种原材料价格攀升 在市场煤 计划电的体制下 发电企业的上网电价水平已成为制约发电企业盈利能力 的瓶颈 近几年来 煤炭市场持续紧张 煤炭价格以年 10 的幅度攀升 2004 年以来涨幅 达到 40 以上 环保制约因素加大 各种排污费用增加 国家通过实施可持续发展和环保 绿色能源战略 火力发电厂 SO2 NOx 及灰水排放 污水处理费的征收也相应增加 排污 收费逐年升高成为企业沉重负担 水资源紧缺 为了加大节水力度 各级政府对水资源费 进行了较大幅度调整 水资源收费已经升高而且有继续增加趋势 企业水资源费增幅较大 以上各种形势必将引起发电成本大幅上升 4 2 设备治理难度大 一些运行时间较长的老厂 设备严重老化 能耗高 自动化程度低 要适应竞争上网 要求 就需要大量资金进行设备更新换代治理 近年来由于原材料涨价成大幅升高 同时 由于利润空间降低 如何使用有限的资金实现老机组的技术改造 以提高机组效率 就成 了企业的一个难题 4 3 发电设备利用小时连年降低 我国电网一直由国家控制 随着电源建设和负荷的增长 伴随着我国电力市场的培育 我国各级电网有了一定程度的发展 由于电量增长空间的限制 导致设备平均利用小时下 降 受此影响 企业年平均发电设备利用小时连年降低 由于发电量减少 直接造成利润 降低 另外 由于机组运行负荷率降低 调频 调峰任务加重 机组运行经济性降低 负 荷率下降不仅影响发电量下降而且引起机组热效率下降 各类消耗增加 发电单位成升高 4 4 节