(青海宁北发电有限责任公司唐湖分公司 青海海北 810200)
摘要:随着我国经济的高速发展,资源消耗问题也变得日益突出。据专家预测到2020年,在45种重要战略资源中,我国有9种严重短缺。所谓短缺是指资源的外贸依存度在40%~70%之间,超过70%以上为严重短缺。
经济的高增长率和资源人均低占有率、工业生产和生活污染物的大量排放促使“节能减排”成为我国一项长期的基本国策。
关键词:火电厂;节能;技术;应用;
引言
随着科学技术的不断发展,电能在国民经济的发展历程中起到了不可替代的作用,我国的电能供应呈现出多样化的发展趋势,火力发电的稳定性致使其在电力行业仍旧占据着较为重要的地位,但存在“高耗能、高排放”的问题日愈严峻,如何有效解决“高耗能、高排放”的火电现状,是维持火电企业可持续发展亟待研究的课题。
1.能源及电力行业现状
国民经济快速发展和人民生活水平的不断提高发展,对能源需求将越来越大,能源供需矛盾将日益突出。在世界经济论坛公布的 “环境可持续指数”评价中,中国在全球144个国家和地区的排序中位居133位。
电力是现代经济发展的动力,它为国民经济各个行业发展提供能源供给与动力支持,工业生产和人们日常生活均离不开电力,电力行业在我国国民经济中属于关乎国计民生的重要支柱产业。截至2014年底,中国电力总装机突破13.75亿千瓦,其中火电装机容量达8.9亿千瓦,约占总装机容量的64.7%,水电3亿千瓦,占全部装机容量的21.8%,其他约占13.5%。火力发电做为电力行业中不可或缺的一员将如何在能源供应困难的背景下,有效的提高火力发电的效率,是解决问题的途径之一。
2.火力发电节能技术的重要意义
节能减排是我国的一项基本国策,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。
3.火力发电节能技术的应用
现代化火电厂是一个庞大而又复杂的生产电能与热能的工厂。火电厂基本生产过程是,燃料在锅炉中燃烧,将其热量释放出来,传给锅炉中的水,从而产生高温高压蒸汽;蒸汽通过汽轮机又将热能转化为旋转动力,以驱动发电机输出电能。到80年代为止,世界上最好的火电热效率达到40%,通过节能技术的运用,现代火电厂效率可提高至60%左右。
3.1关停小容量机组,推广大容量机组
发展高参数、大容量的火电机组是我国电厂节能的一项重要措施。单台发电机组容量越大,单位煤耗越小,关停小容量机组,推广大容量机组对减少能耗、提高能源利用率具有重大意义。
超临界机组已经是较为成熟的技术,超临界火电技术的应用,还将带动环保工业及其他相关产业的发展,创造新的经济增长点,是火电实现可持续发展的战略选择。
3.2推广热电联产技术
由于热电联产是采用做了功的蒸汽对外供热,这部分蒸汽冷源损失被抽出后用以加热供暖回水,既避免了热量损失,同时也提高了发电效率(如图所示)。
以某电厂为例,每年通过抽凝式机组提供59万MJ的供热量,折算标煤为2.5万吨,可供该地区91万平方米热用户八个月的采暖,采暖费按3.6元/月.m2计算,电价按0.2元/kwh,年收入约增加1350万元。
热电联产供热设备集中、大型化,供热管网规模大,供热设备容量大,用户热负荷的变化对供热系统的压力状况、水力工况的波动影响小,再热质参数较分散供热时稳定,提高了热产品质量,同时因为供热设备大型化,易于实现机械化、自动化、减轻了工人的繁重体力劳动,改善了劳动条件的同时企业实现了降本增效。
3.3工业用水的回收
3.3.1化学补充水系统的节能技术
化学补充水在热力系统中应用主要分为两种形式,第一张是将其加入到除氧器中,第二中是将化学式先加入到凝气器中,然后再通过凝汽器进行热力系统补入,以使得其可以在凝气其中对氧气进行去除。若热力系统的汽轮机排汽温度高于化学补充水的温度时,需要在凝汽中配置一套装置,使得补充水可以通过喷雾的形式进入到凝气器中,以对其进行相关的排汽废热利用。对凝汽器进行真空改造时,化学补充水会流经过热力系统的低压加热器,而在此时可以利用低位来对汽进行加热,以降低高位的蒸汽量,提高热力系统的热能能力。使用化学补水技术,可使火电厂的煤消耗降低到2~4g/kW•h,这也有利于火电厂的热力系统实现节能化。
3.3.2循环水高浓缩倍率运行技术
3.3.2.1循环水加酸处理
近年来,国内高浓缩倍率运行的厂家大部分采用循环水加酸处理的技术,通过加酸降低水中碱度并控制水体pH,以提高循环水的浓缩倍率。东北某电厂4台300MW发电机组,采用硫酸-阻垢剂的处理方式,利用全有机低磷配方SQ228为阻垢缓蚀剂,使用后循环水浓缩倍率从2.6提高到8.3,年节水6.084×106t,全年节约经费约675万元,具有明显的经济效益与社会效益。
3.3.2.2石灰软化、反渗透脱盐
对钙含量高、补水量大的循环水系统,预处理阶段投加适量石灰可对高硬度水进行软化,再辅之以加酸处理,控制可能出现的CaCO3沉淀。该方式处理效果良好,循环水浓缩倍率维持在4.5左右。德国8个火电厂的循环冷却水处理全部采用石灰软化-阻垢剂的处理方式,浓缩倍率达3~6;通过反渗透膜对高含盐水进行脱盐时要结合过滤、杀菌、防氧化等预处理工艺,达到反渗透的进水要求,从源头软化水质。对严重缺水地区,采用海水、中水的企业可考虑采用此技术。另外,沿海地区若采用预处理-RO脱盐技术进行海水脱盐处理,可大大缓解淡水资源匮乏的窘境。
3.4采用变频调速技术,实现节能减排
发电厂厂用电量约占机组容量的5%~l0%,除去制粉系统以外,泵与风机等火电机组的主要辅机设备消耗的电能约占厂用电70%~80%。解决这个问题最有效手段之一就是利用变频技术对这些设备的驱动电源进行变频改造。采用变频调速技术既节约了电能,,对于运行工况变化较大的辅助设备,采用变频调速,不同工况下,可有效降低电力损耗20%~50%,节能效果非常明显。而且又可方便组成封闭环控制系统,实现恒压或恒流量控制,同时可以极大地改善锅炉的整个燃烧情况,使锅炉的各个指标趋于最佳,从而使单位煤耗、水耗一并减少。
结语
综上所述,火电厂的节能建设尤为重要,秉承绿色、低碳、循环、可持续发展的理念,对此必须要加强管理,根据实际情况采取合理的措施,将节能技术应用到火力发电中,降低能源消耗,进而促进社会经济和环境建设的共同发展。
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[4]周一工 超临界超超临界发电技术 上海市电机工程学会学术年会
论文作者:肖体琴
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/4
标签:火电厂论文; 机组论文; 节能论文; 火电论文; 火力发电论文; 技术论文; 倍率论文; 《电力设备》2017年第23期论文;