電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能減排策略探討

[摘 要] 為了提高火力發(fā)電廠整體優(yōu)化運(yùn)行及其管理水平，達(dá)到節(jié)能減排的目的，對(duì)電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能減排策略進(jìn)行探討，符合國(guó)家能源戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)的需求。

[關(guān)鍵詞] 節(jié)能減排 火電機(jī)組 策略 能源

一、引言

國(guó)務(wù)院總理溫家寶2007.4.25日在主持召開的國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議上，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了節(jié)能減排工作對(duì)中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要意義。此外，溫總理在全國(guó)節(jié)能減排工作電視電話會(huì)議上指出，必須把節(jié)能減排作為當(dāng)前加強(qiáng)宏觀調(diào)控的重點(diǎn)，要正確處理經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度和節(jié)能減排的關(guān)系，真正把節(jié)能減排作為硬任務(wù)，使經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)建立在節(jié)約能源資源和保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上。

目前我國(guó)能源的利用效率較低，且一次能源消費(fèi)中以煤為主，煤炭的大量消費(fèi)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。作為國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展的11個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域之首的能源領(lǐng)域，發(fā)展思路是堅(jiān)持節(jié)能優(yōu)先，以降低單位GDP的能耗。

提高能源利用率是我國(guó)“十一五”規(guī)劃及長(zhǎng)期的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)，電力行業(yè)節(jié)能降耗潛力十分巨大。近年來，盡管節(jié)能降耗工作取得了較大成效，一些行業(yè)的能耗持續(xù)下降。但與世界先進(jìn)水平相比，我國(guó)能源利用效率仍然較低。電力行業(yè)火電供電煤耗高出1/5。綜觀全國(guó)已投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組供電煤耗值，與世界先進(jìn)水平相比相差約60克/千瓦時(shí)，也就是說，按世界先進(jìn)水平，目前我國(guó)一年發(fā)電多耗原煤約1.1億噸。能源效率低既是我國(guó)能源發(fā)展中的突出問題，也是節(jié)約能源的潛力所在。

二、策略探討

面對(duì)市場(chǎng)的開放，上網(wǎng)電價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)，發(fā)電廠應(yīng)降低運(yùn)行成本，以最少的投入，獲得最大的收益。為了提高火力發(fā)電廠整體優(yōu)化運(yùn)行及其管理水平，滿足電力需求不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，同時(shí)節(jié)約成本使企業(yè)從“競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”中取勝，對(duì)電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能減排策略進(jìn)行了如下探討：

1.以提高火電機(jī)組整體優(yōu)化運(yùn)行及其管理水平為目標(biāo)，以降低煤耗為主要目的，通過對(duì)全廠機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與診斷、經(jīng)濟(jì)性能分析、系統(tǒng)優(yōu)化控制，達(dá)到提升機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)、節(jié)約能源、改善環(huán)境的目的。

2.加快發(fā)展電力工業(yè)的同時(shí)，必須把提高能源利用率和防治污染放在重要位置。為了使電站始終保持最佳燃燒效率及最低污染排放物， 必須保證機(jī)組無論是在標(biāo)稱模型下，還是存在模型不確定性時(shí)均閉環(huán)穩(wěn)定，并具有良好的控制品質(zhì)，即機(jī)組能迅速適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的變化，同時(shí)機(jī)前壓力的變化不超出允許的范圍。

3.設(shè)計(jì)有效的火電單元機(jī)組非線性協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)提出利用和開發(fā)非線性特性來改造常規(guī)PID控制器，以提高控制系統(tǒng)性能，使煤高效、潔凈地利用，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

4.通過減少煤炭的消耗量來提高火電廠的發(fā)電效率，同時(shí)也可以降低污染物的排放。在火電機(jī)組中推廣使用性能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了一種基于離散坐標(biāo)法描述鍋爐內(nèi)熱流密度時(shí)空分布特性的新方法，應(yīng)用火焰動(dòng)態(tài)計(jì)算模型，分析火焰中心、爐膛結(jié)渣和高溫腐蝕問題，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行條件優(yōu)化；同時(shí)將國(guó)際先進(jìn)的IAPWS-97水和水蒸氣物性計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于q-γ-τ狀態(tài)方程內(nèi)，構(gòu)建全面反映火電機(jī)組熱力性能特點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行機(jī)組性能和耗差分析計(jì)算；另外在現(xiàn)有電廠信息化管理系統(tǒng)中，率先引入機(jī)組運(yùn)行性能管理模塊，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)性能管理功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組性能問題，并提出解決措施，逐步建立起機(jī)組應(yīng)用性能的對(duì)標(biāo)考核制度。

