火力发电机组系统节能

1、严俊杰能源与动力工程学院2严俊杰能源与动力工程学院3v电力建设保持较快速度，电源、电网建设发展平衡。电力建设保持较快速度，电源、电网建设发展平衡。 2009年全国发电生产能力平稳提高，电网建设快速发展。2009年电力工程建设投资完成7558.47558.4亿元亿元，其中电源工程建设投资完成3711.13711.1亿元亿元，电网工程建设投资完成3847.13847.1亿元亿元。v装机容量稳步增长。装机容量稳步增长。截止2009年底，全国发电装机容量达到8740787407万千瓦万千瓦，同比增长10.23%10.23%。其中，水电达到1967919679万千瓦万千瓦，约占总容量22.5%22.5%

2、，同比增长14.01%14.01%；火电达到6520565205万千瓦万千瓦，约占总容量74.6%74.6%，同比增长8.16%8.16%；核电装机容量904904万千瓦万千瓦，约占总容量1.03%1.03%，没有新机组投运；风电装机容量达到16131613万千瓦万千瓦，约占总容量1.85%1.85%，同比增长92.26%92.26%，持续高速增长。1 我国电力系统的概况严俊杰能源与动力工程学院41 我国电力系统的概况v电力生产发展平稳电力生产发展平稳2009年，6000千瓦及以上电厂发电量达到3596535965亿千瓦时亿千瓦时，同比增长 6.66%6.66%。其中，水电发电量5127512

3、7亿千瓦时亿千瓦时，约占全部发电量14.26%14.26%，同比增长4.32%4.32%；火电发电量2986729867亿千瓦时亿千瓦时，约占全部发电量83.04%83.04%，同比增长6.75%6.75%；核电发电量700700亿千瓦时亿千瓦时，约占全部发电量1.95%1.95%，同比增长1.13%1.13%；风电发电量269269亿千瓦时亿千瓦时，约占全部发电量0.75%0.75%，同比增长102.86%102.86%。v随着大批电源项目的相继建成投产，全国供需总体基本平衡，发随着大批电源项目的相继建成投产，全国供需总体基本平衡，发电设备利用小时数继续回落电设备利用小时数继续回落2009年

4、，全国6000千瓦及以上电厂累计平均设备利用小时数为45274527小时小时，同比降低121121小时小时。其中，水电设备利用小时数为32643264小时小时，同比降低325325小时小时；火电设备利用小时数为48394839小时小时，同比降低4646小时小时；核电设备利用小时数为79147914小时小时，同比增加8989小时小时；风电设备利用小时数18611861小时小时，同比降低185185小时小时。严俊杰能源与动力工程学院51 我国电力系统的概况v节能减排工作成效显节能减排工作成效显著著u2009年共关停小火电26172617万千瓦万千瓦，“十一五”关停小火电任务提前完成。u全国供电煤耗

5、为342342克克/ /千瓦时千瓦时，比2008年降低3克/千瓦时。u电网输电线路损失率比去年减少0.24个百分点，降为6.55%6.55%。严俊杰能源与动力工程学院6v电源结构持续优化，清洁能源发电比例持续提高电源结构持续优化，清洁能源发电比例持续提高v火电机组继续向大容量、高参数、环保型方向发展。火电机组继续向大容量、高参数、环保型方向发展。2009年底，全国火电装机容量6.51亿千瓦（其中煤电5.99亿千瓦），占全部装机容量的74.49%，比重比上年下降了1.56个百分点，火电装机比重自2002年持续7年提高后，已经实现连续两年下降。截止2009年底，全国已投运百万千瓦超超临界机组21台

6、，是世界上拥有百万千瓦超超临界机组最多的国家；30万千瓦及以上火电机组占全部火电机组的比重已经从2000年的42.67%提高到2009年的69.43%，火电机组平均单机容量已经从2000年的5.40万千瓦提高到2009年的10.31万千瓦。在6000千瓦及以上电厂火电装机容量中，供热机组容量比重为22.42%，比上年提高了3个百分点。 1 我国电力系统的概况严俊杰能源与动力工程学院7v电源结构持续优化，清洁能源发电比例持续提高电源结构持续优化，清洁能源发电比例持续提高v水电装机比例有所提高。水电装机比例有所提高。2009年底，全国水电装机容量1.96亿千瓦，占总装机容量的22.46%，比重比上

