火力發(fā)電廠節(jié)能措施簡析

【內(nèi)容摘要】本專題闡述了火力發(fā)電廠的幾種節(jié)能措施，節(jié)煤，選擇亞臨界抽汽機(jī)組進(jìn)行集中供熱比當(dāng)?shù)叵嗤菔羌兡龣C(jī)組相比節(jié)能效果明顯。節(jié)油，本工程鍋爐擬采用等離子點(diǎn)火及穩(wěn)燃系統(tǒng)。節(jié)水，循環(huán)水多處利用，污廢水處理合理可好，減少除灰輸煤系統(tǒng)耗水量。選擇節(jié)能設(shè)備及材料，選擇合理的工藝系統(tǒng)。下階段對主要設(shè)備采用變頻或調(diào)速，采用綠色照明技術(shù)，對于通風(fēng)、制冷及空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗措施，電廠建筑，總體規(guī)劃，提高電廠總體節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：煤耗、油耗、水耗、廠用電率

中圖分類號：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-198X（2015）7（c）-0000-00

引言：本工程根據(jù)電力和城市熱力規(guī)劃，結(jié)合交通和城市污水處理廠布局等因素，爭取采用單機(jī)容量300MW以上的環(huán)保節(jié)能發(fā)電機(jī)，建設(shè)大型發(fā)電供熱兩用電站?！钡慕ㄔO(shè)方針，滿足中山火電廠廠址周圍集中供熱需要，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，改善環(huán)境質(zhì)量。

1.工程概況

本期工程位于中山市，擴(kuò)建2×300MW熱電聯(lián)產(chǎn)抽汽凝汽式燃煤機(jī)組。循環(huán)水采用帶冷卻塔的二次循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；生活飲用水采用市政供水供熱范圍將主要考慮供熱區(qū)域內(nèi)工業(yè)用熱或用冷量較大且較為集中的區(qū)域，同時兼顧有效供熱半徑內(nèi)其它較為分散的用熱需求，以最大限度滿足供熱片區(qū)內(nèi)工業(yè)用熱需求。除灰系統(tǒng)擬采用灰渣分除，干灰干排的方式，干灰粗、細(xì)分貯， 煤渣采用機(jī)械除渣方案，灰渣考慮以綜合利用為主。

2.本工程設(shè)計所采取的節(jié)能措施及效果

2. 1 節(jié)煤

本工程機(jī)組選擇亞臨界抽汽機(jī)組比當(dāng)?shù)叵嗤菔羌兡龣C(jī)組相比節(jié)能效果明顯。

分散供熱鍋爐總效率包括鍋爐熱效率和自用電量、汽量的影響；綜合取值按照65%考慮，管道效率80%計算，采用集中供熱后，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤28.27×104t。

2.2節(jié)油

按相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，在燃煤較易點(diǎn)火時，采用等離子點(diǎn)火裝置可實(shí)現(xiàn)分部試運(yùn)和聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)期間“零油耗”。本工程鍋爐點(diǎn)火系統(tǒng)若采用等離子點(diǎn)火裝置，且因燃煤點(diǎn)火特性屬極易，故本工程可以實(shí)現(xiàn)分部試運(yùn)及聯(lián)合啟動階段實(shí)現(xiàn)“零油耗”。

2.3節(jié)水

為達(dá)到最大限度地節(jié)約用水的目的，本工程采用了以下節(jié)水措施。

（1） 一水多用。一是回收大部發(fā)分工業(yè)用水作為循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)給水；二是將循環(huán)水系統(tǒng)中的排污水大部分作為渣水系統(tǒng)的補(bǔ)給水、輸煤系統(tǒng)的抑塵用水、貯灰場的噴灑水、脫硫系統(tǒng)的工藝用水。

（2） 全廠各類廢水處理后綜合利用

生活污水經(jīng)處理后排入工業(yè)廢水清凈水池；鍋爐補(bǔ)給水的廢水和含油廢水處理后也進(jìn)入工業(yè)廢水清凈水池，作為輸煤系統(tǒng)沖洗和除塵用水，脫硫廢水及含煤廢水處理后作為干灰調(diào)濕用水。

（3） 中央空調(diào)系統(tǒng)采用風(fēng)冷機(jī)組，節(jié)約用水。

（4） 采用干除灰系統(tǒng)，可以避免大量除灰用水進(jìn)入灰場而引起的蒸發(fā)損失，有效地減少了除灰系統(tǒng)的耗水量，從而減少全廠的補(bǔ)給水量。

