垃圾焚燒發(fā)電廠降低廠用電率的探索

摘要：依據(jù)當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，實(shí)現(xiàn)垃圾的二次利用，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化是時(shí)代進(jìn)步的要求。垃圾焚燒發(fā)電已經(jīng)逐漸走向更高的發(fā)展層次，而我國(guó)在垃圾焚燒發(fā)電方面在近十年得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在保障安全環(huán)保的前提下，已運(yùn)營(yíng)中的垃圾發(fā)電如何能穩(wěn)定高效的運(yùn)行，是垃圾電廠面臨的一個(gè)重要課題。

關(guān)鍵詞：垃圾;焚燒發(fā)電;降低;廠用電率

前言

國(guó)家對(duì)于低碳環(huán)保的需求也與日俱升，如何更加有效地降低成本，進(jìn)而提升企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益是每一個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠都應(yīng)當(dāng)考慮的問(wèn)題。而發(fā)電廠內(nèi)用電率的高低是發(fā)電廠生產(chǎn)水平的體現(xiàn)。南寧市三峰能源有限公司生產(chǎn)廠用電率在2017年平均為14.2%，處于比較高的位置，為了對(duì)全廠設(shè)備進(jìn)行充分節(jié)能降耗，達(dá)到降低廠用電率1%的目標(biāo)。從2017年中開(kāi)始通過(guò)一系列的節(jié)能降耗措施及運(yùn)行方式的摸索，有效的降低了廠用電率，截止2018年12月底，2018年的廠用電率為12.65%，降低廠用電率1.56%，降廠用電量約450萬(wàn)千瓦時(shí)，按照0.65元每千瓦時(shí)計(jì)算，則每年可為公司增加收益為292.5萬(wàn)元。

1 技術(shù)改造及運(yùn)行調(diào)整

1.1循泵運(yùn)行方式調(diào)整及技術(shù)改造

因廠內(nèi)冷卻塔風(fēng)機(jī)使用的是三臺(tái)2800方/小時(shí)的水輪冷卻風(fēng)機(jī)，4臺(tái)400KW循環(huán)水泵Q=2800 m?，36米揚(yáng)程;在水力風(fēng)機(jī)額定流量8400方/小時(shí)內(nèi)，循環(huán)水回水量決定了冷卻塔的冷卻能力，根據(jù)天氣與循環(huán)冷卻水溫、機(jī)組真空、機(jī)組汽耗等數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。

為了節(jié)約能源及降低廠用電率，探討我公司冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造的可行性，于2017年9月25日下午，與運(yùn)行四值對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以發(fā)現(xiàn)我廠循環(huán)水系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，為下一步節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.1.1運(yùn)行方式調(diào)整內(nèi)容

（1）將三臺(tái)水輪機(jī)旁路閥全關(guān)，循環(huán)水全部只進(jìn)水輪機(jī)主回路閥（保證水輪機(jī)轉(zhuǎn)速不超額定值的情況下）;

（2）將1#、2#凝汽器出口閥由原來(lái)35%-57%的開(kāi)度全部打開(kāi)，進(jìn)口閥全開(kāi);

（3）停止一臺(tái)循泵運(yùn)行;

（4）水輪機(jī)主回路閥根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速及凝汽器出口壓力的情況，調(diào)整為30°左右。

1.1.2數(shù)據(jù)比較

經(jīng)過(guò)運(yùn)行方式調(diào)整，循泵由3臺(tái)運(yùn)行轉(zhuǎn)為2臺(tái)運(yùn)行，并持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后統(tǒng)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)做比較，調(diào)整前后數(shù)據(jù)對(duì)比如下：

總流量：由8400m?降為6300 m?左右;

總功率：由1185KW降為770KW左右;

循泵出口壓力：由0.34MPa降為0.24MPa左右;

凝汽器入口壓力：由0.14MPa降為0.05MPa左右;

凝汽器出口壓力：由0.04MPa降為0.03MPa左右;

循環(huán)水進(jìn)凝汽器入口水溫：由32.4°升為32.9°左右;

循環(huán)水進(jìn)凝汽器出口水溫：由40°升為44.3°左右，溫差由7.6升為11.4;

汽機(jī)排氣溫度：由45°升為47.6°左右;

1#凝汽器真空：由-88.37KPa降為-87.1KPa左右;

2#凝汽器真空：由-90.7KPa降為-89.2KPa左右;

