外三电厂节能技术盘点
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二评:上海外三电厂“节能减排技术”及“251工程”质疑(连载归来)2015-07-20 能源观察文/朱小令(资深电力专家)编者按:在外三一评之后,一石激起千层浪,电力行业对电厂近零排放、外三技术高低等问题意见不一。
外三电厂近期通过不同渠道回应质疑,以求为自己正名。
能源观察创办人王秀强认为,能源行业内质疑的并不是近零排放的结果和导向,争论的落脚点是通过什么路径实现减排,经济性、环保性、普适性决定一项技术的优劣,决定一个项目的可复制性。
如下为正文:前言:根据外三电厂向外界和各种会议报告及媒体的报道,笔者以理论为基础,事实为依据,学习应用辩证唯物主义方法,对相关质疑进行逻辑判断和综合分析,将陆续阐述自己的观点。
同时亦真诚地希望社会各界和业内同仁对阐述的观点进行指正。
“二评”针对部分问题进行阐述,事实根据主要是来源于“参考文献”中所提供的材料。
客观事物是独立存在的东西,要全面地认识它,需要经过多次反复,才能比较接近客观实际。
笔者应用在工作实际过程中,实践—理论—再实践—再理论,所取得的技术数据,对所涉及的问题进行综合地对比分析,从而提出自己的观点。
火力发电厂在完成能量转换过程中,主要涉及热能动力工程三个典型的热力过程理论,即:有温差的传热;绝热节流;有摩阻的膨胀或压缩。
故火电厂能量转换对应三个热力过程的生产设备,主要有三种:热交换器;管道与阀门;汽轮机、水泵、风机等。
这些设备既相互联系,又相互影响。
设备单独的设计性能经组合起来之后,设计性能将发生变化,从而影响机组整体的性能。
提高火电厂整体效率的主要途经就是以相关理论为基础,将相互联系与影响的这些设备在生产实际中暴露出来的问题所产生的负面影响,采取措施,给予完善和尽可能地消除,将其影响降低到最小的程度。
纵观外三电厂的“创新节能减排技术”[1][2],主要是涉及热能动力工程理论中,三个典型的热力过程之一,即:有温差的传热。
1.单台100%容量汽动给水泵组配置是否科学火力发电企业属“技术密集型”产业的特点,不同于其他产业,每台机组运行在庞大的电网系统中,涉及到千家万户的安全。
电厂节能技术汇总节能减排是关系经济社会可持续发展的重大战略问题,是国家确定的经济社会发展的重大战略任务。
电力行业既是优质清洁能源的创造者,又是一次能源消耗大户和污染排放大户,因而也是国家实施节能减排的重点领域。
电厂节能技术如下:1.超临界及超超临界发电技术超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力的机组,即压力大于等于22.12MPa。
习惯上又将主蒸汽压力大于27MPa的机组统称为超超临界机组。
所以对于超临界机组可以分为2个层次:一是常规超临界参数机组,其主蒸汽压力一般为24MPa左右,主蒸汽和再热蒸汽温度为540~560℃;二是超超临界机组,通常也称为高参数超临界机组,其主蒸汽压力为25~35MPa及以上,主蒸汽和再热蒸汽温度为580℃及以上。
对于常规超临界机组的效率可比亚临界机组约高2%,而对于超超临界机组,其效率可比常规超临界机组再提高4%左右。
在环保方面,超超临界机组加装锅炉尾部烟气脱硫、脱硝和高效除尘装置,可满足严格的排放标准。
同时,由于超超临界机组提高了效率,相应地也节约了发电耗水量。
2、燃气-蒸汽联合循环发电技术燃气-蒸汽联合循环发电系统是由燃气轮机发电系统和锅炉-蒸汽轮机发电系统所组成。
燃气轮机发电系统是由压气机将空气加压进入燃烧室,与燃料混合燃烧产生的高温高压烟气在透平中膨胀作功,将高温高压烟气的能量(通常烟气压力0.5~1.0MPa,温度1000~l300℃)转换成机械能,推动燃气轮机发电机发电。
锅炉-蒸汽轮机发电系统是利用燃气余热锅炉产生的高(中)压过热蒸汽(通常蒸汽压力为3.82~16.70MPa,温度450~550℃)在汽轮机中作功,将蒸汽的能量转换成机械能,推动蒸汽轮机发电机发电,完成朗肯循环过程。
热力循环过程中燃气轮机循环吸热平均温度比较高,可高达1300℃。
纯蒸汽动力循环由于蒸汽的热物理性质限制了汽轮机的进汽温度,通常最高进汽温度为450~550℃。
但其循环放热平均温度很低,一般为30~38℃。
上海外高桥第三发电厂带给我们的有益启示。
