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    发电厂汽轮机及其辅机设备节能技术

    时间:2021-06-10 07:41:56 来源:myyuju个人图书馆 本文已影响 myyuju个人图书馆手机站


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    摘要:随着国民经济的高速、稳定、健康发展,我国对能源的要求,特别是电能的需求越来越迫切。文章从节能的意义出发,结合我国目前火电厂的实际情况,为我国火电厂的节能提出了一系列的节能措施。

    关键词:发电厂;发电厂汽轮机;节能技术;等离子无油点火;少油粉煤点火技术

    中图分类号:TK261      文献标识码:A      文章编号:1009-2374(2012)17-0112-03

    我国能源消费量较大,虽然能源资源丰富多样,但人均占有量却很低,而且能源分布不合理,利用率低,能源浪费严重,所以单位产值能耗较高,损

    耗很大,严重地制约着我国国民经济的持续发展。

    1 节能的意义

    1.1 有利于环境保护

    目前,我国环境污染严重,生态破坏加剧的趋势尚为得到有效的控制,年排放二氧化硫近2000万t,燃煤造成的二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的70%~80%。我国煤炭产量的25%是含硫量超过2%的中高硫煤,我国煤炭产量的一半用于发电,因此发电厂的二氧化硫排放量巨大。

    根据统计资料,一座容量为1000MW的燃煤电厂,当其平均负荷系数为0.7时,每年大约需要燃烧263万t煤,它每年产生的排放物分别为:一氧化碳600t/年,二氧化硫650万t/年,二氧化硫10万t/年,二氧化氮2万t/年,飞灰12万t/年,逸出颗粒3万t/年。燃煤产生的各种气态和粒状物质在浓度很高时,能使呼吸系统的疾病的发病率增高,使哮喘病加剧,引起头痛和胸部不适,使肺功能衰减。

    1.2 是提高经济效率和降低生产成本的重要措施

    煤炭在工业产品的成本中,占有的比重相当大,平均在9%左右,化工行业为30%,电力行业煤炭占发电成本的70%,所以降低煤耗,就可以大大降低生产成本。虽然我国政府很重视节能工作,每年都举办宣传周活动,各发电企业也在节能方面下了很多工夫,但是,能耗水平与世界的差距仍然很大,例如2003年我国供电煤耗381g/(kg.h),比工业发达国家平均高出60g/(kg.h)多。如果供电煤耗降低到工业发达国家水平,我国因发电企业而减少的标准煤消耗量约为1亿t。

    1.3 有利于改善人民的生活质量,是“能源翻一番,经济翻二番”的基础

    通过节能使工业走上高效率、高效益、低成本、低污染循环经济之路;通过节能使人民享受到绿色环境、绿色住宅、绿色照明、绿色产品的小康生活。

    2 节能的目标

    2.1 宏观节能量指标

    2020年每万元GDP(1990年不变价)能耗由2002的2.68t标准煤下降到1.54t标准煤,2003~2020年年均节能率为3%,形成的节能能力为14亿t标准煤,相当于同期规划新增能源生产总量12.6亿t标准煤的111%,相当于减少二氧化硫排放2100万t。

    2.2 主要成品单位能耗指标

    2010年总体达到或接近20世纪90年代初期国际先进水平,其中大中型企业达到21世纪初国际先进水平,2020年达到或接近国际先进水平,火电供电煤耗2010年达到360g标准煤/(kg.h),2020年达到320g标准煤/(kg.h)。

    3 节能技术

    3.1 节约和替代燃料油

    如不采取积极措施有效的措施,到2020年,中国石油消耗量约4亿t,届时我国对国际石油市场的依存度将达到50%。

    3.1.1 推广等离子无油点火、少油粉煤点火技术

    常规火电燃煤机组点火用油,年消耗量在100万t以上。近几年,国内研究开发了等离子无油点火技术,已在山东烟台电厂50MW机组实验成功,目前正在100、200和300MW机组上组织示范。示范成功后,可实现燃煤机组点火。少油粉煤点火也是成熟技术,可在电厂大面积推广。

    3.1.2 积极发展煤层气产业替代燃料油

    自20世纪80年代末美国煤层气开发获得商业性成功以来,世界各国逐步认识到煤层气可作为一种新型可替代能源进行开发。中国煤层气资源量有(30000~35000)Gm³,居世界前列,其中沁水盆地南部煤层气探明储量超过400亿m³,2020年增加到200亿m³。

    3.1.3 应用洁净煤技术和其它技术替代燃料油

    发达国家在石油危机以后普遍采用煤代油政策,除了汽车,内燃机车,航空,航用柴油机以及石油化工原料必须使用石油以外,其它窑炉、电厂都可以用清洁煤代替燃油。水煤浆作为新型煤基流体燃料,具有燃烧稳定、污染物排放量少的优点。我国经过近20年的科技攻关和工业化示范,水煤浆制浆、储运和燃烧技术基本成熟。山东白杨河电厂2台230t/h水煤浆锅炉、北京燕山石化公司220t/h脱硫型水煤浆锅炉代油燃烧,投产后均取得较好的经济效益和环境效益。2~2.5t水煤浆代替1t重油,可降低燃料成本500~800元,100MW以下燃油热电机组比较适宜采用水煤浆技术进行替代改造。对于大中型燃油发电机组应逐步改为燃煤机组,一是采用先进成熟的粉煤燃烧加烟气脱硫技术进行代油改造;二是采用洗选煤或动力配煤,在环保达标的前提下,进行煤代油改造。目前,国内410t/h循环流化床锅炉技术基本成熟,100MW级燃油发电锅炉可采用国产化循环流化床(CFB)进行煤代油

