《能源監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》——電力企業(yè)的節(jié)能監(jiān)測(cè)(三)
(3)發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)。積極鼓勵(lì)、支持、優(yōu)先發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱,是節(jié)約能源的需要。我國(guó)電力發(fā)展主要依賴煤炭,因此存在不可避免的環(huán)境污染問題。面對(duì)環(huán)境壓力,電力工業(yè)今后發(fā)展必須考慮優(yōu)先發(fā)展水電,調(diào)整和優(yōu)化火電結(jié)構(gòu)(如適當(dāng)發(fā)展燃?xì)怆娬竞蛿U(kuò)大潔凈煤燃燒技術(shù)的應(yīng)用),適當(dāng)發(fā)展核電和新能源發(fā)電(如風(fēng)力發(fā)電、地?zé)崤c潮汐電站),鼓勵(lì)熱電聯(lián)產(chǎn)。熱電廠是改善環(huán)境質(zhì)量的重要措施。熱電廠的鍋爐容量大、熱效率高、煙囪高、除塵效率高,如選用循環(huán)流化床鍋爐還可在爐內(nèi)脫硫,由于集中實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)還更有利于灰渣綜合利用和節(jié)省寶貴的城市建設(shè)占地。熱電聯(lián)產(chǎn)是一種供熱量大、供熱參數(shù)高、供熱范圍廣、節(jié)能量多,既能滿足工業(yè)用汽,又能滿足民用采暖、熱水供應(yīng),供熱價(jià)格便宜的供熱方式。正是由于熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱能夠有效地改善環(huán)境質(zhì)量,所以積極發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)是節(jié)約能源、改善環(huán)境質(zhì)量的有效措施,完全符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策。據(jù)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)資料,我國(guó)的熱電廠熱效率均能超過常規(guī)火力發(fā)電廠的熱效率一倍以上。實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)的小型供熱機(jī)組,其熱效率超過大型高參數(shù)常規(guī)火力發(fā)電機(jī)組。
(4)優(yōu)化接線方案。只有當(dāng)火力發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的接線方案合理時(shí),才能降低網(wǎng)損率,避免功率過多地?fù)p失在輸電環(huán)節(jié),提高火力發(fā)電廠輸出功率的利用率。這就要根據(jù)能源分配原則,即損耗最小和線路距離最短的原則,先將供電區(qū)域分成若干區(qū)域,在各個(gè)分區(qū)內(nèi)選擇接線方寨,最后再整體分析。采取先技術(shù)后經(jīng)濟(jì)的比較選擇,在技術(shù)合理的供電方案中首先要進(jìn)行粗略地經(jīng)濟(jì)比較,方法是按象征升壓變電站投資大小的斷路器數(shù)和象征線路投資大小的線路長(zhǎng)度進(jìn)行比較,再考慮以下經(jīng)濟(jì)因素:電能損耗、主要原材料的消耗量、工程總投資及年運(yùn)行費(fèi)用。譬如,暫時(shí)不考慮經(jīng)濟(jì)性,采用單母線接線時(shí),使用進(jìn)線母線斷路器2臺(tái),母線分段斷路器1臺(tái),而采用雙母線分段接線時(shí),使用進(jìn)線母線斷路器2臺(tái),母線分段兼聯(lián)絡(luò)斷路器3臺(tái),顯然,單母線接線的投資較少,故優(yōu)先選用單母線接線方式。
2.通過對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排