世界能源吃紧,已是不争的事实。
油价上涨,煤价上调,发电企业不得不开始掰着指头过日子。
他们除了向国家要政策外,亟需做的就是降低发电成本,减少能源消耗。
国务院总理温家宝也曾多次提出,能源要发展必须依靠科技进步。
事实上,我国发电企业的能源消耗也是惊人的,单从发电机组启停机对煤、油、电的需求量上来看,每年就要吞掉上千亿元。
如果我们的电厂能把煤耗控制在300克以内的话,将大大提高电厂的发电效率。
作为我国首台百万千瓦超超临界机组的玉环电厂做到了,它的煤耗是298.51克/千瓦时;邹县电厂100万千瓦超超临界机组是309.51克/千瓦时。
然而,令人更为欣喜的是,今年新近投产发电的上海外高桥第三发电厂两台100万千瓦超超临界机组的煤耗竟达到287克/千瓦时。
这不仅在中国遥遥领先,更突破了世界百万级超超临界机组的最好水平。
但遗憾的是,上海“外三”工程的诸多科技成果尚不为人所知,更未能转化成普遍的生产力。
6月18日,记者专程赶赴上海,采访了创新“奇人”——上海外高桥第三发电厂总经理冯伟忠。
这是一次长达近4个小时的采访,他们的国际级科技成果之多,分量之重,完全出乎预料。
若不是亲眼目睹,很难想象,这个电厂的节能效率是如此的巨大,机组的安全性和经济性又是如此的显著。
就连一向自傲的德国人都对他们竖起了拇指。
而国电电力公司的一位副总参观完该厂后表示,“真没想到,你们创造了这么多奇迹!”忘记它,抛弃它“我们的机组是中国百万千瓦超超临界机组中唯一的两台配臵了100%汽动给水泵,没有电动泵,整个机组只有一台给水泵”,冯伟忠告诉记者,“当时,传统的观念认为,备用的越多越好,这个理念是错的,压力越高,多台泵间的协调要求越高,它的可控性也越差,由于大型高压给水泵配臵了边界保护,在并列和解列时对泵组间的协调要求很高,稍有不当便会导致跳闸”,上海外高桥二期两台90万千瓦机组在调试期的强停统计,70%都是因给水泵造成的。
世界最高效的燃煤发电厂———记上海外高桥第三发电厂清洁燃煤技术创新之路坐落于东海之滨的上海外高桥第三发电厂投产6年来,通过清洁燃煤技术创新,走出了一条独具特色的“绿电”之路,以每287.44克/千瓦时的较低煤耗,实现了上海10%的电力供应,成为世界上发电效率最高、最清洁环保的火电厂。
华尔街日报撰文赞道:“世界上最高效的燃煤发电厂在上海外高桥第三发电厂。
”清洁燃煤技术引领世界潮流上海外高桥第三发电厂是中国首批国产百万千瓦火电工程之一,建设规模为2×1000兆瓦超超临界燃煤发电机组,分别于2008年3月和6月投产。
中国能建旗下的华东院承担了该工程的设计任务,安徽电力建设第二工程公司(简称“安徽电建二公司”)对该工程负责检修、维护和技术改造。
最大限度减少污染物排放,用最少的煤发同样的电,从源头上提高能效,成为上海外高桥第三发电厂建厂的思路。
近年来,该发电厂攻克10多项世界首创技术,特别是“全天候节能脱硫技术”解决了世界难题,成为改革高污染发电行业为低碳排放企业的唯一机遇,引领世界煤电继续发展,其投入实践应用,将使中国成为火力发电技术的权威。
上海外高桥第三发电厂发电部工程师钱磊介绍说:“这项技术可以降低煤耗2.18克/千瓦时,按照去年110亿度发电量来算,可以节约燃料2万5千吨标准煤,折合燃料成本1400万。
”得益于技术创新,上海外高桥第三发电厂6年来保持全球最低煤耗火力发电记录,不断刷新自己创造的世界记录。
每发一度电,比德国、日本等发达国家少用煤约10克。
而在火电领域,每节约10克煤耗就等同于一代技术。
对于百万千瓦级的大电厂而言,单位供电煤耗每降1克,成本的节省可以千万元计。
按目前两台机组的实际年平均运行效率推算,其机组额定净效率已达到和超过了46.5%(含脱硫、脱硝),这与国外尚在研究的下一代700℃高效超临界机组的期望效率相当。
我国和世界清洁燃煤技术专家、中国工程院院士、清华大学教授岳光溪介绍说:“能否在我国大型电厂频繁调峰、煤种供应变化的特定条件下充分发挥超临界机组的高效、低污染特性和机组稳定性,是我国当前超临界机组的主要难题。
电厂节能改造措施1. 引言随着能源消耗的加剧以及全球能源紧缺问题的日益突出,如何降低能源消耗成为了全球范围内的重要议题。
电力行业作为能源消耗的主要行业之一,承担着巨大的能源消耗任务。
为了应对能源危机,电厂节能改造措施是非常重要的一项工作。
本文将介绍几种常见的电厂节能改造措施,并讨论其优势和应用前景。