5.研究確定鍋爐燃燒穩(wěn)定性系數(shù)，判明不充分燃燒區(qū)域分布狀況，通過最佳風(fēng)煤配比指導(dǎo)燃燒調(diào)整操作；集成多家電廠及運(yùn)行專家的經(jīng)驗(yàn)，通過主題詞及特征參數(shù)的提取，快速檢索類似性能故障，通過網(wǎng)絡(luò)討論集采總長(zhǎng)形成電廠專有的性能知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)。

6.國(guó)家為了提高能源的利用率，需要對(duì)電廠的運(yùn)行性能進(jìn)行在線控制和優(yōu)化控制，在大型火電廠建設(shè)時(shí)，強(qiáng)制要求必須同時(shí)建設(shè)廠級(jí)運(yùn)行性能在線診斷及優(yōu)化控制系統(tǒng)。

7.提高機(jī)組的通流效率，降低低壓缸的排汽壓力(提高真空)、再熱器減溫水量及減少系統(tǒng)的內(nèi)外泄漏等都會(huì)顯著提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，降低供電煤耗率。機(jī)組供電煤耗越低、管理水平越高，變動(dòng)成本就會(huì)控制得越好.為了占領(lǐng)市場(chǎng).競(jìng)價(jià)過程中就可以報(bào)出較低的價(jià)格;而成本較高、煤耗較高、管理不善的企業(yè).在競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì).最終可能會(huì)因成本高而退出競(jìng)爭(zhēng).這實(shí)際上就是一個(gè)優(yōu)勝劣汰的過程，而產(chǎn)能富余是真正形成電力市場(chǎng)、充分競(jìng)爭(zhēng)的前提。

8.通過對(duì)機(jī)組設(shè)備日常運(yùn)行狀況、運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，在確保機(jī)組安全的前提下，有針對(duì)性地進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整試驗(yàn)，確定機(jī)組運(yùn)行的基礎(chǔ)工況和基準(zhǔn)參數(shù)，同樣可提高機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，降低供電煤耗率。此外，還可為實(shí)現(xiàn)機(jī)組性能的在線監(jiān)測(cè)和優(yōu)化運(yùn)行管理提供必要的依據(jù)。

三、結(jié)論

我國(guó)政府已經(jīng)確定在“十一五”期間單位GDP能耗降低20%左右和主要污染物排放減少10%的目標(biāo)。但是，2006年未能實(shí)現(xiàn)年初確定的節(jié)能減排目標(biāo)。今年一季度，中國(guó)經(jīng)濟(jì)同比增長(zhǎng)11.1%，而電力消耗卻增長(zhǎng)了14.9%；同時(shí)，全面落實(shí)差別電價(jià)政策，提高高耗能產(chǎn)品差別電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。鼓勵(lì)地方在國(guó)家政策的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高差別電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大實(shí)施范圍。從今年起，中國(guó)將全面實(shí)施節(jié)能減排重點(diǎn)工程，著力抓好節(jié)約和替代石油、燃煤鍋爐改造、熱電聯(lián)產(chǎn)、建筑節(jié)能等十項(xiàng)重點(diǎn)節(jié)能工程，預(yù)計(jì)今年可節(jié)約5000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

參考文獻(xiàn):

[1]馬 凱:節(jié)能降耗是緩解資源約束的根本出路， http://news.sohu.com/ 20061101/n246140679.shtml

[2]江 浩 劉 琦:火力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)研究[R].國(guó)電熱工研究院，2003.

[3]國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部，當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南，1997/7

[4]江 浩 羅春雷 劉勇先 居文平 劉 琦:火電機(jī)組節(jié)能降耗分析及研究[J].熱力發(fā)電，2004(06)