（5） 輸煤系統(tǒng)嚴(yán)格按照規(guī)程要求計算沖洗噴淋水量，同時優(yōu)化系統(tǒng)減少了輸煤構(gòu)筑物面積。這樣一方面減少了輸煤系統(tǒng)防塵沖洗水量，另一方面減少了輸煤系統(tǒng)運(yùn)行排放水量。

（6） 生活給水系統(tǒng)采用節(jié)水型衛(wèi)生器具。

（7） 采用經(jīng)濟(jì)合理可靠的污廢水處理工藝。全廠污廢水處理工藝力求可靠，并有實(shí)績。在滿足環(huán)保要求排放標(biāo)準(zhǔn)的處理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，不增加更多的處理工藝和系統(tǒng)即可達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。

（8） 加強(qiáng)水務(wù)管理

在各供水系統(tǒng)的出水干管及主要用水支管上安裝水量計量裝置。必要時設(shè)調(diào)節(jié)和控制流量的裝置，并將廠區(qū)內(nèi)主要計量數(shù)據(jù)送到一個地點(diǎn)，進(jìn)行統(tǒng)計分析，以便有針對性的控制水量。

加強(qiáng)水務(wù)管理和節(jié)水的宣傳力度，提高全廠人員的節(jié)水意識，制定切實(shí)可行的規(guī)章制度，將水務(wù)管理作為電廠運(yùn)行考核的一項(xiàng)重要指標(biāo)，使各項(xiàng)節(jié)水措施最終得以落實(shí)。

2.4選擇節(jié)能設(shè)備及材料

（1） 選用國內(nèi)成熟的亞臨界抽汽供熱汽輪機(jī)，減小發(fā)電機(jī)組冷源損失，可大大提高整個機(jī)組的可用率和電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，減少電廠的供電煤耗以及供熱煤耗；

（2） 送風(fēng)機(jī)采用動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)， 引風(fēng)機(jī)采用靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，一次風(fēng)機(jī)推薦采用液力耦合器陪離心式風(fēng)機(jī)；不僅能提高運(yùn)行效率，而且大大節(jié)約廠用電，更增強(qiáng)了調(diào)峰運(yùn)行的能僅機(jī)組調(diào)試階段即可節(jié)省力；

（3） 采用內(nèi)置式除氧器，與常規(guī)除氧器及水箱相比，減少了排氣損失，蒸汽消耗量降低，提高了機(jī)組的熱效率，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用；

（4）凝汽器抽真空采用雙級水環(huán)式真空泵以降低功耗節(jié)省廠用電；

（5） 按照規(guī)程規(guī)范及國內(nèi)其他引進(jìn)設(shè)備電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，合理選擇輔機(jī)備用系數(shù)和電動機(jī)容量，降低廠用電率，避免大馬拉小車的浪費(fèi)現(xiàn)象；

（6） 各類水泵和風(fēng)機(jī)所配電動機(jī)均選用高效節(jié)能型，以降低廠用電，節(jié)約能源；

（7） 重視主要輔機(jī)分包商的選擇，要求其有良好運(yùn)行實(shí)績，以確保機(jī)組有較高的可靠性和可用率。

（8）對流量變化大的泵及風(fēng)機(jī)，采用變頻或調(diào)速裝置，提高設(shè)備的變工況能力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

（9） 對主場房公共服務(wù)水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，盡量采用循環(huán)水不升壓直接冷卻的方式，減小開式水升壓泵容量，降低廠用電。

（10） 對供水系統(tǒng)進(jìn)行綜合優(yōu)化計算， 從而確定了最佳的凝汽器面積、冷卻倍率、水泵運(yùn)行方式和進(jìn)排水管徑的經(jīng)濟(jì)配置；

2.5 選擇合理工藝系統(tǒng)

（1） 制粉系統(tǒng)采用中速磨配正壓冷一次風(fēng)機(jī)直吹式系統(tǒng)，系統(tǒng)簡單，運(yùn)行可靠，設(shè)備故障率低，制粉電耗低，可提高整個機(jī)組的可用率和電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性；

（2）煙、風(fēng)煤粉管道布置進(jìn)行優(yōu)化，減少局部阻力損失，節(jié)約電耗；

（3）減小點(diǎn)火助燃油系統(tǒng)設(shè)計容量、供油泵容量以及燃油儲罐容量，以達(dá)到節(jié)能目的；

（4）選擇密封效果好和壽命長的鍋爐空氣預(yù)熱器，減少漏風(fēng)，保證鍋爐性能，并在此基礎(chǔ)上，適度減小一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量的設(shè)計裕量，進(jìn)一步提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行調(diào)節(jié)效率，降低能耗；