水輪機(jī)轉(zhuǎn)速：由140轉(zhuǎn)降為110轉(zhuǎn)。

1.1.3結(jié)果分析：

（1）三臺(tái)水輪機(jī)旁路閥全關(guān)，循環(huán)水全部只進(jìn)水輪機(jī)主回路閥，提高循環(huán)水由凝汽器回流至循環(huán)水池做功的效率;

（2）將1#、2#凝汽器出口閥由原來(lái)35%-57%的開(kāi)度全部打開(kāi)，降低了循環(huán)水的管道、閥門(mén)阻力，循環(huán)水泵出口壓力由0.34MPa降為0.24MPa，凝汽器入口壓力由0.14MPa降為0.05MPa，不會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)反映的凝汽器入口端高于0.15MPa即漏水的情況;并且水輪機(jī)主回路閥根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速及凝汽器出口壓力的情況，調(diào)整為30°左右，未出現(xiàn)生產(chǎn)之前反映的凝汽器出現(xiàn)虹吸空管而影響凝汽器安全運(yùn)行的問(wèn)題;

（3）停止一臺(tái)循泵運(yùn)行后，流量降低約2100 m?，功率降低415KW，凝汽器真空度有1-2KPa下降，汽機(jī)排氣溫度由45°升為47.6°，未影響機(jī)組安全運(yùn)行，機(jī)組效率有會(huì)少部分降低，但因度電耗氣數(shù)據(jù)未有統(tǒng)計(jì)，暫無(wú)法了解效率降低狀況。但如提高供水量至原8400 m?，即可保證機(jī)組效率不受影響。

1.1.4節(jié)能方案：

通過(guò)分析，為保證循環(huán)水量8400 m?即保證機(jī)組效率不受影響的情況下可有以下兩個(gè)方案：

（1）將現(xiàn)有4臺(tái)循環(huán)水泵Q=2800 m?，36米揚(yáng)程，改為Q=4200 m?，28米左右揚(yáng)程的循泵及更換電機(jī)，兩用兩備。此方案因改動(dòng)多，調(diào)節(jié)性差，不建議采用;

（2）在現(xiàn)有4臺(tái)循泵中，選擇其中1臺(tái)循泵改用高壓變頻器及更換變頻專(zhuān)用電機(jī);2臺(tái)循泵工頻運(yùn)行，1臺(tái)循泵變頻運(yùn)行（運(yùn)行頻率約40HZ），1臺(tái)循泵工頻備用的運(yùn)行方式，根據(jù)現(xiàn)有資料和計(jì)算公式，流量與轉(zhuǎn)速成一次方關(guān)系Q1/Q2=n1/n2、電機(jī)功率與轉(zhuǎn)速成三次方關(guān)系P1/P2= （n1/n2）?，同時(shí)考慮泵體效率及管道損失等不可預(yù)見(jiàn)性因素計(jì)算，變頻運(yùn)行功率可節(jié)能150KW左右，即2×400KW+1×250KW=1050KW運(yùn)行方式。按年平均系統(tǒng)運(yùn)行365天/年，每天運(yùn)行24小時(shí)，計(jì)8760小時(shí)/年;△ P年=150×24×365=1314000（度/年）;每年可節(jié)約電費(fèi)（電價(jià)按0.65元/度計(jì)）△ M年=1314000×0.65=854100（元/年）;節(jié)電率可達(dá)12.5%以上，廠用電率可降0.44%。上述計(jì)算僅以循環(huán)水量8400 m?進(jìn)行計(jì)算，如若根據(jù)冬夏季及生產(chǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，即循環(huán)水量在6300-8400 m?范圍進(jìn)行調(diào)整，還將有更大的節(jié)能空間。