火力發(fā)電廠的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)可大致分為燃料的入廠和入爐、水處理、煤粉制備、鍋爐燃燒以及蒸汽的生產(chǎn)和消耗、汽輪機(jī)組發(fā)電和電力輸送等。發(fā)電過程中任何一個(gè)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)中均存在能源損耗的問題,如果能夠通過有效的技術(shù)管理手段使各環(huán)節(jié)的能源消耗水平得到合理控制,并努力消除生產(chǎn)過程中可以避免的能量浪費(fèi),就能真正達(dá)到節(jié)能的目的。
(1)提高燃煤質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。煤粉鍋爐被廣泛地應(yīng)用于火力發(fā)電廠中。一般來講,燃料的成本占發(fā)電成本的75%左右,占上網(wǎng)電價(jià)成本30%左右。煤質(zhì)對(duì)火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性影響很大,如果煤質(zhì)很次,會(huì)限制電廠出力,使電廠煤耗和廠用電率上升,且鍋爐本體及其輔助設(shè)備損耗加大;如果煤質(zhì)好價(jià)優(yōu),則鍋爐燃燒穩(wěn)定、效率高,機(jī)組帶得起負(fù)荷,
不僅能夠減少燃料的消耗量,更有利于節(jié)約發(fā)電成本,因此入廠和人爐燃料的控制是發(fā)電廠節(jié)能工作的源頭。
燃煤質(zhì)量是否得到有效控制,將在很大程度上影響到其后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能源消耗。火力發(fā)電的燃煤要經(jīng)過諸如計(jì)劃、采購、運(yùn)輸、驗(yàn)收、配煤、儲(chǔ)備及廠內(nèi)輸送,煤精制備等多個(gè)環(huán)節(jié),最后才能送入鍋爐燃燒。對(duì)燃煤質(zhì)量的控制應(yīng)在上述各環(huán)節(jié)上都要落到實(shí)處。
(2)提高鍋爐燃燒效率,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。鍋爐是最大的燃料消耗設(shè)備,燃料在鍋爐內(nèi)燃燒過程中的能量損失主要包括排煙熱損失、可燃?xì)怏w未完全燃燒熱損失、固體未完全燃燒熱損失、鍋爐散熱損失、灰渣物理熱損失等。降低排煙熱損失的主要措施:降低排煙容積,控制火焰中心位置、防止局部高溫,保持受熱面清潔,減少漏風(fēng)和保障省煤器的正常運(yùn)行等;降低可燃?xì)怏w未完全燃燒熱損失的主要措施:保障空氣與煤粉充分混合,控制過量空氣系數(shù)在最佳值,進(jìn)行必要的燃燒調(diào)整,提高人爐空氣溫度,注意鍋爐負(fù)荷的變化并控制好一、二次風(fēng)混合時(shí)間等;降低固體未完全燃燒熱損失的主要措施:選擇最佳的過量空氣系數(shù),合理調(diào)整和降低煤粉細(xì)度,合理組織爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況,并且在運(yùn)行中根據(jù)煤種變化,使一、二次風(fēng)適時(shí)混合等;降低鍋爐散熱損失的主要措施:水冷壁和爐墻等結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密、緊湊,爐墻和管道的保溫良好,鍋爐周圍的空氣要稍高并采用先進(jìn)的保溫材料等;降低灰渣物理熱損失的主要措施:控制排渣量和排渣溫度。由此可見,通過提高鍋爐燃燒效率來節(jié)能減排的潛力很大。
(3)提高汽輪機(jī)效率實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。在汽輪機(jī)內(nèi)蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為功能的過程中,由于進(jìn)汽節(jié)流,汽流通過噴嘴與葉片摩擦,葉片頂部間隙漏汽及余速損失等原因,實(shí)際只能使蒸汽的可用焓降的一部分變?yōu)槠啓C(jī)的內(nèi)功,造成汽輪機(jī)的內(nèi)部損失。
降低汽輪機(jī)內(nèi)部損失的方法有:①通過在沖動(dòng)級(jí)中采用一定的反動(dòng)度,蒸汽流過動(dòng)葉柵時(shí)相對(duì)速度增加,盡量減小葉片出口邊厚度,采用漸縮型葉片、窄型葉柵等措施來降低噴嘴損失;②通過改進(jìn)動(dòng)葉型線,采用適當(dāng)?shù)姆磩?dòng)度來降低動(dòng)葉損失;③通過將汽輪機(jī)的排氣管做成擴(kuò)壓式,以便回收部分余速能量來降低余速損失等。