2. 节能改造措施2.1 发电效率的提高发电效率是衡量电厂能源利用情况的重要指标,提高发电效率可以大幅减少能源消耗。
电厂节能改造措施中最为重要的一项就是提高发电效率。
通过对发电设备的优化和更新,可以提高发电装置的效率。
例如,使用高效燃气轮机代替传统的汽轮机,可以显著提高发电效率,降低燃料消耗量。
2.2 锅炉系统的改进锅炉系统在电厂的能源消耗中起到了重要作用。
对锅炉系统进行改进是另一种常见的电厂节能改造措施。
通过改进锅炉的燃烧工艺,优化锅炉运行参数,可以提高锅炉的燃烧效率,减少燃料消耗量。
另外,安装余热回收设备,利用烟气中的余热生成蒸汽或供暖,也是提高锅炉系统能源利用效率的重要途径。
2.3 废热利用电厂产生的废热是一种潜在的能源资源,通过废热的利用可以降低电厂的能源消耗。
废热利用的方法有很多种,例如利用废热进行加热或供暖、利用废热发电等。
其中,利用废热发电是一种较为常见的废热利用方式。
通过废热发电系统,将电厂产生的废热转化为电能,可以有效提高能源利用效率。
2.4 光伏发电系统的应用光伏发电是一种环境友好、可再生的发电方式。
在电厂的节能改造中,引入光伏发电系统是一种重要的措施。
通过在电厂建设光伏发电系统,利用太阳能发电,可以减少对传统能源的使用,从而降低电厂的能源消耗。
此外,光伏发电系统还可以有效减少电厂的温室气体排放,对环境保护有着重要意义。
3. 优势和应用前景电厂节能改造措施具有以下优势和应用前景:•节约能源:通过改善发电效率、改进锅炉系统、利用废热等措施,可以大幅减少电厂的能源消耗,实现能源的节约和合理利用。
火电厂节能环保技术方法及原理介绍火电厂是常见的发电方式之一,但其排放大量的二氧化碳和其他有害气体,对环境造成了严重的污染。
为了减少火电厂的能源消耗和环境污染,采取节能环保技术方法是非常重要的。
下面将介绍一些常见的火电厂节能环保技术方法及其原理。
1. 超临界火电技术超临界火电技术是一种高效的火电发电方式。
它利用高温高压的工作条件,使燃烧更加充分,提高了热效率,减少了燃烧废气的排放量。
同时,超临界火电技术采用了高效的除尘设备,可以有效地降低烟粉尘颗粒的排放。
2. 循环流化床燃烧技术循环流化床燃烧技术是一种先进的燃烧方式,它通过使燃料与空气在流化床内混合燃烧,使燃烧更加充分,提高了热效率。
同时,循环流化床燃烧技术还可以直接燃烧高湿度的煤炭和生物质,减少了对煤炭的加工和干燥工序,提高了燃烧效率,并减少了排放的污染物。
3. 余热回收技术火电厂在发电过程中会产生大量的余热,如果不进行有效的回收利用,将会造成能源的浪费。
余热回收技术通过采用热交换器将余热转化为可用的热能,用于加热水或产生蒸汽,从而提高了能源利用效率。
同时,余热回收技术还可以减少烟气的排放温度,提高了烟气中水蒸气的含量,有利于烟气脱硫和脱硝过程的进行。
4. 流体化床脱硫技术火电厂燃烧燃煤时会产生大量的二氧化硫,对环境造成严重的污染。
流体化床脱硫技术采用了石灰石或石膏作为脱硫剂,通过与烟气中的二氧化硫反应生成硫酸钙或石膏的方式,将二氧化硫进行脱除。
这种技术能够高效地去除烟气中的二氧化硫,并且生成的副产物可以作为建材或肥料进行利用。
综上所述,火电厂节能环保技术方法包括超临界火电技术、循环流化床燃烧技术、余热回收技术和流体化床脱硫技术等。
这些技术方法的应用可以提高火电厂的能源利用效率,减少污染物的排放,实现可持续发展。
发电厂汽轮机组节能降耗措施
随着能源资源的日益减少和环境问题的日益突出,发电厂汽轮机组的节能降耗措施变
得尤为重要。
本文将介绍一些常见的节能降耗措施,帮助发电厂提高效率,减少能源消
耗。
1. 热力系统优化:优化汽轮机组的热力系统是提高发电厂效率的关键。
可以通过提
高排汽压力、采用多级抽汽系统、采用高效换热器等措施来降低锅炉排烟温度、减少烟气
热量损失。
2. 汽轮机组减摩降阻:采用适当的润滑油和降低磨擦表面的粗糙度可以减少机组内
部的摩擦损失,提高机组的传动效率。
3. 高效燃烧系统:合理调整燃烧参数,保证燃料的充分燃烧,减少燃料的浪费和减
少污染物的排放。
4. 废热利用:利用汽轮机组排放的余热,进行余热回收、热力发电等,最大限度地
提高热能利用效率。
5. 燃气轮机的优化:与传统的汽轮机不同,燃气轮机可以更加灵活地应对负荷变化。
可以采用燃气轮机替代汽轮机,在一些负荷较小的情况下,提高机组的效率。
