1前言
節能減排已經成為實現國民經濟可持續發展和全面建成小康社會的重要戰略，而電力行業作為用能大戶，更是肩負著不可推卸的重要責任。國家三部委聯合下發《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014－2020年)》，要求燃煤機組全面實施超低排放和節能改造，對機組煤耗和環保超低排放提出明確要求:在2020年前，對燃煤機組全面實施超低排放和節能改造，使所有現役電廠平均煤耗低于310克/千瓦時、新建電廠平均煤耗低于300克/千瓦時，東、中部地區要提前至2017年和2018年達標。2015年12月2日，國務院總理李主持召開國務院常務會議，提出“增速擴圍”，進一步加快了節能減排改造步伐。作為中國大唐集團旗下的三級企業，大唐雙鴨山熱電有限公司(下稱雙鴨山熱電公司)長期以來高度重視節能減排工作的開展，通過深入開展節能管理，廣泛實施技術改造，十二五期間該公司供電煤耗由314克/千瓦時下降至296克/千瓦時，降幅達18克/千瓦時;發電廠用電率由7．4%將至5．8%，降幅達到1．6個百分點，取得了顯著的節能效果。
2能耗管理體系優化
完善的能耗管理體系是企業節能管理有序開展的基礎，是各項節能工作得到有效落實的根本保障。一套好的能耗管理體系要從制度、流程上對企業的節能管理工作進行規范，做到控制管理風險和提升管理效率的作用。節能管理體系的建立要遵循以下原則:一是符合企業發展戰略，有助于實現領先;二是抓住核心管理內容，抓住關鍵流程;三是結合企業實際情況，融入日常管理工作;四是定義準確，可以衡量，可以追溯;五是易于對標，指標改進的目標通過努力可以實現。
2．1建立科學的節能管理網絡
企業節能管理網絡是節能管理工作的脈絡，是節能體系是否能夠高效運轉的關鍵。其要具備層級清晰、職責明確，各級管理環節應能實現相互支持、相互制約、相互監督的功能。雙鴨山熱電公司節能管理實行分級管理，縱向建立了公司級、部門級、班組級三級節能管理網絡，確定了每一級的具體責任人，明確了責任分工和管控流程;橫向上以能源消耗因素為主線建立了燃料管控、運行調整、設備治理、節能改造、試驗監督、經濟調度、用水優化七項控制因子。整體以模塊化的管理手段，進行橫向和縱向的逐級管控，建成“一級對一級管控、一級向一級負責”的管理網絡。
2．2抓實節能計劃管理
將涉及節能的工作進行分類統計，按計劃規范管理，動態監督是節能各項工作得以落實的關鍵，要貫穿與企業安全生產工作全過程。雙鴨山熱電公司基于“五確認、一兌現”的閉環管理體系建立，即確認目標、確認問題、確認對策、確認效果、確認責任，兌現獎懲。在執行過程中實施動態管理:建立節能計劃項目跟蹤表，將全年節能項目納入“節能計劃表”，并根據節能會議、能耗評估等日常工作中發現的能耗問題及節能項目動態補充至“節能計劃表”按照“五確認、一兌現”思路進行統一管理，對完成項目及時進行閉環后移出“節能計劃表”，對未完成項目重點標注持續改進。
2．3開展小指標競賽
開展小指標競賽是調動運行人員積極性，提升運行調整水平，降低可控耗差的重要手段。雙鴨山熱電公司依托指標績效軟件開展小指標競賽，將小指標分為安全指標和經濟指標，安全指標作為否決條件參與指標評比，經濟指標作為得分項參與值際競賽;為提升小指標競賽的科學性，將各項經濟指標根據對煤耗影響和可調整性進行權重調節;設定限值，剔除無效時段指標，加大偏離紅線過大指標的考核力度;設置單項獎勵，強化運行人員指標尋優意識。
2．4強化指標對標管理
指標對標管理包含三方面的內容:一是與同類型標桿企業對標;二是與本企業機組歷史最優值對標;三是與本企業機組設計值對標。指標對標的原則是數據真實有效，充分應用平臺數據資源，動態管理持續改進，閉環控制循序漸進。指標對標的基本方法是:一是要對本企業節能情況進行認真梳理，找出薄弱或改善潛力大的指標，以確定對標內容和對標方向;二是在與同類企業對標中要選取有同類可比性的對標企業，且數據易獲取并真實可靠;三是要多角度對標分析，根據所選定標桿對象靈活運用一種或多種分析方法進行分析;四是實施改進，根據“五確認一兌現”方法落實項目;五是進行效果評價，利用科學的試驗手段對效果進行評價;六是總結提高，做好管理和改造經驗的總結及提升。
3節能優化技術措施應用
本部分仍以雙鴨山熱電有限公司2臺200MW超高壓中間再熱供熱式汽輪發電機組為典型案例，重點介紹高壓變頻器應用、煙氣深度冷卻技術應用、熱泵技術應用、汽輪機噴嘴及刷式汽封改造、冷卻水塔填料優化改造等綜合優化措施的研究與實施。
3．1電機變頻技術應用
變頻器以其高效率、高功率因數、以及優異的調速和啟動性能等諸多優點而被國內外公認為最有發展前途的調速手段，而受原始設計條件影響，當前很多投產時間較久的電廠高壓輔機均采取為液力耦合器調速，這給變頻改造提供了空間，火力發電廠可對各輔機進行綜合評估，論證變頻改造的可行性。雙鴨山熱電有限公司原始設計送風機、引風機、給水泵采用電機驅動、液力耦合器調節;凝結水泵未設調速機構，采取再循環調節。為提升輔機調節品質及經濟性，企業對各高壓輔機調節特性進行了認真梳理，實施了送風機、引風機、給水泵、凝結水泵進行變頻改造。通過對以上高壓輔機的變頻改造，設備節電率達23．4%，年節電2400萬千瓦時，使廠用電率降低1．3%，取得了顯著的節能效果。
