合同能源管理在火電廠冷卻塔改造中的實踐

尚海軍,王文生 ,謝天,李光宇，王浩，黃嘉駟

(1.西安熱工研究院有限公司,陜西 西安 730043;2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院,遼寧 沈陽 110006;3.華能鶴崗發(fā)電有限公司,黑龍江 鶴崗 154000)

合同能源管理在火電廠冷卻塔改造中的實踐

尚海軍1,王文生2,謝天1,李光宇3，王浩1，黃嘉駟1

(1.西安熱工研究院有限公司,陜西 西安 730043;2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院,遼寧 沈陽 110006;3.華能鶴崗發(fā)電有限公司,黑龍江 鶴崗 154000)

本文以某電廠冷卻塔節(jié)能改造為例，論述了合同能源管理在火電廠節(jié)能改造中的實施過程。通過項目可行性研究，預(yù)計該項目年節(jié)約標(biāo)煤2 177.3 t以上，項目實施后對其效果進行了節(jié)能評估驗證，證明年節(jié)約標(biāo)煤2 488.3 t，達到預(yù)期的節(jié)省煤耗的目標(biāo)，最后對合同能源管理的潛在風(fēng)險進行了分析。

合同能源管理;冷卻塔;節(jié)能評估;煤耗

合同能源管理(Energy Performance Contracting，EPC)作為一種新型的市場節(jié)能機制[1]，擺脫了單純依靠企業(yè)自有資金和技術(shù)推行節(jié)能工作的困境。EPC是20世紀(jì)70年代世界能源危機后在西方國家發(fā)展起來的，我國在1997年首次引入EPC[2]，2010年左右，隨著我國節(jié)能減排壓力增大，EPC投資增長迅速，近期投資額有所回落。

1 項目概況

某火力發(fā)電廠1#300 MW機組1997年投產(chǎn)，設(shè)計配套4 000 m2自然通風(fēng)逆流式冷卻塔。冷卻塔經(jīng)過多年運行，淋水填料破損堵塞，散熱面積減少，通風(fēng)阻力增大；同時噴濺裝置霧化效果惡化，淋水均勻性變差，直接影響淋水填料散熱效果；塔芯部件變形破損、堵塞，使冷卻塔配風(fēng)、配水極不均勻，導(dǎo)致冷卻塔出水溫度升高，影響機組經(jīng)濟運行。

西安西熱節(jié)能技術(shù)有限公司以節(jié)能分享型合同能源管理模式對冷卻塔進行了節(jié)能改造。

2 節(jié)能量評估

合同能源管理(EPC)實施前，西安熱工研究院對1#冷卻塔節(jié)能改造項目可行性進行了研究，2012年5月17日經(jīng)現(xiàn)場測試表明機組在負(fù)荷率80%情況下，冷卻塔冷卻幅高達12～15℃，循環(huán)水出塔溫度偏高4～7℃，該冷卻塔節(jié)能潛力較大。節(jié)能評估核算條件：

(1)該電廠地處我國東北極寒地區(qū)，冬季環(huán)境溫度低，故此期間不進行收益評價。改造后節(jié)能收益主要體現(xiàn)在每年5月中旬至9月中旬環(huán)境溫度較高的4個月份內(nèi)，期間機組出力系數(shù)高。故收益利用小時按2 880 h(4個月)核算。

(2)改造前冷卻塔冷卻幅高達12～15℃，1#機組長期運行統(tǒng)計的冷卻塔冷卻幅高在12℃以上，評估核算冷卻幅高取下限，按12℃核算。

(3)按國內(nèi)制造廠提供的排汽壓力對熱耗率修正曲線可知，300 MW機組排汽壓力每變化1 kPa，對熱耗率的修正量在0.7%～1%之間，因此對機組供電煤耗影響為2.3～3.3 g/(kW·h)。評估核算取下限，即汽輪機排汽壓力每降低1 kPa，將使機組供電煤耗下降2.3g/(kW·h)。

(4)按凝汽器特性曲線可知，循環(huán)水出塔溫度降低1℃，機組排汽壓力下降0.4 kPa。

若對冷卻塔實施節(jié)能改造，保守估計1#機組冷卻幅高低于8.5℃，出塔水溫下降4℃以上，年節(jié)約標(biāo)煤至少2 177.3 t，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1某電廠1#冷卻塔改造后收益評估

改造前冷卻幅高/℃121212改造后冷卻幅高/℃8．58．07．5冷卻水溫下降量/℃3．504．004．50排汽壓力下降量/kPa1．401．601．80供電煤耗下降量/g·(kW·h)-13．363．684．32運行小時數(shù)/h288028802880負(fù)荷率0．750．750．75電量/(億kW·h)6．486．486．48節(jié)煤量(標(biāo)煤)/t2177．32488．32799．4標(biāo)煤價格/元665665665收益/萬元144．8165．5186．2

3 改造方案及效果

針對1#機組冷卻塔運行現(xiàn)狀，提出節(jié)能改造方案，具體內(nèi)容：

(1)除水器改用BO160/45型高效節(jié)水型除水器；

(2)噴淋裝置改用TP-II型噴淋裝置[3];

