瞄準(zhǔn)節(jié)能增效 堅(jiān)持綠色環(huán)保助推可持續(xù)發(fā)展

李正高

華電江蘇能源有限公司句容發(fā)電廠

1 基本概況

句容發(fā)電廠一期工程1號(hào)、2號(hào)機(jī)組為國產(chǎn)1 000 MW超超臨界壓力燃煤發(fā)電機(jī)組，三大主機(jī)為東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司、上海電氣集團(tuán)公司。鍋爐型號(hào)：DG3024/28.35-Ⅱ1型，超超臨界變壓運(yùn)行直流爐，單爐膛、一次中間再熱、前后墻對沖燃燒方式，正壓冷一次風(fēng)機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)。汽輪機(jī)型號(hào)：N1030-27/600/600 （TC4F），超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓凝汽式，八級回?zé)岢槠?。機(jī)組設(shè)置一套40%BMCR容量的高壓和40%BMCR+高旁噴水量容量低壓兩級串聯(lián)汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)。

1號(hào)、2號(hào)機(jī)組2013年實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。設(shè)備國產(chǎn)化率97%以上，獲多項(xiàng)國家技術(shù)專利和科技進(jìn)步獎(jiǎng)，被國家能源局評為首批超（超）臨界火電機(jī)組關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化示范工程，2015年12月獲得國家優(yōu)質(zhì)工程金質(zhì)獎(jiǎng)。

二期擴(kuò)建工程規(guī)劃建設(shè)2×1 000 MW超超臨界燃煤機(jī)組，目前已進(jìn)入設(shè)備安裝階段，預(yù)計(jì)2018年下半年實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。

2 機(jī)組投產(chǎn)以來能耗顯著下降

2013年一期工程1號(hào)、2號(hào)機(jī)組投產(chǎn)后，當(dāng)年即實(shí)現(xiàn)盈利，完成發(fā)電量35.28億kWh，綜合供電煤耗287.32 g/kWh，綜合廠用電率5.36%，實(shí)現(xiàn)利潤2.51億元。

2014年轉(zhuǎn)入全面正常生產(chǎn)運(yùn)營，完成電量123.94億kWh、綜合供電煤耗283.55 g/kWh，累計(jì)完成綜合廠用電率4.797%。發(fā)電量、發(fā)電小時(shí)在江蘇省17臺(tái)同類機(jī)組中名列第二，被評為電力安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化一級企業(yè)，獲得集團(tuán)公司四星級企業(yè)稱號(hào)。2015年完成發(fā)電量122億kWh，利用小時(shí)數(shù)6 100 h，在江蘇省同類型機(jī)組中排名第一；供電煤耗279.18 g/kWh，同比下降3.3g/kWh，華電集團(tuán)同類型機(jī)組中排名第一；廠用電率4.26%，同比下降0.18%。

2016年兩臺(tái)1 000 MW超超臨界機(jī)組完成超低排放技改工程，並全部達(dá)標(biāo)。年完成發(fā)電量116億kWh，供電煤耗278.51 g/kWh，同比下降0.67g/kWh，廠用電率4.19%，同比下降0.07%。2016年1號(hào)機(jī)組被江蘇電力行業(yè)協(xié)會(huì)授予能效對標(biāo)標(biāo)桿機(jī)組，獲得華電集團(tuán)標(biāo)桿機(jī)組稱號(hào)，國資委系統(tǒng)百萬機(jī)組能效指標(biāo)體系中排名第一。

2017年累計(jì)完成發(fā)電量110.88億kWh，完成供電煤耗為278.0 g/kWh，完成廠用電率4.437%。2號(hào)機(jī)組被命名為集團(tuán)公司2017年度1 000 MW等級超臨界標(biāo)桿機(jī)組。

3 注重優(yōu)化設(shè)計(jì) 為節(jié)能環(huán)保奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