（5） 除塵與脫硫采用島式集中布置。分別采用雙室兩電場預(yù)靜電除塵器及煙氣循環(huán)流化床干法脫硫配脫硫布袋除塵器。除塵由普遍采用的雙室四電場或五電場改為雙室兩電場加脫硫后布袋除塵器，大大減少設(shè)備投資及除塵電耗。干法脫硫系統(tǒng)較為簡單，設(shè)備少，大的用電設(shè)備更少。且干法脫硫后排煙溫度較高，不需要濕法脫硫的GGH，減少了脫硫用電。此外，由于采用島式布置，減少了占地及煙道長度，降低了煙氣阻力，相應(yīng)的降低了引風(fēng)機(jī)的電耗。

（6） 采用膠球清洗裝置， 以保證凝汽器的清潔度， 從而使汽輪機(jī)的效率經(jīng)常保持在最佳狀態(tài)。

（7）回用水管道選用鋼塑復(fù)合管，內(nèi)壁光滑、輸送阻力小、水力特性好，降低水泵揚(yáng)程和能耗；

（9）在汽水管道設(shè)計中，管道的流速選擇范圍符合現(xiàn)行規(guī)范，相應(yīng)的流體壓降小于允許值；

（10）熱力系統(tǒng)中設(shè)置了本體疏水?dāng)U容器、疏水?dāng)U容器、疏水箱，可回收工質(zhì)，充分利用熱源。

（11）在管道設(shè)計中采用動力特性良好、流態(tài)分布均勻的管件及布置方式；

（12）回用水管道選用鋼塑復(fù)合管，內(nèi)壁光滑、輸送阻力小、水力特性好，降低水泵揚(yáng)程和能耗。

2. 6減少設(shè)備和建筑物散熱損失

選用性能良好的設(shè)備保溫材料，嚴(yán)格按要求施工，以減少設(shè)備熱量損失，同時改善運(yùn)行環(huán)境。常規(guī)設(shè)計保溫外壁溫度選取50℃，熱量浪費(fèi)較大，可以將外壁溫度適當(dāng)降低，增加保護(hù)層厚度，從長遠(yuǎn)來看，雖然一次性投資增加，但節(jié)能效果顯著。

2. 7其他節(jié)能降耗措施

（1） 改進(jìn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，妥善處理建筑體型和朝向，充分利用自然光源。

（2） 建筑物設(shè)計充分考慮天然采光和自然通風(fēng)，盡量減少人工照明和機(jī)械通風(fēng)。

3 下階段節(jié)能設(shè)想

3.1對連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備采用變頻或調(diào)速裝置的初步設(shè)想

（1）在初設(shè)階段對采用離心式風(fēng)機(jī)加變頻調(diào)速裝置或采用動葉可調(diào)式軸流式風(fēng)機(jī)，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選用經(jīng)濟(jì)、合理的風(fēng)機(jī)配置。

（2）在初設(shè)階段對采用3臺50%容量的電動調(diào)速給水泵與采用2臺50%容量汽動給水泵配套30%容量的電動給水泵方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，選用本工程合理的給水泵配置方案，提高節(jié)電效果。

（3）供油泵采用變頻調(diào)節(jié)，可節(jié)電20%左右。

（4）兩臺凝結(jié)水泵可采用變頻器，每臺機(jī)組可節(jié)電約300-500kW/h。

（5）選用性能良好的保溫材料并嚴(yán)格按要求施工，以減少熱量損失，同時改善運(yùn)行環(huán)境。常規(guī)設(shè)計保溫外壁溫度選取50℃，熱量浪費(fèi)較大，可以將外壁溫度適當(dāng)降低，增加保護(hù)層厚度，從長遠(yuǎn)來看，雖然一次性投資增加，但節(jié)能效果顯著。

3.2采用綠色照明技術(shù)如高效率照明燈具、長壽命的電光源、節(jié)能燈用電器附件等設(shè)想

3.3對于通風(fēng)、制冷及空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗措施的初步設(shè)想

施工圖設(shè)計階段，進(jìn)行熱負(fù)荷和逐項(xiàng)逐時的冷（熱）負(fù)荷計算；采用優(yōu)良的保溫材料。

3.3.1 通風(fēng)

汽機(jī)房通風(fēng)采用自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)結(jié)合的通風(fēng)方式，排風(fēng)以屋頂通風(fēng)器自然排風(fēng)為主，輔以少量屋頂風(fēng)機(jī)做機(jī)械排風(fēng)。過渡季、夏季的多數(shù)時間靠屋頂通風(fēng)器自然排風(fēng)。在部分時間氣溫較高，僅靠熱壓做為動力；屋頂通風(fēng)器不能滿足通風(fēng)要求時，開啟屋頂風(fēng)機(jī)機(jī)械排風(fēng)，以使中央框架區(qū)域的氣溫能滿足要求。