(3)改用雙斜波高效填料，冷卻數(shù)Ω=1.92λ0.64，高度1 m[4]；

(4)填料托架改用H70型填料托架；

2012年8月對1#冷卻塔進行了節(jié)能改造，項目建設(shè)期為2個月。

2013年6月西安熱工研究院對1#冷卻塔改造效果進行了測試。測試在冷卻塔設(shè)計條件下(熱負(fù)荷80%以上)進行，冷卻塔冷卻幅高為8.0℃，較改造前幅高降低4℃，出塔水溫下降4℃，凝汽器真空可提高約1.6 kPa，機組供電煤耗下降3.7 g/(kW·h)，年節(jié)約標(biāo)煤至少2 488.3 t，冷卻塔改造后節(jié)能效果達到了預(yù)期目標(biāo)。

4 節(jié)能投資及回收

1#機組冷卻塔節(jié)能改造項目由西安西熱節(jié)能技術(shù)有限公司100%投資。本EPC項目節(jié)能效益按標(biāo)煤價格665元/t進行核算，年節(jié)能效益165.5萬元。在雙方約定的節(jié)能效益分享期內(nèi)，節(jié)能服務(wù)公司分享75% 的節(jié)能效益，電廠分享 25%，節(jié)能效益分享期為3年。

5 節(jié)能投資風(fēng)險

EPC模式作為一種新型的市場化節(jié)能投資機制，在我國的運作環(huán)境有待進一步完善。2010年國家連續(xù)發(fā)布了多個關(guān)于EPC的意見通知，電力行業(yè)EPC投資在2011年達到了高峰，投資額同比增長55%，2012年迅速滑落至11%，EPC發(fā)展模式遇到瓶頸[5]。節(jié)能服務(wù)公司在以合同能源管理模式進行運作應(yīng)防范以下幾點：

(1)近年來火力發(fā)電企業(yè)都進行了大量的節(jié)能改造工作，機組節(jié)能空間都比較小，EPC項目實施前，應(yīng)準(zhǔn)確評估項目實施后節(jié)能量，對節(jié)能技術(shù)風(fēng)險須深入評估，避免項目實施后沒有足夠的節(jié)能收益[6]。

(2)煤價波動對項目的節(jié)能投資效益沖擊較大，煤價下跌直接延長投資回收期而增加投資財務(wù)成本，在節(jié)能效益分享期內(nèi)，最好約定固定標(biāo)煤價格，避免煤價波動帶來的投資風(fēng)險。

(3)節(jié)能效益分享期盡量短，以減少投資財務(wù)成本和縮短投資回收期，以便減少與客戶在節(jié)能量等方面可能出現(xiàn)的糾紛。

(4)當(dāng)前的企業(yè)信譽環(huán)境也是EPC項目執(zhí)行的風(fēng)險之一，節(jié)能服務(wù)公司在項目初期對企業(yè)的信譽和財務(wù)狀況進行調(diào)查，避免因財務(wù)原因或其它借口拒付節(jié)能分享效益款[7]。

(5)國家對節(jié)能服務(wù)公司實施的EPC項目財政補貼和稅收優(yōu)惠政策不夠具體細(xì)致，盡管 (2010)110號文件中規(guī)定對節(jié)能服務(wù)公司在稅收等方面進行優(yōu)惠，但由于缺乏具體實施細(xì)則，在項目執(zhí)行過程中普遍很難落實。

[1]史俊奇,等.一種新型節(jié)能模式:合同能源管理[J].礦山機械,2008(2):42-44.

[2]Shi Xiaowen. Energy Performance Contracting Business opportunities would be infinite if the "two obstacles " were cracked[J].ELECTRICITY 2008(2):33-35.

[3]胡三季,等.自然通風(fēng)冷卻塔的節(jié)能改造[J].熱力發(fā)電.2004(12):44-47.

[4]胡三季,等.不同高度淋水填料的熱力及阻力性能試驗[J].工業(yè)用水及廢水,2005(2):76-78.

[5]常東鋒,等.合同能源管理在發(fā)電行業(yè)中節(jié)能降耗中的應(yīng)用現(xiàn)狀及建議[C].西安：中國電機工程學(xué)會火力發(fā)電分會:發(fā)電企業(yè)節(jié)能減排技術(shù)論壇論文集,2013:130-134.

[6]王婷,等.合同能源管理項目的風(fēng)險評估[J].電力需求側(cè)管理,2007(5):24-26.

[7]王樹茂.合同能源管理在我國的發(fā)展和存在的問題[J].中國能源,2008(2):21-23.

PracticeofEnergyPerformanceContractingintheEnergySavingTransformationofThermalPowerPlantCoolingTower

SHANGHai-jun1，WANGWen-sheng2，XieTian1，LIGuang-yu3，WANGHao1，HUANGJia-si1

(1.XianThermalPowerResearchInstituteCo. ,Ltd. ,Xi’an730043,China;2.ElectricPowerResearchInstituteofStateGridLiaoningElectricPowerCo.,Ltd. ,Shenyang110006,China;3.HuanengHegangPowerGenerationCo. ,Ltd. ,Hegang154000,China)

Taking the energy saving transformation of one thermal power plant cooling tower for example, the paper provides a brief introduction of (Energy Performance Contracting，EPC)practice. The evaluation indicates that at least 2 177.3 tons standard coal can be saved every year. After testing and energy saving evaluation, the projection saves 2 488.3 tons standard coal every year. Energy saving transformation achieved the goal of coal consumption. At last, the paper points out the risk of EPC.

EPC;cooling tower;energy saving evaluation;coal consumption

2014-04-29修訂稿日期2014-07-17

尚海軍(1973～),男，碩士，高級工程師，主要從事火電廠熱力設(shè)備節(jié)能改造技術(shù)研究。

TK01+8

A

1002-6339 (2014) 06-0545-03