3．2煙氣深度冷卻技術應用
排煙熱損失是影響火力發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，嚴重影響鍋爐經濟性并一定程度造成了環境污染。當前煙氣深度冷卻技術是國內廣泛采用技術，有技術成熟應用廣泛的特點，普遍采取在電除塵前、后的煙道內加裝管式換熱器的方式，換熱器管內以水為介質吸收管外煙氣余熱，加熱后的水一般用于凝結水系統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，對管壁的磨損影響，此外整體改造要詳細核算煙氣阻力與引風機出力影響。雙鴨山熱電有限公司煙氣換熱器安裝在引風機與脫硫間煙道，加熱軟化水為市里的各洗浴、賓館、酒店等用戶供洗浴熱水，項目于2013年投產以來運行穩定，每天產生熱水量約1500噸，煙氣溫度下降15℃左右，年產生經濟效益300余萬元。
3．3熱泵技術應用
電廠中廣泛應用的一般是吸收式熱泵，以電廠的采暖抽汽為驅動熱源，溴化鋰溶液為吸收劑，水為制冷劑，回收利用汽輪機乏汽熱量，用于加熱熱網回水，從而實現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年實施了熱泵技術改造，安裝4臺35．9MW熱泵，利用采暖抽汽作為熱泵的驅動熱源，高旁蒸汽作為該泵的備用驅動熱源，回收一臺發電機組的循環水余熱，用于對外供熱。熱泵設計提取循環水余熱熱量59．14MW，熱泵機組余熱水進水溫度38℃，出水溫度31．5℃;熱泵機組熱網水進口溫度55℃，出口溫度68℃，余熱水流量8120t/h，熱網循環水流量9500t/h。項目實施后，全年可節約標煤約1．3萬噸，取得顯著的經濟效益。
3．4汽輪機本體節能提效改造應用
對于新投產機組，大多數汽輪機考核試驗熱耗高于設計熱耗，主要原因在于理論設計與實際產品之間的差距、汽輪機動、靜部件的制造加工誤差、安裝間隙裕量過大等。因此對于此類汽輪機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。汽輪機設計思想與實際運行工況往往嚴重不符影響，調節級設計噴嘴面積過大是普遍現象，同時汽輪機噴嘴組還可能存在噴嘴與動葉動靜匹配較差問題，將導致靜葉出口汽流不能以最佳方式進入動葉做功，使流動阻力增加，降低流動效率等問題。這些問題將嚴重影響汽輪機在常規運行工況的經濟性，需要進行調節級噴嘴改造。雙鴨山熱電有限公司1號機組投運以來，機組熱耗值長期高于設計值150kJ/(kWh)以上，運行經濟性較差，針對此問題，該企業于2015年對1號機組進行了刷式汽封和噴嘴改造。改造對全部汽封進行了更換，其中52圈汽封改為刷式汽封，同時對汽封間隙進行了按照下限值減調整0．20mm進行了調整。在對調節級噴嘴改造時，將噴嘴面積由218．57cm2縮小至163．95cm2。改造后，試驗熱耗率較修前降低162．63kJ/(kWh)，基本實現達設計值。3．5冷卻水塔填料非等高布置優化技術應用傳統冷卻塔運行中存在填料分布和填料空氣動力場匹配不當的問題，使得外圍進塔空氣的吸熱吸濕能力未能充分利用，影響到外圍循環水的進一步冷卻;同時內圍存在空氣不足的問題，影響到內圍循環水的冷卻。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，根據塔內空氣動力場的分布規律，將塔內面積分成內區，外區兩個區域，不同的區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，內圍水溫較高，空氣流速較低，空氣的吸濕吸熱較差，采用非等高布置優化技術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，未充分考慮到塔內空氣流場的不平衡性，原冷卻水塔幅高為10℃，高于達標值3℃。2015年進行了1號冷卻水塔整體優化，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、根據塔內空氣動力場的分布規律，通過非等高不同片距布置優化，將塔內面積分成內、外區兩個區域，內區高度為1．0m，外區高度1．25m。改造后，冷卻水塔幅高7．5℃，降低2．5℃。
4結語
當前火電廠節能減排水平整體逐年提升，但潛力仍然較大，建議火電企業首先通過試驗手段做好機組能耗評估，根據評估結果有針對性的實施優化改造項目;同時要加強同區域、同類型機組對標，及時發現能耗提升空間;此外要關注新技術應用和加強技術攻關，突破指標瓶頸，保證火電廠能耗水平持續優化。
參考文獻:
［1］王嬌玲．熱工自動控制在發電廠節能減排中的作用［J］．科技創新與應用，2016(34)．
［2］黃舟萍．關于電力節能減排問題的思考［J］．西部皮革，2016(06)．
【火力發電廠能耗管理及節能技術探討論文】相關文章：
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