6. 控制系统优化:对汽轮机组的控制系统进行优化和更新,使其达到更高的自动化
水平,提高机组运行的稳定性和节能效果。
7. 节能意识培养:培养员工的节能意识,提高其对节能工作的重视程度,可以减少
由于操作不当导致的能源浪费。
发电厂汽轮机组的节能降耗措施是多方面的,需要从热力系统优化、减摩降阻、燃烧
系统优化、废热利用等方面入手,全面提高机组的效率,减少能源的消耗。
也需要加强员
工的节能意识培养,形成全员参与、共同节约能源的氛围。
电厂锅炉的节能技术分析随着能源的紧缺和环保意识的日益增强,电厂锅炉的节能技术的研发和应用已经成为了一个十分重要的领域。
为了实现高效、环保、可持续的能源利用,电厂锅炉的节能技术也在不断更新和升级。
一、低氮燃烧技术在燃煤锅炉内部,燃烧煤炭时会释放大量的氮氧化物,影响空气质量和环境。
普通的煤炭燃烧能够达到30%的NOx排放,而低氮燃烧技术可将NOx排放降低至20%以下。
低氮燃烧技术主要是通过优化燃烧系统和燃烧调节来实现的,使燃料在燃烧过程中充分燃烧,最大限度地降低NOx排放。
二、余热回收技术电厂锅炉排放出的烟气中含有大量的热能,如果不能有效地利用这部分热能就会导致能源浪费。
余热回收技术能够对锅炉排放的烟气进行回收,将燃料的热能转化为其他形式的能源,从而提高锅炉的热效率。
常见的余热回收技术包括经济空气预热器、烟气冷凝等。
三、外泄蒸汽回收技术电厂锅炉内的热能在提供给发电机组的同时,也会在输煤、除尘等工艺过程中产生外泄蒸汽。
在传统的电厂中,这些外泄蒸汽会被大量释放到空气中,浪费了宝贵的能源。
外泄蒸汽回收技术能将这些外泄蒸汽进行回收,将其压缩、冷凝后输送给锅炉内供燃烧使用,从而实现对燃料的充分利用。
在传统的锅炉中,由于燃料不完全燃烧等原因,会导致大量的一氧化碳和二氧化碳排放到空气中,对环境造成污染。
全氧燃烧技术是在锅炉内加入充分的氧气来实现更充分的燃烧,减少一氧化碳和二氧化碳的排放。
由于全氧燃烧技术需要加入大量的氧气,因此需要适当调整锅炉内的氧气浓度,以防止爆炸等事故发生。
电厂锅炉的节能技术不仅可以提高热效率,减少能源浪费,还可以减少对环境的污染,实现可持续发展的目标。
随着技术的不断升级和完善,相信电厂锅炉的节能技术会越来越成熟,为人类创造出更加环保、安全、高效的能源体系。
上海1000MW超超临界机组的节能与创新上海外高桥电厂三期1000MW 超超临界机组的节能与创新冯伟忠上海外高桥第三发电有限责任公司二○一一年七月上海外高桥第三发电厂工程工程概况:建设规模:2×1000MW超超临界燃煤发电机组建设工期:2005年9月正式开工,两台机组分别于2008年3月和6月先后建成投产上海外高桥第三发电有限责任公司上海上海向创新要进度向创新要安全向创新要造价向创新要性能向创新要环保结合工程实施创新提前研究创新课题重点围绕节能减排瞄准各项世界纪录吸取国内外经验教训消化吸收引进技术突破传统观念突破经验束缚突破设计规范突破调试规程突破崇外情结突破专业局限克/千瓦时克/千瓦时)。
一举超越了丹麦N ORDJYLLAND电厂3号机组(411MW,两次再热,超超临界,低温海水冷却)2009年实际运行发电净效率42.937%(286.08克/千瓦时,发电负荷率89%)的水平,成为世界运行效率最高的燃煤火力发电机组。
2010年,随着技术创新的不断推进,在74%的负荷率下,机组实际运行净效率进一步提升至43.965%,(平均供电煤耗279.39克/千瓦时)。
上海外高桥第三发电有限公司技术创新节能成效图(净效率增量%)汽轮机参数和运行调节方式的优化, 0.175%机组再热系统压降优化,0.125%汽轮机背压优化,0.107%汽轮机凝结水调频技术,0.100%给水系统优化, 0.101%回转式空预器全向柔性密封技术, 0.370%蒸汽氧化与固体颗粒侵蚀的综合防治>, 0.279%直流锅炉节能启动技术,0.042%零能耗脱硫技术,0.378%广义回热技术一期,0.279%其他节能技术, 0.122%该机的三调门配置,即兼顾了在BMCR时加旁路喷水的FCB极端运行工况,又能确保额定运行工况时的最佳效率;减少了给水泵专用汽轮机的驱动用汽,从而能降低主汽轮机的热耗约20kJ/kWh。