7、年提高0.68个百分点，我国已成为世界我国已成为世界上水电装机规模最大的国家。上水电装机规模最大的国家。v核电在建施工规模居世界首位。核电在建施工规模居世界首位。2009年底，全国核电装机容量908万千瓦，位列世界第九位；在建施工规模2192万千瓦，居世界首位。v并网风电装机和发电量连续四年翻倍增长并网风电装机和发电量连续四年翻倍增长。2009年底，全国并网风电装机容量1760万千瓦，比上年增长109.82%；2009年，全国风电发电量增长111.1%，高于其装机容量增长速度。并网风电装机和发电量连续四年翻倍增长。v非化石能源发电装机容量所占比重加大。非化石能源发电装机容量所占比重加大。全国6

8、000千瓦及以上电厂非化石能源（水电、核电、风电、太阳能、地热、潮汐能等清洁能源以及生物质能、垃圾能、余热余压能等资源循环利用）发电装机容量合计为2.22亿千瓦。 。 1 我国电力系统的概况严俊杰能源与动力工程学院8v2010电力发展预期电力发展预期2010年全国电力供需将呈现总体平衡有余，全社会用电量呈年全国电力供需将呈现总体平衡有余，全社会用电量呈“前高后低前高后低”趋势。基建新增装机趋势。基建新增装机8500万千瓦，万千瓦，2010年年底，全国发电装机容量在年年底，全国发电装机容量在9.5亿千瓦左右。电力消费同比增长亿千瓦左右。电力消费同比增长9，电力投资完成，电力投资完成6600亿元。

9、亿元。 u预计预计20102010全国全年将基建新增装机全国全年将基建新增装机85008500万千瓦。万千瓦。其中水电新增超过15001500万千瓦万千瓦，火电新增55005500万千瓦万千瓦，核电新增108108万千瓦万千瓦，风电新增13001300万千瓦万千瓦，太阳能光伏发电新增2020万千瓦万千瓦。预计月份及四季度将是全年电源投产高峰期。分区域来看，2010年华东、东北和西北新增装机将比2009年有较大幅度增加，华北、南网区域新增装机容量同比减少较多，华中区域新增装机容量基本相当。 u预计预计20102010年年中，全国发电装机容量将突破年年中，全国发电装机容量将突破9 9亿千瓦。亿千瓦

10、。2010年年底，全国发电装机容量在9.59.5亿千瓦亿千瓦左右，其中，水电2.1亿千瓦，火电7 7亿千瓦亿千瓦，核电10161016万千瓦万千瓦，并网风电30003000万千瓦万千瓦。 1 我国电力系统的概况严俊杰能源与动力工程学院9v2010电力发展预期电力发展预期u电力投资结构继续优化。电力投资结构继续优化。2010年电力投资将保持较大规模，全年电源和电网投资预计都在33003300亿元亿元左右，全年全国电力投资完成额6600亿元左右，少于2009年水平。电源投资中火电比重将继续低于50，水电、核电投资比重将继续提高 。u预计预计20102010年全国电力消费增长势头将高于年全国电力消费

11、增长势头将高于20092009年。年。以2009年全国电力工业统计快报为计算基数，全年电力消费同比增长9，达到3970039700亿千瓦时亿千瓦时左右。 u我国全年发电设备利用小时将在我国全年发电设备利用小时将在45004500小时左右。小时左右。这一数据与2009年基本持平或略有下降。上海、江苏、浙江、湖北、湖南、江西、四川、重庆等地区部分时段电力供需偏紧，可能存在一定的电力电量缺口。 1 我国电力系统的概况严俊杰能源与动力工程学院10v电力的结构性问题仍然比较突出：电力的结构性问题仍然比较突出：我国火电比重过高和部分地区水电及风电比重大的问题同时存在。虽然在金融危机后我国发电供应能力比较充