認(rèn)真貫徹落實(shí)《中國華電集團(tuán)公司燃煤火電工程建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新及節(jié)能減排設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)施意見》，將傳統(tǒng)模式下的“生產(chǎn)基建期”上升為“運(yùn)營準(zhǔn)備期”，對節(jié)能減排工作早部署、早安排、早行動(dòng)。

3.1 優(yōu)化主要設(shè)備選型

一期設(shè)備選型，三大主機(jī)選擇效能最優(yōu)的東方鍋爐+上海汽輪機(jī)+上海發(fā)電機(jī)組合。

輔機(jī)選擇，綜合考慮前期投入與后期性能，合理選擇輔機(jī)備用系數(shù)和電動(dòng)機(jī)容量，突出效率至上，通過輔機(jī)選型優(yōu)化，廠用電率降低0.359%。

3.2 設(shè)計(jì)優(yōu)化

將設(shè)計(jì)優(yōu)化作為后期穩(wěn)產(chǎn)增效、提升企業(yè)競爭力重要抓手，一期工程建設(shè)過程中，堅(jiān)持精細(xì)設(shè)計(jì)、效益優(yōu)先，廣泛調(diào)研收資，加強(qiáng)與電力設(shè)計(jì)院溝通協(xié)調(diào)，進(jìn)行了大量創(chuàng)新和優(yōu)化，使機(jī)組的設(shè)計(jì)供電煤耗、廠用電率、熱耗率等重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)顯著下降，為投運(yùn)后的節(jié)能減排工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)（見表1）。

表1 優(yōu)化前后指標(biāo)參數(shù)對比

主要設(shè)計(jì)優(yōu)化項(xiàng)目：

（1）提高主蒸汽參數(shù)。將主蒸汽參數(shù)由26.5MPa提高至27 MPa，蒸汽流量由原來的3099.82t/h變?yōu)? 024 t/h，熱耗降低了14kJ/kWh，相當(dāng)于減少煤耗0.50 g/kWh。

（2）四大管道優(yōu)化。通過優(yōu)化管道規(guī)格和彎頭改彎管技術(shù)，系統(tǒng)管道阻力壓降由7.3%下降為6%，節(jié)省約1 246萬元，機(jī)組熱耗降低11 kJ/kWh，年節(jié)約標(biāo)煤約4 200t。

（3）冷端優(yōu)化。采用一機(jī)配置三臺(tái)循環(huán)泵（兩臺(tái)變速泵）方案，每臺(tái)凝汽器面積增加3 000m3，凝汽器年平均背壓降低0.21 kPa，熱耗約降低7 kJ/kWh，供電煤耗下降0.26 g/kWh，廠用電率降0.087%。同時(shí)技術(shù)可靠成熟、系統(tǒng)控制簡單、適應(yīng)了不同季節(jié)的運(yùn)行工況。

（4）設(shè)置煙氣余熱換熱器。利用鍋爐尾部煙氣余熱加熱凝結(jié)水，以回收煙氣余熱，降低供電煤耗約1.5 g/kWh，2臺(tái)機(jī)每年可節(jié)省燃料約16500 t，同時(shí)每年減少CO2排放量15 000 t、SO2排放量51.9 t、節(jié)省脫硫島用水27.5萬t。

（5）設(shè)置鄰爐加熱系統(tǒng)。采用鄰機(jī)來汽加熱2號(hào)高加給水，提高給水溫度，改善爐內(nèi)工作環(huán)境提高燃燒效率。

（6）密封技術(shù)綜合運(yùn)用。小汽機(jī)采用蜂窩密封技術(shù)，機(jī)組熱耗降低2 kJ/kWh，相當(dāng)于供電煤耗下降約0.07 g/kWh，年節(jié)約用煤0.08萬t；空預(yù)器采用柔性全接觸式密封技術(shù)，漏風(fēng)率5%；爐頂采用動(dòng)態(tài)密封技術(shù)，有效減少爐頂?shù)纳釗p失，提高鍋爐效率。