选用ALSTOM效率高达86.7%的给水泵专用汽轮机;遭氧化皮阻塞的管子被固体颗粒侵蚀的叶片被固体颗粒侵蚀的旁路阀芯 管道的蒸汽侧氧化;氧化皮阻塞引起的炉管超温和爆管;氧化皮破碎形成的颗粒引起的汽轮机叶片及旁路阀芯等侵蚀(固体颗粒侵蚀SPE),导致机组效率不断下降,是超(超)临界机组面临的突出问题,并已经困扰国际发电技术领域几十年。
三评:上海外三电厂“节能减排技术”及“251工程”质疑能源观察朱小令2015/8/5作者的话:根据外三电厂向外界和各种会议报告及媒体的报道,笔者以理论为基础,事实为依据,学习应用辩证唯物主义方法,对相关质疑进行逻辑判断和综合分析,将陆续阐述自己的观点。
同时亦真诚地希望社会各界和业内同仁对阐述的观点进行指正。
相关阅读:冯伟忠回应朱小令对上海外三“创新节能减排技术”及“251工程”质疑前言“时时好事者从之质疑问事。
”—《汉书•陈遵传》。
“质疑”——疑,疑问,疑惑。
谓心有所疑,提出以求解答。
就如一个人平常动脑筋思考问题,常常问自己或者别人“为什么?为什么?”一个道理。
经反复认识与实践,自己终于想明白了或者“被质疑者”说清楚了,“疑问”得到了答案,事情就可暂且告一段落,如出一辙。
由于“质疑者”与“被质疑者”所处的位置、角度、出发点、价值观等不同,目的自然亦截然不同。
“前者”是本人搞不懂,想搞明白,是个人的追求和想法。
而“后者”只能通过“当事者本人”对事物的反映、解答的内容、措辞、态度、方式与方法……由读者自己去做基本的判断。
然而,无论“被质疑者”处于什么情况,怎么表达事件,只要在“国家法律”、“政治纪律”、“政治规矩”所规定的、允许的范畴之内,笔者都可以理解与接受。
至于广大读者自己怎么解读和理解,那则是后话。
“三评”仍然立足于“被质疑者”曾经所发表的会议汇报[1~3]、重要事件的“审核报告”[4]、媒体的报道[5~11]等事实依据(见参考文献)。
对5个问题提出“质疑”。
1.“审核报告[4]”提供的数据准确吗?据参考文献[3]所述:2009年~2011年,由中国电力联合会认证中心对外三的“年统计煤耗”进行了核查认证,并颁发了认证证书。
到目前为止,外三是我国唯一取得煤耗认证的电厂。
又据参考文献[4]介绍:根据上海外高桥第三发电有限责任公司(以下简称“外三发电公司”)申请,对该公司2009年度全厂运行供电煤耗和综合厂用电率两项技术经济指标进行了现场认证。
上海外三电厂“创新节能减排技术”及“251工程”质疑能源观察朱小令2015/7/1能源君语:上海外三一直是业内节能减排的标杆,褒扬和质疑兼而有之。
燃煤电厂超低排放,究竟是以经济效益换环保利益,还是以高能耗代替低能耗?251克/千瓦时能耗到底能不能实现?这是不顾代价完成的政治工程,还是借助节能减排来谋取企业私利?能源观察(energy observation)分享资深电力行业专家朱小令先生文章,与行业人士分享,以求在探讨中寻找答案。
1.问题的引出自从三部委下发“行动计划”开始,业内积极贯彻落实“行动计划”精神,对各种类型与参数的火电机组实施节能减排综合技术改造。
上海外高桥第三发电有限公司(以下简称:外三电厂),分别于2008年3月和6月投产了两台1000MW超超临界机组。
据外三电厂向外界及各种媒体报道[1](文献[1]详见下条——《冯伟忠:挑战现有煤电技术的效率极限》):经不断地理论和技术创新,又将其在投产时的高水平基础向前推进了一代。
机组供电煤耗率达世界同类型机组之最……外三电厂又向媒体介绍:计划用3年时间,在此建造一座世界工业史上从来没有过的发电站——创新设计的135万千瓦超超临界发电机组,能耗有望降到全球火电行业至今“没人敢想的水平”,比外三现在的水平还要低。
目前这一项目方案已通过国家发改委能源局的专家评审,正在进入项目评估流程[2]。
外三最新应用技术的项目,标准名称叫“135万千瓦高低位双轴二次再热超超临界发电机组”,在内部,它有一个听起来更令人震撼的名字——“251工程”。
251,代表机组设计能耗目标:供电能耗251克/千瓦时[2]。
2.对外三电厂“创新技术”的质疑以基础理论为根据,事实为依据,就文献[1]、[4] 冯伟忠介绍的创新技术,提出以下主要几点质疑:1)是理论与技术的创新?还是应用基础理论对原设备存在问题的消缺?2)有没有“零能耗脱硫”?3)所谓“世界首创的火电厂变频总电源技术,额定工况下厂用电率降至1.7%以下[1]”,是采用一台国外进口的纯凝式30MW小汽轮发电机组发电,供本厂部分厂用电,用理论与实践分析,是降低能耗还是增加能耗?机组供电煤耗率272g/kW•h是真实的吗?符不符合2007年国家制定的“节约资源保护环境”基本国策和国家现行能源政策?会产生什么后果?4)基础理论早已阐明,提高初参数,降低终参数可以提高机组循环热效率。
