摘要：燃煤火电厂面临着经济增长方式的转变、资源约束、环境保护、市场竞争等严峻挑战，随着节能减排要求的不断提升，电能过剩现象日趋明显、发电设备年利用小时数持续走低等现实因素迫使燃煤电厂进入“双降双低” 通道。国家发改委、能源局在《电力发展“十三五”规划》中提出“现役燃煤发电机组改造后，平均供电煤耗低于310g/kW•h”的更高目标要求。燃煤电厂在新的形势和任务下应通过实施有效措施提升机组安全、环保、节能水平，同时挖潜降耗，综合提效实现燃煤电厂高效可持续发展。
关键词：燃煤机组；节能降耗；综合提效；技术
引言
针对当前我国火电站燃煤机组的高耗高排问题，为有效提升我国火电燃煤机组的节能性，需加强燃煤机组节能降耗综合提效技术研究及应用。
1燃煤机组节能减排的紧迫性
随着我国社会经济的大力发展，对电力需求的不断提升，依托我国自身所具备的煤炭资源优势，燃煤火电站得到了巨大的发展。虽然从2014年起我国开始强调绿色经济，但是燃煤火电站装机容量的增加趋势并没有停滞，预期会在2020年左右到达峰值 。另一方面，随着我国生态环境问题的不断恶化，从民间到政府层面都提升了对绿色经济、生态环保方面的重视程度，并提出了2020年单位GDP碳排放强度较之2005年降低45%的目标。
2燃煤机组节能降耗综合提效技术研究及应用
2.1汽轮机通流改造先进提效技术
汽轮机通流部分改造技术随着设计、制造、加工、材料等工艺水平的发展不断更新，在提高通流效率、降低结构损失上取得较大技术突破和创新。(1)高效通流级设计技术，包含三元流设计技术、变反动度设计、先进叶型、弯扭三维叶片、薄出汽边、子午面优化等；(2)调节级级段优化技术，包含先进调节级设计、配汽方式优化等；(3)边界层抽吸技术，包含优化平衡孔尺寸等；(4)末级叶片优化设计技术，包含高效低压末级长叶片、防固体颗粒冲蚀设计等；(5)进、排汽缸优化技术，包含内缸优化、进汽段优化、排汽扩散段优化等;(6)主机结构优化技术，包含焓降优化分配；(7)汽封优化技术，先进汽封设计、动静匹配技术多级联合(含汽封)设计。
2.2余热利用方式
(1)加热低压加热器(以下简称低加)入口凝结水。回收烟气余热加热凝结水回水，可排挤低加抽汽，增加蒸汽做功能力，增大发电量，降低发电煤耗。(2)加热热网首站循环水。按72．75%的负荷率计算，烟气由115℃降至85℃，1个月回收热量约1500TJ，烟气由135℃降至85℃，1个月回收热量约2400TJ，供热量明显大于烟气回收热量。鉴于用于供热的除氧器抽汽品质较高，根据低品质热量优先利用的原则，在供暖期，烟气回收热量应全部用于加热热网回水。(3)加热锅炉给风。用回收烟气的余热加热锅炉一、二次风相当于锅炉的前置式暖风器，由于空预器的换热性能，入口风温升高通常会引起排烟温度升高，即冷风吸收的热量并不能完全被锅炉吸收。前置式暖风器虽然不能大幅度提高锅炉效率，但有提高回转式空预器蓄热元件整体温度的作用，在燃煤硫分较高时，可以缓解空预器硫酸氢铵堵塞，同时，在需要长期投运暖风器时，可以替代原有暖风器消耗的蒸汽，实现高效节能。根据上述3种方式，在非供暖期，烟气回收热量用于加热汽轮机低加系统凝结水，排挤抽汽；在供暖期，可以考虑将烟气回收热量全部用于加热供暖回水，减少除氧器抽汽。但优先考虑设置前置式暖风器，主要用于替代原蒸汽暖风器，通过节省原暖风器消耗的蒸汽达到节能目的。
2.3低温省煤器加热凝结水方案
（1）酸露点计算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于锅炉的烟气露点温度，国内外有大量的研究结果，由于锅炉的烟气结露问题复杂、研究价值大，因此研究人员众多，研究结论差别很大。对于同一种烟气成分，应用不同公式进行计算所得到的烟气露点温度差别很大。在众多酸露点计算公式中，针对燃煤锅炉的前苏联1973年锅炉热力计算标准中推荐的公式应用最广泛，也比较接近实际。（2）排烟温度选择。一般情况下，只要保证低温换热面金属壁温高出烟气酸露点温度10℃左右就能避免产生低温腐蚀。根据现有煤种计算得到的酸露点为85.4℃，同时考虑该电厂烟道空间不足的实际情况，选择排烟温度为108℃和118℃，可以确保安全性，保证了一定的传热温压，经济性较好。同时充分降低烟尘的比电阻，提高除尘效率，降低除尘器改造费用。
2.4低温省煤器加热空气方案
某电厂暖风器热源为第四级抽汽，低负荷运行时第四级抽汽量不够，甚至采用第二级抽汽作为暖风器热源，使暖风器内换热过程不可逆损失较大，可考虑改变暖风器热源为六抽、七抽或烟气余热来加热一、二次风，起到暖风的作用，提升进入空气预热器的空气温度和进入炉膛的空气温度，减小空气预热器的不可逆损失，起到一定的节能作用。
2.5机组中、低负荷工况运行优化提效技术
机组中、低负荷工况运行优化提效技术:锅炉燃烧优化调整、汽轮机滑压优化调整、汽轮机冷端优化运行、辅助系统，设备优化运行、超低排放标准下环保设备节能提效的优化运行。综上所述，通过机组的深度能耗诊断，提升设备系统精细化管理要求，“量身定制”机组下列集成技术改造方案:(1)开展锅炉制粉系统、空预器、风机、汽轮机本体、汽机冷端、凝结水、热力系统系列集成技术节能综合技改。(2)开展锅炉燃烧调整、机组变工况滑压运行曲线、辅机运行方式整体运行优化；尤其是低负荷工况及机组启停的整体运行优化。(3)开展多种技术组合的锅炉超低排放综合优化提效改造、汽轮机通流综合提效改造和机组供热优化改造。最终实现综合提效改造及机组整体运行优化，提升机组整体性能。
结束语
通过综合提效技术的实施，机组安全可靠性大幅提升，机组各项性能指标得以明显提高，节能增效效果十分明显。但要达到预期目标，必须开展好以下工作:通过试验，深度诊断机组设备安全、环保、节能方面存在的问题状况、能耗状况，各主辅设备及系统的裕量及匹配情况；统计分析机组所在区域发电环境、供热环境，包括区域电网结构、发电利用小时数、电网对机组增容的认可性及灵活性调峰要求等；收集机组先进提效技术、制造厂机组机组通流改造先进技术、同类型机组改造情况等。最终，“量身定制”具备前瞻性、全面性和先进性且集机组安全、环保、节能于一体的“综合提效”技术路线，实现燃煤电厂安全、高效、清洁的可持续发展。
参考文献
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论文作者:李萱,杜晨
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
标签：机组论文; 燃煤论文; 烟气论文; 暖风论文; 技术论文; 锅炉论文; 节能论文; 《电力设备》2019年第3期论文;