（7）引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)合并。國內(nèi)首創(chuàng)3×35%靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)配置技術(shù)，解決機(jī)組低負(fù)荷風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低的難題，廠用電率下降0.02%。該技術(shù)為國內(nèi)首次運(yùn)用，獲國家實(shí)用新型專利、專有技術(shù)授權(quán)，及中國電力建設(shè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。

（8）優(yōu)化鍋爐蒸汽流量計(jì)算原則。結(jié)合供電市場實(shí)際情況，VWO工況蒸汽流量調(diào)整為下限1.03倍的TMCR流量計(jì)算，并按此原則進(jìn)行輔機(jī)選型，配套輔機(jī)的容量相應(yīng)減小，以降低廠用電率，廠用電率下降0.078%。

（9）煙風(fēng)系統(tǒng)阻力優(yōu)化。通過詳細(xì)計(jì)算煙風(fēng)阻力，改進(jìn)空預(yù)器、爐頂密封工藝；優(yōu)化計(jì)算鍋爐本體阻力，風(fēng)機(jī)電機(jī)選型進(jìn)一步減小，風(fēng)機(jī)運(yùn)行更加節(jié)能、高效；結(jié)合鍋爐蒸汽流量優(yōu)化、引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)配置優(yōu)化，廠用電率與初設(shè)相比下降了0.54%。

（10）采用三室五電場電除塵器，末級采用移動(dòng)電極，除塵效率高達(dá)99.9%。同時(shí)，電除塵器采用高頻電源，年節(jié)約用電約440萬kWh。

（11）凝泵優(yōu)化。凝結(jié)水系統(tǒng)采用2×100%容量凝泵，配一臺(tái)公用變頻裝置，年節(jié)約廠用電量 103萬 kWh。

4 精益化管理運(yùn)行 把好經(jīng)濟(jì)運(yùn)行“生命線”

開展運(yùn)行精益化管理，做好運(yùn)行調(diào)整和優(yōu)化工作：

（1）加強(qiáng)運(yùn)行指標(biāo)管理。選擇同區(qū)域、同類型、同生產(chǎn)條件可比的先進(jìn)機(jī)組作為標(biāo)桿，深化運(yùn)行對標(biāo)管理，強(qiáng)化重點(diǎn)指標(biāo)管控，通過抓指標(biāo)帶管理，對煤耗、廠用電率等重點(diǎn)指標(biāo)進(jìn)行攻關(guān)。

（2）加強(qiáng)燃燒調(diào)整和制粉系統(tǒng)優(yōu)化。抓好機(jī)組滑參數(shù)、負(fù)荷與氧量、負(fù)荷與一次風(fēng)壓關(guān)系這“三條曲線”的優(yōu)化，保證磨煤機(jī)進(jìn)口一次風(fēng)量和煤量 、配風(fēng)方式與運(yùn)行工況之間的“兩個(gè)匹配”，提高鍋爐效率。

（3）優(yōu)化磨煤機(jī)組運(yùn)行方式，維持磨煤機(jī)高出力運(yùn)行。800 MW負(fù)荷以下四臺(tái)磨組運(yùn)行，700MW負(fù)荷以下兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，降低電耗。

（4）汽泵替代電泵進(jìn)行機(jī)組啟停，節(jié)約廠用電。機(jī)組啟動(dòng)初期和滑停后期（300 MW負(fù)荷以下），保持一臺(tái)電泵備用，大大提升了機(jī)組啟停過程安全性和經(jīng)濟(jì)性。按機(jī)組啟停一次、電泵少用10 h計(jì)算，可節(jié)省廠用電4萬kWh。

（5）開展凝泵深度滑壓試驗(yàn)。機(jī)組負(fù)荷大于700 MW時(shí)，在保證除氧器水位正常前提下，盡可能使除氧器上水主調(diào)門全開，減少節(jié)流損失，凝泵壓力下降約0.15 MPa左右，電流下降5 A左右。