(4)改善蒸汽質(zhì)量。蒸汽壓力和溫度是蒸汽質(zhì)量的重要指標(biāo)。如果汽壓低,外界負(fù)荷不變,汽耗量增大,煤耗增大;汽壓過低,迫使汽輪機(jī)減負(fù)荷。過、再熱蒸汽溫度偏低,壓力變時(shí)熱焓減少,做功能力下降。也就是,當(dāng)負(fù)荷一定時(shí),汽耗量增加,經(jīng)濟(jì)性下降。如何合理控制這兩大指標(biāo),提高經(jīng)濟(jì)性,也具有重大意義。
(5)提高設(shè)備利用率,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。編制風(fēng)機(jī)、制粉設(shè)備單耗定額和輸煤系統(tǒng)輸煤?jiǎn)挝浑姾亩~,并頒布實(shí)施、加強(qiáng)考核,這樣可以降低輸煤電耗,而且可以降低設(shè)備磨損;充分提高公用系統(tǒng)設(shè)備的利用率,對(duì)不合理的系統(tǒng)及運(yùn)行方式進(jìn)行改進(jìn);除灰系統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)投入率要高,確保輸灰、輸渣設(shè)備有效利用及水的回收。
(6)采用變頻調(diào)速技術(shù),實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。發(fā)電廠廠用電量占機(jī)組容量的5%~10%,除去制粉系統(tǒng)以外,泵與風(fēng)機(jī)等火力發(fā)電機(jī)組的主要輔機(jī)設(shè)備消耗的電能占廠用電的70%~80%。泵與風(fēng)機(jī)的節(jié)電水平主要通過耗電率來反映。泵與風(fēng)機(jī)的節(jié)能,重點(diǎn)要看其是否耗能過多、風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)是否匹配。大容量機(jī)組的火力發(fā)電廠的節(jié)水重點(diǎn)在于灰渣排放系統(tǒng)。目前電廠主要用水力系統(tǒng)將灰渣排到儲(chǔ)灰場(chǎng)和儲(chǔ)渣場(chǎng)。目前火力發(fā)電廠中的主要用電設(shè)備能源浪費(fèi)比較嚴(yán)重,具體表現(xiàn)如下:①通過改變擋板或閥門開度進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時(shí),風(fēng)機(jī)必須滿功率運(yùn)行,不僅效率低下,節(jié)流損失大,且設(shè)備損壞快;②執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液力耦合器可靠性差,易出故障,設(shè)備利用率低,精度差,存在嚴(yán)重非線性和運(yùn)行不可靠的缺點(diǎn);③電動(dòng)機(jī)按定速方式運(yùn)行,輸出功率無法隨機(jī)組負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)整,浪費(fèi)電能;④電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流大,通常達(dá)到其額定電流的6~8倍,嚴(yán)重影響電功機(jī)的絕緣性能和使用壽命。
解決上述問題最有效的手段之一就是利用變頻技術(shù)對(duì)這些設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行變頻改造。變頻調(diào)速控制節(jié)能原理是通過改變頻率/來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。理論上這種調(diào)速方式調(diào)節(jié)范圍寬(0~100%),且線性度很好,變頻器設(shè)備本身能耗很低,無論是輕載還是滿載都有很高的效率。此外,其運(yùn)行可靠性、調(diào)節(jié)精度及線性度(可達(dá)99%)都是其他調(diào)速方法無法相比的。采用變頻調(diào)速技術(shù)既節(jié)約了電能,又可方便地組成封閉環(huán)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)恒壓或恒流量控制,同時(shí)可以極大地改善鍋爐的整個(gè)燃燒情況,使鍋爐的各個(gè)指標(biāo)趨于最佳,從而使單位煤耗、水耗一并減少。
責(zé)任編輯:繼電保護(hù)
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