    改造。

    3.2 提高用电设备效率,推广节电技术

    3.2.1 发展高效电动机

    目前我国各类电动机总容量约420GW,通过电动机消耗的电量占全国用电量的50%~60%,中小型电动机约占全国电动机功率的75%,提高中小型电动机的机率是电动机节能的主要方向。中国在20世纪80年代前大量采用J系列电动机,80年代初期开发的Y系列电动机和J系列电动机相比,启动转矩提高30%,体积和质量减少10%,安装尺寸和国际接轨,但效率只提高0.142%,设计效率87%,实际运行效率比国外先进国家低10%~20%。根据国际节能研究所预测,如果中国的电动机机率达到美国水平(美国高效电动机的效率达到94.5%),其节能潜力将达330亿kW·h。

    3.2.2 开发高效变压器

    电力从网上送到用户往往需要经过几次变压,变压器自身消耗的电能是十分惊人的。20世纪80年代前我国普遍使用SJ1、SL1系列高能耗变压器,1982年国家统一设计低损耗节能型SL7、S7电力变压器,与高能耗老产品相比,空载损耗约降低40%。短路损耗约降低15%。1999年国家施行了新的变压器标准GB/T6451-1999,相当于S8和S9系列变压器标准,S9系列变压器是按照IEC标准开发的,采用铜导线绕组和DQ147-30冷轧取向电工钢片,单位最大损耗1.47W/kg,比S7系列空载损耗平均降低20%,短路损耗约降低10%,总重量降低20%。我国应继续开发新的变压器和非晶态合金铁芯变压器技术,提高变压器效率,根据国际节能研究所预测,中国变压器节能潜力达250亿kW·h。

    3.3 优化电力结构

    3.3.1 发展大容量、高参数火电机组

    在生产亚临界300~600MW机组的基础上,通过引进技术和合作制造,加快研制、开发超临界或超超临界机组的步伐,逐步提高800~1200MW超临界机组在火电装机中的比重。从亚临界参数(16.7MPa、538℃/538℃)提高到常规超临界参数提高到超超临界参数(27MPa、600℃/600℃),机组发端功率大约提高到44%~45%。德国西门子以700MW凝汽式电站试验得到如下结论:在亚临界条件(16.7MPa、538℃/538℃)时最高发电功率为41.9%,当由亚临界条件变为超临界条件(25.0MPa、540℃/560℃)时最高发电功率为43.4%,当由于超临界条件变为超超临界条件(27.0MPa、585℃/600℃)时最高发电效率为44.5%,如果再进一步提高蒸汽参数到35.0MPa、700℃/720℃,可将电站的发电效率提高至47.7%。

    3.3.2 建设洁净煤发电示范工程

    在推动洁净煤技术方面,我国已经制定了长远发展规划,力争在较短的时间内,赶上国际先进水平。我国已经建成100MW级CFB(Circulating Fluidized-bed Combustion,循环流化床锅炉)示范电站,目前正在积极准备建设300MW级CFB示范机组和300MW级IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle,整体式媒体化燃气—蒸汽联合循环发电)或PFBC(Pressurized Fluidized Bed Coal Combustion Process,增压流化床燃气—蒸汽联合循环)示范电站。

    3.3.3 适当调整发电一次能源结构,发展新可再生能源

    促进新能源和可再生能源的利用,加快水力发电、风力发电、太阳能热利用和大中型沼气工程国产化,逐步减少煤炭终端消费的数量,增加新可再生能源在我国能源消耗结构中的比重。根据中国新能源和可再生能源发展规划,预计到2015年新能源和可再生能源开发量要达到4300万吨标准煤,各种新能源和可再生能源产业发展目标见表1:

    3.3.4 积极发展核能,实行电源多样化,多种电源互补

    核电是当今世界上与煤炭、石油并驾齐驱的支柱能源之一,具有高效、清洁的特性。发展核电曾是发达国家20世纪两次世界能源危机后解决能源供应、保障能源安全的重要手段。虽然核电站具有一定的危险性,但只要采取多种防护措施,严格管理,在安全上是可以保证的。

    参考文献

    [1] 李青,郑成芳.火力发电厂节约用水的途径[J].山东电力技术,2003,(2).

    [2]  郑体宽.热力发电厂[M].北京:水利电力出版社,1997.

    [3]  梁玉兰.火电厂综合设计技术[M].北京:中国电力出版社,1999.

    [4]  华东电管局.电力工业词典[M].北京:水利电力出版社,1989.

    [5]  高山,李青,薛彦延.火力发电厂节能技术及其应用[M].北京:中国电力出版社,2007.

    [6]  山西省地方电力公司.电力生产技术经济指标[M].北京:中国电力出版社,2001.

    作者简介:孙逊(1986-),女,供职于大庆石化公司热电厂,研究方向:生产技术管理;李光辉(1961-),男,供职于大庆石化公司热电厂,研究方向:生产技术管理;董凤仁(1963-),男,供职于大庆石化公司热电厂,研究方向:设备管理。

    (责任编辑:叶小坚)

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