（6）安裝INFIT（英菲迪）控制系統(tǒng)，通過優(yōu)化熱控整定參數(shù)，進(jìn)一步提高協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，提高AGC調(diào)節(jié)速率和精度。

（7）加強(qiáng)灰硫系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整，降低灰硫電耗。根據(jù)脫硫入口煙氣SO2濃度和脫硫率，及時(shí)調(diào)整漿液循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)；根據(jù)粉塵排放濃度，及時(shí)調(diào)整電除塵運(yùn)行方式，電除塵二次電流由700 mA降低至300 mA。

（8）積極應(yīng)對電網(wǎng)需求，開展機(jī)組深度調(diào)峰試驗(yàn)。在保證機(jī)組安全運(yùn)行的前提下，強(qiáng)化燃燒調(diào)整、參數(shù)控制，優(yōu)化輔機(jī)運(yùn)行方式，最大限度減少深度調(diào)峰對經(jīng)濟(jì)性的影響。

5 加強(qiáng)燃料管理 降低燃料成本

積極應(yīng)對煤價(jià)大幅上漲的不利形勢，加強(qiáng)燃料管理的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、信息化建設(shè)，充分發(fā)揮集采優(yōu)勢，優(yōu)化采購結(jié)構(gòu)，有效降低煤炭的采購成本；加強(qiáng)儲(chǔ)煤場地管理，落實(shí)防自燃措施；積極探索高硫煤、低熱值煤及褐煤等經(jīng)濟(jì)煤種的摻配方式，完善摻配摻燒安全技術(shù)措施，做好安全摻燒和大比例摻燒，不斷提升機(jī)組“吃粗糧”的能力，在保證鍋爐及撈渣機(jī)的安全運(yùn)行的前提下，進(jìn)一步降低燃料成本。2017年累計(jì)節(jié)約采購成本2 666.99萬元。

6 加大科技創(chuàng)新力度 尋找節(jié)能增效“突破點(diǎn)”

鼓勵(lì)廣大員工開展創(chuàng)新創(chuàng)效活動(dòng)，制定《句容發(fā)電廠科技創(chuàng)新管理及獎(jiǎng)勵(lì)辦法》等激勵(lì)制度，全廠上下形成了良好的技術(shù)創(chuàng)新氛圍?？萍紕?chuàng)新工作領(lǐng)導(dǎo)小組及網(wǎng)絡(luò)成員定期開展技術(shù)研討，廣泛吸收和應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)前沿節(jié)能技術(shù)，尋找節(jié)能增效創(chuàng)新點(diǎn)，通過一批創(chuàng)新技改項(xiàng)目的實(shí)施，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性得到了顯著增強(qiáng)。

（1）門桿漏汽改造。將1、2號(hào)機(jī)組主機(jī)門桿漏汽管道由高壓疏擴(kuò)改至主機(jī)軸封回汽母管，有效減少了真空系統(tǒng)漏汽，降低機(jī)組的背壓約0.3 kPa。

（2）鍋爐燃燒器油槍點(diǎn)火系統(tǒng)改造。更換A層油槍噴嘴,將油槍出力由1 050 kg/h降至300 kg/h，同時(shí)降低燃油壓力，節(jié)油率達(dá)到70%。

（3）給泵密封水調(diào)節(jié)閥改造。增大給泵密封水調(diào)門流通口徑，通流面積增加近50%，凝泵壓力下降0.15 MPa左右，電流下降5A。

（4）循環(huán)水泵高低速改造。我廠1A、2A循環(huán)泵為高低速泵，1B、1C、2B、2C為定速泵，2017年初完成循環(huán)泵1B、1C、2B、2C高低速改造，現(xiàn)6臺(tái)循環(huán)泵均為高低速雙速機(jī)。通過制定循環(huán)泵經(jīng)濟(jì)性方案，進(jìn)一步優(yōu)化循環(huán)泵運(yùn)行方式，降低廠用電率0.045%左右。