12、足，但是在各地区的结构不平衡问题突出。“三北”地区在冬季风电上网和市场消纳难度增大；2009年下半年，西南水电出力同比大幅下降，火电装机及其电煤供应无法弥补水电下降的缺口，供需矛盾比较突出。v清洁发展压力巨大：清洁发展压力巨大：2009年，我国政府向世界承诺，通过大力发展可再生能源、积极推进核电建设等行动，到2020年我国非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右。这一承诺对电力行业清洁发展提出了更高的要求。v节能减排难度加大：节能减排难度加大： “十一五”以来在满足快速增长的用电需求同时，通过结构调整、节能挖潜、经济运行、优化调度等措施，电力行业在节能方面已经取得了巨大进步，使电力行业能源

13、转化效率不断提高，2009年达到43.89%，比上年提高0.7个百分点，初步实现了电力行业的节约、增效发展，燃煤电厂的煤耗指标、二氧化硫排放绩效指标也优于美国等发达国家，节能减排大幅下降的空间已经很小，电力行业节能减排难度越来越大。 1 我国电力系统的概况严俊杰能源与动力工程学院11严俊杰能源与动力工程学院122 火电厂节能的意义和途径2.1 节能定义节能定义u节能就是尽可能地减少能源消耗量，生产出与原节能就是尽可能地减少能源消耗量，生产出与原来同样数量、同样质量的产品；或者是以原来同来同样数量、同样质量的产品；或者是以原来同样数量的能源消耗量，生产出比原来数量更多或样数量的能源消耗量，生产出

14、比原来数量更多或数量相等质量更好的产品。对火电厂而言则是属数量相等质量更好的产品。对火电厂而言则是属于前一种情况。于前一种情况。u节能就是应用技术上现实可靠、经济上可行合理、节能就是应用技术上现实可靠、经济上可行合理、环境和社会都可以接受的方法，有效地利用能源，环境和社会都可以接受的方法，有效地利用能源，提高用能设备或工艺的能量利用效率。提高用能设备或工艺的能量利用效率。严俊杰能源与动力工程学院132 火电厂节能的意义和途径2.2 节能理念节能理念u狭义节能狭义节能:或称直接节能，是指生产或生活过程中一次能源（石油、煤、天然气等）、二次能源（电能、蒸汽、石油制品、焦炭、煤气等）的直接节约。 注

15、重于设备节能。u广义节能广义节能:或称间接节能，是指除了狭义节能的内容以外，还包括各种间接的能源节约。如：原材料和各种物资的节约、产业结构和产品结构的节能化调节、能源的按质利用和合理分配与使用等。这是一种系统节能理念。u节能通常是指狭义节能：节能通常是指狭义节能：提高能源转化与输出效率和终端利用效率，是当今节能技术研究发展的方向。系统的节能潜力更大。严俊杰能源与动力工程学院142 火电厂节能的意义和途径2.3 节能的地位节能的地位u节能优先节能优先中国国务院总理温家宝在2010年的政府工作计划中，多次提及节能减排与环境保护问题，强调了转变经济增长方式和加大结构调整的力度。为应对全球性的气候变化

16、，在哥本哈根会议上，中国承诺到2020年，中国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%40%-45%。节能减排作为国家一项重点工作已经逐渐落实到社会生活的方方面面。u节约与开发并重节约与开发并重针对目前的中国能源消耗问题，必须依靠科技进步和走新型工业化道路，来化解能源供求矛盾。依靠科技进步，开发和推动新能源和可再生资源的利用，发展低碳工业，解决中国能源的供需矛盾。严俊杰能源与动力工程学院152 火电厂节能的意义和途径2.4 我国节能战略目标我国节能战略目标u根据“十一五”规划纲要，“十一五”期间我国要实现单位GDP能耗下降2020左右的目标，其中，每年平均的目标是下降4.44.4左