电厂电气节能措施下载温馨提示:该文档是小编精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!电厂电气节能措施主要可以分为以下几个关键方面:1. 调整电源结构:①加快清洁能源和可再生能源的开发步伐,如水电、核电、风电等。
②减小火电装机容量比重,提高水电、核电、可再生能源发电比重,特别是加快核电的发展。
2. 关停小容量机组,推广大容量机组:①发展高参数、大容量的火电机组,因为单台发电机组容量越大,单位煤耗越小。
②例如,超超临界机组比高压纯凝汽式机组供电标煤耗少1/4~1/3,假设有两亿千瓦这样的替代机组,一年可以节约标煤十亿多吨。
3. 推广热电联产:热电联产节能减排效果明显,具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。
4. 提高燃煤质量:煤质对火电厂的经济性影响很大,优质燃煤能提高锅炉燃烧稳定性、效率,减少燃料消耗量,降低发电成本。
5. 提高锅炉燃烧效率:①降低排烟热损失,如降低排烟容积、控制火焰中心位置、防止局部高温、保持受热面清洁、减少漏风等。
②减少可燃气体和固体未完全燃烧热损失。
6. 采用先进的节能降耗技术:①火力发电循环技术:使用变频技术、PLC技术以及PID技术对循环水泵的调速进行科学控制,实现真空运行,降低能量损耗。
②铁磁损耗降耗技术:通过对输电导体材料和钢结构进行科学处理,减少因钢结构自身质量问题而带来的铁磁损耗。
③降低空载损耗的技术:使用现代智能化控制技术,如大数据和云计算技术,对电气设备运行进行科学预测和控制,降低空载运行时的能量损耗。
7. 变压器节能技术:①选择合适的低压变压器和照明变压器,减少空载运行的数量,降低能源的损耗。
②合理使用照明设备,如使用低压供电、高效光源等,减少照明消耗。
8. 电机节能措施:①控制电机运行的额定转速,降低机械损耗、电机铜、铁损的影响,提高节能效率。
②对于大功率的电动机,采用变频器进行软停、软启,避免电流冲击对电气设备的影响,降低电动机不必要的损害。
电厂节能措施引言在能源资源日益紧张的情况下,如何有效利用能源并降低能源消耗成为了各个行业的重要任务之一。
电厂作为能源生产与供应的重要环节,也需要不断探索和采取节能措施,以减少能源消耗和环境污染。
本文将介绍一些常见的电厂节能措施,并说明其原理与效果。
1. 余热回收余热回收是一种常见的电厂节能措施,通过对电厂中产生的烟气或燃烧产生的高温水蒸气进行回收利用,减少能源的浪费。
电厂中主要可以利用的余热包括热水、烟气和热油等。
余热回收系统由余热收集、传输和利用三个环节组成,将余热重新利用在电站的供热系统、制冷系统、工业热水等方面,可以显著降低电厂的能耗。
2. 循环冷却水系统循环冷却水系统是电厂节能的另一重要措施。
循环冷却水系统通过循环再生利用冷却水,减少了对新鲜水源的需求。
循环冷却水系统的原理是将电厂中的冷却水在冷却塔中进行循环流动,将热量散发到大气中,然后再将冷却水经过处理后重新供给电厂使用。
此举既减少了水的浪费,又减少了能源的消耗。
3. 高效节能设备的应用电厂节能的另一个关键是采用高效节能设备。
高效节能设备是以新材料、新工艺、新技术为基础,能够提高设备效率并减少能源消耗的设备。
例如,采用高效节能锅炉可以降低燃料消耗和烟尘的产生,采用高效节能发电机可以提高发电效率。
同时,还可以使用可再生能源设备,如风力发电机、太阳能光伏板等,进一步减少对传统能源的依赖。
4. 节能改造节能改造是对电厂原有设备和系统进行优化和改进,以提高能源利用效率和降低能源消耗。
节能改造的主要任务是对电厂的供电、供热、供水等各个环节进行全方位的考虑和改进。
例如,对于老化的设备可以进行部分替换或者优化升级;对于低效的系统可以通过改进控制方式或者调整参数来提高效率。
通过节能改造,电厂可以在不新增投资的情况下,显著提高能源利用效率。
5. 能源管理系统能源管理系统是一种综合性的能源管理工具,通过对电厂能源消耗的监测、分析和控制,实现对能源的精细化管理。
热电联产企业是国内外人所共知的节能企业,但同时又是耗能大户。