通過(guò)一段時(shí)間以來(lái)的運(yùn)行調(diào)整及數(shù)據(jù)分析，根據(jù)我廠冷卻塔冷卻能力的配置，循環(huán)水量約7500-8100m?之間可保證冷卻塔全速136r/min運(yùn)行（即夏季只需保持此水量即可保證冷卻塔的冷卻能力）;同時(shí)冬季及檢修時(shí)期，循環(huán)水量完全可以降至6300m?以下亦不影響機(jī)組效率，于是在不影響機(jī)組安全運(yùn)行及運(yùn)行效率的前提下組織生產(chǎn)于冬季由正常三臺(tái)循泵運(yùn)行減少至兩臺(tái)臺(tái)循泵運(yùn)行。將2#循環(huán)泵改造成變頻器調(diào)節(jié)。夏秋季時(shí)，2臺(tái)循泵工頻1臺(tái)循泵變頻運(yùn)行，1臺(tái)循泵工頻備用的運(yùn)行方式;冬季及停爐檢修期，可根據(jù)機(jī)組排氣溫度及循環(huán)水溫度調(diào)整至2工頻或1工頻1變頻的運(yùn)行方式，達(dá)到循泵最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式;此項(xiàng)調(diào)整及技改每年降低廠用電量約200萬(wàn)千瓦·時(shí)。

1.2鍋爐給水系統(tǒng)耗能高的清查

根據(jù)之前給水系統(tǒng)4臺(tái)給水泵接近滿頻運(yùn)行，給水進(jìn)爐量遠(yuǎn)低于額定流量的情況下，通過(guò)排查，關(guān)閉內(nèi)漏的再循環(huán)閥，并配合汽機(jī)組織更換給水泵內(nèi)漏逆止閥，從2018年3月份開(kāi)始少運(yùn)行一臺(tái)給水泵，僅低負(fù)荷運(yùn)行三臺(tái)給水泵即滿足給水要求，有效降低運(yùn)行功率約200多千瓦，每年降低用電量約180多萬(wàn)千瓦·時(shí)。

1.3壓縮空氣系統(tǒng)

針對(duì)空壓機(jī)運(yùn)行以來(lái)，壓空系統(tǒng)存在1/3空載率問(wèn)題，并因工業(yè)冷卻水末端冷卻能力的不足，一直存在空壓機(jī)排氣溫度過(guò)高的問(wèn)題，最高時(shí)候達(dá)一百多度，甚至導(dǎo)致保護(hù)跳機(jī)，溫度和排氣溫度影響空氣壓縮機(jī)冷卻器的一個(gè)重要作用就是提高壓縮機(jī)的效率降低功耗。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)排氣溫度每下降10度功耗也隨之降低3%。在高溫季節(jié)之前，對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查、維護(hù)、保養(yǎng)、清洗或更換冷卻效果差的冷卻器，補(bǔ)充潤(rùn)滑液，把溫度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，不僅穩(wěn)定空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行，而且不會(huì)由于溫度的原因使油耗增加。通過(guò)組織生產(chǎn)配合查漏減量，同時(shí)每臺(tái)空壓機(jī)增加一組冷油器，排氣溫度降低至八十多度，空壓機(jī)效率得到很大的提高，此項(xiàng)改造僅投入少量資金即可提高空壓機(jī)工作效率，減少了一臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)行，可有效降低運(yùn)行功率100KW，每年可節(jié)約電量80多萬(wàn)千瓦·時(shí)。

1.4管理方面通過(guò)制度限制各種浪費(fèi)降低廠用電率

與此同時(shí)，在生活用電以及照明方面的用電量也不可小覷，將照明燈管設(shè)置進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，將各個(gè)區(qū)域分開(kāi)、智能操控，同時(shí)參照實(shí)際需求詳細(xì)區(qū)分各類(lèi)照明等級(jí)，依照需求使用點(diǎn)量，采用節(jié)能型的燈具進(jìn)一步節(jié)能，并增強(qiáng)生活的用電管理工作強(qiáng)度，達(dá)到盡可能降低廠用電率的目的。

結(jié)? 語(yǔ)

綜上所述，伴隨國(guó)家此類(lèi)節(jié)能政策的不斷推進(jìn)，此類(lèi)發(fā)電企業(yè)也應(yīng)當(dāng)將工廠用電率作為重要指標(biāo)以及實(shí)現(xiàn)節(jié)能的重要路徑，把它看成一個(gè)需要長(zhǎng)期研究的課題，借助大量的測(cè)試以及詳盡的數(shù)據(jù)分析，找到最適合以及最經(jīng)濟(jì)的適應(yīng)于發(fā)電廠發(fā)電工作的管理方式，確保發(fā)電工作的各個(gè)方面都得到有效的監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)整個(gè)發(fā)電過(guò)程的安全性、節(jié)能性以及穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：陳春林（1985-）男，中級(jí)工程師，大學(xué)本科，主要從事發(fā)電廠電氣工程師工作。