在通風(fēng)能滿足電氣房間規(guī)定的要求時，不設(shè)降溫設(shè)施；

3.3.2制冷

空調(diào)（降溫）系統(tǒng)的冷源應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)的條件確定，并應(yīng)優(yōu)先采用深井水或其他天然冷源；無深井水或其他天然冷源可利用時，優(yōu)先采用風(fēng)冷式冷水機(jī)組或自帶冷源的屋頂式風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組。

當(dāng)采用風(fēng)冷式冷水機(jī)組或自帶冷源的屋頂式風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組時，機(jī)組可根據(jù)負(fù)荷的需要，或減少或增加；每臺機(jī)組能進(jìn)行10%-100%調(diào)節(jié)。

3.3.3空調(diào)系統(tǒng)

冬季、夏季在滿足規(guī)范和工藝要求的前提下，采用最小新風(fēng)量。過渡季節(jié)，根據(jù)室外溫度大量使用新風(fēng)，以便最大限度的節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用和能源。

3.3.4空調(diào)系統(tǒng)自控

空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置自動控制系統(tǒng)，空調(diào)自控系統(tǒng)不但可保證系統(tǒng)在設(shè)計狀態(tài)下正常運(yùn)行，還可避免系統(tǒng)出現(xiàn)“過冷”和“過熱”等浪費(fèi)能量的現(xiàn)象?？刂苾?nèi)容包括溫濕度控制、新風(fēng)量控制、運(yùn)行和備用設(shè)備的啟停、故障報警以及冷水、熱水、蒸汽加濕系統(tǒng)的各項(xiàng)節(jié)能運(yùn)行等。

3.4電廠建筑節(jié)能原則及措施

3.4.1 注重廠區(qū)總體規(guī)劃，提高電廠總體節(jié)能措施

對全廠建筑進(jìn)行總體規(guī)劃時，建筑之間應(yīng)保持合理間距，以利廠區(qū)自然通風(fēng)。對于電廠內(nèi)設(shè)置有采暖或集中空調(diào)系統(tǒng)的建筑規(guī)劃布局，應(yīng)根據(jù)地方氣候特點(diǎn)，因地制宜，使建筑物的布局和平面布置有利于日照、采光和自然通風(fēng)，增加植被綠化，減少硬化地面，形成小區(qū)微氣候。

3.4.2 建筑熱工設(shè)計應(yīng)提高能源利用效率節(jié)約建筑空調(diào)能耗，改善并保證室內(nèi)環(huán)境。積極推廣使用建筑環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品的技術(shù)，提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能。

3.4.3 采用節(jié)能門窗，增加外窗的氣密性。在有空調(diào)要求的建筑采用密封門窗、保溫窗框和中空玻璃，以提高窗戶的氣密性及保溫隔熱性能。

3.4.4 在滿足使用凈空高度的前提下，減小層高，降低建筑能耗。廠房采用平開窗，組織氣流，自然流通，這種自循環(huán)降溫可以在很大程度上減少機(jī)械加熱、制冷所消耗的能量。

4. 結(jié)論

4.1 綜上所述，中山市屬能源調(diào)入城市，一次能源匱乏，二次能源生產(chǎn)相對不足。火電所需一次能源煤炭、成品油等均要從外地調(diào)入。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源也逐漸偏緊。因此，節(jié)能、節(jié)水是非常有必要的。

4.2 本工程采取了各項(xiàng)行之有效的節(jié)能、節(jié)水措施，執(zhí)行了國務(wù)院國發(fā)[2006]28號《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》及“發(fā)改能源[2004]864號”文規(guī)定的節(jié)能方針和政策。

4.3 下階段將繼續(xù)采取各種節(jié)能、節(jié)水措施，使本工程的節(jié)能、節(jié)水指標(biāo)更加先進(jìn)、合理。預(yù)期本工程將會實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)的多贏目標(biāo)，成為資源節(jié)約、環(huán)保型的現(xiàn)代化大型發(fā)電企業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

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2.《火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL5000；

3.《中小型三相異步電動機(jī)能效限定值及節(jié)能評價值》（GB/T186131-2002）；

4.《火力發(fā)電廠采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)程》（DL5035-2004）；

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6.《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）；

7.國家發(fā)改委令第40號《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2005年本）》