（5）真空泵工作水加裝二級冷卻系統(tǒng)。2017年1月、10月相繼完成1、2號(hào)機(jī)組真空泵二級制冷裝置改造，降低真空泵工作水溫，提高真空泵工作效率，降低背壓，年平均可提高機(jī)組真空0.2 kPa，降低供電煤耗0.23 g/kwh，全年節(jié)省119萬元。

（6）一期機(jī)組實(shí)施供熱改造。供熱采用壓力匹配器技術(shù)利用高壓汽源（低溫再熱蒸汽）和低壓汽源（四級抽汽）方案，為周邊企業(yè)集中供熱。

7 推進(jìn)機(jī)組超低排放環(huán)保改造 高質(zhì)量完成改造驗(yàn)收

按照國家發(fā)改委和江蘇省人民政府有關(guān)文件，精心部署環(huán)保技改工作，以“增加備用層催化劑+低低溫除塵器提效+合金托盤塔+高效除霧器提效改造”的總體思路為導(dǎo)向，確立三大改造方案，改造目標(biāo)為煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高于5 mg/m3、35 mg/m3、50 mg/m3。

2016年先后完成1、2號(hào)機(jī)組煙氣超低排放改造，獲得江蘇省環(huán)保廳認(rèn)定達(dá)到超低排放要求并具備實(shí)施在線監(jiān)管條件；截止2016年年底，兩臺(tái)1 000 MW超超臨界燃煤機(jī)組全部達(dá)到超低排放排放標(biāo)準(zhǔn)，并依法享受超低排放電價(jià)補(bǔ)貼，按照發(fā)電利用小時(shí)5 500 h計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)同比年減排煙塵 200 t、SO21 000 t、NOx800 t。

8 優(yōu)化二期設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)“高效環(huán)?！?/h2>

目前在建二期工程選用了最先進(jìn)的二次再熱技術(shù)，相對普通一次再熱機(jī)組，熱效率將提高2.7%，發(fā)電標(biāo)煤耗低至253.8 g/kWh，年節(jié)約標(biāo)煤約10萬t。在環(huán)保方面投入約17億元，采用高效協(xié)同脫除技術(shù)，對脫硫、脫硝、除塵系統(tǒng)同步提效，使機(jī)組煙氣主要污染物的排放濃度達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)；在廢水處理方面，采用最先進(jìn)的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了各類污染物的“近零排放”。

9 結(jié)語

本文總結(jié)1 000 MW機(jī)組設(shè)計(jì)優(yōu)化、運(yùn)行調(diào)整、節(jié)能技改等方面的一些成功經(jīng)驗(yàn)和措施，為同類型企業(yè)的節(jié)能減排工作提供借鑒。根據(jù)國家能源政策及區(qū)域發(fā)電側(cè)狀況，機(jī)組設(shè)計(jì)階段進(jìn)行前瞻性的優(yōu)化，減少機(jī)組投產(chǎn)后再進(jìn)行技術(shù)改造。同時(shí)堅(jiān)持管理降耗與科技降耗并舉，全面梳理制約能耗優(yōu)化的瓶頸因素，廣泛借鑒和總結(jié)同類型機(jī)組的節(jié)能經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步挖掘機(jī)組節(jié)能潛力，不斷提升節(jié)能管理水平，助推企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展！

[1]華電江蘇能源有限公司句容發(fā)電廠.《1、2機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程》[S].句容發(fā)電廠，2014-07-30.

[2]朱勇.超超臨界直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)專題報(bào)告［R］.2009-08.

[3]葛小豐.江蘇華電句容發(fā)電廠一期（2×1000MW）工程技術(shù)創(chuàng)新及設(shè)計(jì)優(yōu)化總報(bào)告.2009-08.

[4]吳斌，袁兵.鄰爐加熱系統(tǒng)專題報(bào)告［R］.2009-08