在中央提出“十一五”期间国内生产总值能源消耗降低20%的伟大号召后,热电联产企业应有更大的作为。
热电专委会曾于2006年11月25~27日在宁波召开“热电联产为“十一五”节能20%做贡献”研讨会,各单位总结出不少好经验,本文根据会议情况和热电企业多年来生产实践的积累,总结如下的节能有效措施,以供领导部门决策时参考和热电企业在节能降耗的生产实践中加强交流。
1.热电厂在厂址选择时就要考虑节能热电厂在厂址选择时就要考虑的因素很多:应研究电网结构、电力和热力负荷、燃料供应、水源、交通、燃料及大件的运输、贮灰场、出线走廊、地质、地震、地形、水文、气象、环境影响,占地拆迁和施工等条件,通过全面的技术经济比较和经济效益分析,才能得出最优的方案。
做为热电厂首先要调查核实热负荷,搞清热负荷中心,使热电厂距主要热负荷较近,上述各热电厂厂址的有关因素中,有些条件是互为矛盾的,有的厂址距水源近,距灰场远,距热负荷也远,这就要具体分析。
距主要热负荷近,不仅热网管线投资减少,而且在今后长年运行中,管网的压力损失和热损失也大为减少,会更有效的节能。
要知道热网的投资是较大的,有的工程一公里要几百万元,减少热网管线长度,不仅降低工程造价,还使工程投产后更有效的节能。
2.多热源联合供热系统更有效节能在热电联产集中供热大发展的今天,一个城市会有若干个热电厂和更多的集中供热锅炉房在运行,由于体制的关系,一般是各自为政,“各扫门前雪”从节能的角度看,应组织起来搞更多热源联网运行。
应在当地综合部门的统筹规划下,发挥各类热电厂和不同容量锅炉房的优势,在合理经济分析的工况下,优化运行,以取得最优的节能效益和环保效益。
热电厂与集中锅炉房联合运行,使热电厂承担基本热负荷,提高能源利用率,降低发电供热煤耗,取得较好的经济效益和环保效益。
锅炉房承担尖峰负荷,运行时间短,降低运行成本,使全供热系统增加供热能力减少基建投资。
外三电厂节能技术盘点
上海外高桥第三发电有限责任公司(简称外三)投产当年,就创出全世界最低的实际运行供电煤耗:287克/千瓦时。
这还是在只有74%的负荷率的情况下。
此后每年,在持续的技术创新的推动下,都大幅刷新供电煤耗最低世界纪录。
到2013年,国际煤电界由外三创造的纪录已进入280克/千瓦时以下,达到276克/千瓦时左右。
世界范围内,中国以外公认技术指标最好的燃煤发电厂是丹麦NORDJYLLAND 电厂3号机组,由于实施了二次再热超超临界技术,并有超低温冷却海水的得天独厚的优势,其实际运行供电煤耗为286.08克/千瓦时。
我们发现,这项“原世界纪录”比外三差了10克/千瓦时,而10克/千瓦时是煤电行业通常所称的一代技术的差距。
一、锅炉侧的主要技术
1、排烟损失及回收技术
众所周知,锅炉的各项损失中,排烟损失约占全部损失的80%,因此,如何降低该项损失是极具吸引力的课题。
此外,引风机和脱硫增压风机做功致使烟气焓和温度上升,其温升最高可达10℃左右,颇为可观。
不过,锅炉排烟温度的绝对值较低,一般在130℃左右甚至更低,可资利用的有用能有限。
由于烟气中含有SO2,安装SCR 脱硝装置后还会增加SO3及硫酸氰胺,余热回收装置易出现表面凝结硫酸露,这会对换热器产生强腐蚀,同时烟气中的飞灰极易粘在结露的换热器表面,碱性的烟灰与硫酸露结合后呈水泥状,极难清除。
这种情况持续发展甚至可以使烟道的通风能力严重下降。
德国在解决这类问题方面作了有益的探索,采用耐酸塑料管材制作换热器。
但是,由于塑料的换热系数很低,制成的换热装置非常庞大,造价昂贵。
据悉,日本采用了钢制换热器回收烟气余热,但为防止结露,烟气温降有限,且燃煤的含硫量需严格控制。
中国的动力煤蕴藏量丰富,但含硫量较高且不稳定。
此外,作为发展中国家,投资要考虑性价比,故上述两种方案均难以借鉴。
通过深入研究,我们改变解题的角度,从而破解了这一难题。
其基本思路是通过专门的控制措施尽可能不让换热器表面结酸露,辅之以换热器低温段的钢材具备一定的耐酸性,并将其置于增压风机与脱硫塔间的低尘区域,既能防止磨损,又降低了积灰和堵塞的风险,还兼顾了引风机、增压风机做功致烟气焓的回收。
换热器采用鳍片管以提高换热效率。
余热回收工质为低压加热器间的凝结水,被加热的凝结水减
少了低压缸抽汽,降低了汽轮机的热耗。
两台机组的脱硫烟气余热回收系统分别于2009年6月和10月先后投入运行,至今运行情况良好。