17、右。截止2009年，节能减排和环境保护扎实推进。“十一五”前四年累计单位国内生产总值能耗下降14.3814.38，化学需氧量、二氧化硫排放量分别下降9.669.66和13.1413.14。我国累计关停小火电机组60066006万千瓦万千瓦，淘汰落后的造纸产能680680万吨万吨，这两项都基本上完成了“十一五”的任务。u可以预期“十二五”规划中，中国的节能减排必定推向新的阶段，提出更高要求。严俊杰能源与动力工程学院162 火电厂节能的意义和途径2.5 节能的途径节能的途径 实施节能途径非常广泛，渠道众多，主要有：实施节能途径非常广泛，渠道众多，主要有：u结构节能结构节能主要从宏观角度通过经济结构

18、的调整，限制发展高耗能产业，向节能型工业体系发展。u管理节能管理节能主要是加强计量检测，优化能源分配，强化管理维护，实现节能目标。u技术节能技术节能通过新技术、新工艺、新材料、新设备、新器件的开发应用来取得节能效益。严俊杰能源与动力工程学院172 火电厂节能的意义和途径2.6 节能的潜力节能的潜力(1)我国主要产品能耗比发达国家高我国主要产品能耗比发达国家高40,如如: 火电供电煤耗高2828， 大中型钢铁企业吨钢综合能耗高2525， 大型合成氨综合能耗高4040。 (2)万元万元GDP的产值能耗比世界平均水平高倍多的产值能耗比世界平均水平高倍多2.7 中国节能之路中国节能之路重点耗能工业节能

19、潜力最大重点耗能工业节能潜力最大(1)大力调整和优化经济结构，大力发展第三和高技术产业；(2)将严把能耗增长的源头关，从严控制新开工高耗能项目； (3)重点推进钢铁、有色、煤炭、电力、石油石化、化工、建材等八个重点耗能工业行业的节能。严俊杰能源与动力工程学院182 火电厂节能的意义和途径2.8 2.8 火力发电企业节能重要性火力发电企业节能重要性 2007年中国的能源状况与政策白皮书中再次明确提出中国能源战略将“坚持节约优先坚持节约优先”、“依靠科技依靠科技”通过开展基础科学研究，“重重点研究化石能源高效洁净利用与转化的基础理论，高性能热功转换、高点研究化石能源高效洁净利用与转化的基础理论，高

20、性能热功转换、高效节能储能的关键原理效节能储能的关键原理”，加快推进能源技术进步。 近年来，我国电力工业持续保持高速增长，装机容量从5 5亿千瓦亿千瓦增加到2009年的8.748.74亿千瓦亿千瓦, 发展速度在世界电力发展史上史无前例。截止到2009年底，燃煤发电装机容量达到6.52亿千瓦，约占全国总装机容量的74.60%。预计到2020年总装机容量将超过14亿千瓦，燃煤发电装机容量将达到9-10亿千瓦。同时，我国的资源禀赋决定了我国是以煤为主要一次能源的国家，这一格局将长期保持不变。以2006年为例，我国煤炭在一次能源消费中的比重为69.4%，其中近一半的煤炭被用于燃煤发电。预计到20202

21、020年年，我国一次能源的需求超过30亿吨标准煤，燃煤发电消耗的煤炭量仍将维持在50%50%左右。严俊杰能源与动力工程学院192 火电厂节能的意义和途径2.8 2.8 火力发电企业节能重要性火力发电企业节能重要性v 我国燃煤电站在消耗大量煤炭的同时，还排放出全国三分之一三分之一以上的烟尘、SO2、CO2与NOx，消耗了四分之一四分之一的工业用水。通过火电结构调整以及节能挖潜，2009年我国燃煤电站的平均供电煤耗下降至342g/kWh，比2008年下降了3g，与发达国家相比（例如日本东京电力公司13个火力发电厂1999年供电煤耗为320g/kWh)，仍然存在着较大节能空间。燃煤发电技术的升级换代