经多次检查,腐蚀情况甚微,寿命影响可以忽略。
性能试验表明,该套装置的投产,使机组的效率上升了0.4%,脱硫塔喷水降低45t/h。
2、空预器密封技术
回转式空预器是当今大型锅炉的通用配置,外三电厂采用的是转子回转式,转子直径17m×高2.5m。
设计漏风率<5%,一年后<6%。
转子回转式空预器虽有很多优点,但其转子在运行中会出现“蘑菇型”非线性变形,动静间隙较难控制,这导致其漏风率较大。
漏风会导致两个后果,一是各相关风机的总风量增大,功耗相应增加,其功率增量约与漏风率的三次方正相关;二是致空预器换热效率下降,导致排烟损失增加,锅炉效率下降。
为降低空预器的漏风率,我们研究开发了一种“全向柔性密封技术”,这种密封装置是以不改变原有设备结构为前提,在径向、轴向和环向均加装了磨损率可控的接触式柔性密封,利用其柔性特点补偿动静间隙的非线性变化,从而使漏风率显著降低。
应用该技术后,额定工况下的厂用电率降至3.5%以下(包括脱硫、脱硝)。
与此同时,锅炉热风温度也明显上升,相应提高了锅炉热效率。
该项创新提升了约0.29%机组效率。
3、锅炉的节能启动系列技术
大型超(超)临界机组的启动,需要消耗大量的水、电、油、煤、蒸汽等资源,时间长,且这一阶段的风险远远高于机组正常运行时期。
为防止粘性油烟对除尘装置的污染,纯燃油及煤油混烧阶段不宜投除尘器,从而又显著增加了这一阶段的污染物排放量。
通过对国内外直流锅炉不同启动方式以及相应的优、缺点和存在问题的深入研究,我们在理论上取得了一系列的重大突破。
在此基础上,对传统的机组启动方式进行了全面的颠覆和创新,研究并设计出了一整套全新的启动技术,取得了卓有成效的成果。
如:
(1)不启动给水泵、静压状态下的锅炉上水及不点火的热态水冲洗。
这种水冲洗技术不用启动给水泵,也不用点火加热,节约了大量的燃料和厂用电,并且操作简单,可控性好。
由于冲洗的水温高,且整个被冲洗受热面内的冲洗介质均处于汽水两相流,极大地改善了冲洗效果。
(2)直流锅炉蒸汽加热启动和稳燃技术。
采用这一启动技术后,耗油量下降了
一个数量级以上。
该方法不仅将锅炉由原来的冷态启动转为热态启动,并且使烟风系统的运行条件更优于热态启动,极大地改善了锅炉的点火和稳燃条件,创造了最低断油稳燃负荷<20%BMCR的纪录,显著提高了锅炉的启动安全性。
(3)取消炉水循环泵的低给水流量疏水启动。
这一技术大大简化了启动系统和运行控制,提高了安全性和可靠性,减少了启动损失,同时仍具有常规带炉水循环泵锅炉的极热态启动时间短,损失小的特点。
新启动技术成功应用后,整个启动操作过程明显简化,时间大为缩短,启动能耗大幅降低,特别是厂用电及点火助燃用油呈数量级下降,而安全性则得到显著提高。
目前,不论机组处于何种状态,包括冷态启动在内,从锅炉的点火至发电机并网,时间可控制在120分钟以内。
耗油小于10——20吨,耗电8万度,耗煤200吨(含加热蒸汽)。
二、汽轮机侧的主要技术
1、主蒸汽参数及运行调节方式的优化
西门子的超(超)临界汽轮机均采用了无调节级设计,基本的运行方式为滑压运行。
为进一步提高调频运行的经济性,其为中国市场推介的超超临界机型采用了“补汽阀”的调频和过负荷调节技术。
其高压缸增加了一个第五级动叶后的进(补)汽口。
在主汽阀后与补汽口之间连有一个补汽调节阀。
在正常负荷范围内,其主调门及补汽阀均参与调频。
通过开启补汽阀或关小主调门来响应加(减)负荷。
显然,当补汽阀打开时汽轮机效率会显著下降。
而若频繁开启补汽阀并在小开度下运行,极易造成冲蚀和泄漏。
为避免一般情况下开启补汽阀,针对补汽阀作用的两种情况,对设计参数和控制方式等作了以下优化和创新:
(1)适当提高主蒸汽设计压力,并将补汽阀的过负荷开启点设置到夏季最高冷却水温下的额定负荷,从而确保全年在额定负荷及以下工况不开启补汽阀。
(2)针对正常负荷段的汽轮机调频运行,研究开发成功节能型抽汽调频技术。
该方法的着眼点是改变汽轮机的调频原理。
通过调节凝结水流量,间接地同步改变相关级回热抽气量,辅之以高加抽汽调节的配合,以达到汽轮机暂态功率调节的目的(而后由锅炉燃烧调节系统跟进)。
用此方法,可使主调门全开,补汽阀全关,消除汽轮机进汽节流损失。
采用这种调频法反应速度快,功率调节范围相对较大。
从外高桥三期两台机组的实践来看,新的调频方式获得了成功。
目前,机组的加(减)负荷的速率能达到和。