22、和电力行业火电机组的结构调整在降低火力发电能耗水平、提高能源综合利用效率方面起到了重要作用，也是今后大幅度降低我国火力发电行业能耗的根本途径。 严俊杰能源与动力工程学院202 火电厂节能的意义和途径2.9 2.9 发电企业节能技术发电企业节能技术2.9.1 2.9.1 结构节能技术结构节能技术v上大压小、以大代小上大压小、以大代小(1) 2009年共关停小火电26172617万千瓦万千瓦，“十一五”关停小火电任务提前完成。全国供电煤耗为342342克克/ /千瓦时千瓦时，比2008年降低3克/千瓦时。电网输电线路损失率比去年减少0.24个百分点，降为6.55%6.55% (2)为了进一步提高火

23、电厂的效率, 目前火电常规机组的发展趋势仍向更高的更高的参数发展参数发展, 即采用超临界和超超临界机组。采用超临界参数可以提高机组热效率, 与同容量亚临界火电机组比, 理论上可提高效率2%2%2.5%,2.5%, 采用更高参数可提高效率4%4%5%5% , 具体参数如右表。严俊杰能源与动力工程学院212 火电厂节能的意义和途径2.9 2.9 发电企业节能技术发电企业节能技术2.9.1 2.9.1 结构节能技术结构节能技术v热电联产热电联产 将高品位的高温蒸汽作功发电后，抽出部分低温低压蒸汽供给工业生产流程和建筑物取暖用，部分利用发电生产中的冷源损失，使能源得到了综合利用，从而实现企业的节能。

24、国家发改革委能源局提出：到2020年，全国热电联产总装机容量将达200GW200GW，其中城市集中供热和工业生产用热的热电联产装机容量约100GW100GW。预计到2020年，全国总发电装机容量将达900GW900GW左右，热电联产将占全国发电总装机容量的22%22%，在火电机组中的比例为37%37%左右。 根据上述规划，20012020年，全国每年要增加热电联产装机容量约9GW，年增加节能能力约800800万吨标准煤万吨标准煤 。 严俊杰能源与动力工程学院222 火电厂节能的意义和途径2.9 2.9 发电企业节能技术发电企业节能技术2.9.1 2.9.1 结构节能技术结构节能技术v加大电源结

25、构调整力度：水电、核电、风力发电、太阳能发电等加大电源结构调整力度：水电、核电、风力发电、太阳能发电等u水电水电建设步伐加快，三峡电站已有21台机组投产，发电能力达1480万千瓦。龙滩、小湾、构皮滩、瀑布沟、锦屏、拉西瓦、向家坝、溪洛渡等一批大型水电站相继开工建设，其中一些项目的部分工程投产发电；金沙江水电开发全面启动，溪洛渡电站于2008年11月8日实现截流；u核电核电方面，随着田湾核电站两台核电机组投产，到2009年全国核电装机容量已达1613万千瓦，红沿河核电等项目已开始启动；u风力发电风力发电取得突破性进展，中国国电集团公司、中国大唐集团公司风电装机容量相继超过百万千瓦，内蒙古自治区成

26、为全国首个风电装机容量突破百万千瓦的省份。2008年11月8日，我国第一个海上风电站在渤海油田顺利投产，拉开了我国有效利用海上风能的序幕；u一批生物质发电厂生物质发电厂建成投产，光伏发电光伏发电和煤层气煤层气开发积极推进。严俊杰能源与动力工程学院232 火电厂节能的意义和途径2.9 2.9 发电企业节能技术发电企业节能技术2.9.2 管理节能管理节能(1)贯彻国家和上级有关部门颁发的节能工作方针、政策、法规和标准等。(2)制订相应的节能管理办法、规章制度、节能规划和目标，并有专门的部门及人员负责监督、检查和实施。(3)编制本单位年度节能计划，实施有关节能项目，组织开展节能成果的技术坚定和推广。

27、(4)监督本单位能耗指标完成情况，将节能指标作为考评企业管理水平的一项重要依据。(5)运用节能分析、评价理论，定期对本企业设备的经济运行水平进行评价，并提出节能降耗的改进措施。(6)定期召开节能工作会议，全面评价设备改造、施工安装、运行检修等因素对设备能耗的影响。(7)总结交流节能技术监督经验，定期组织节能技术培训，广泛开展节能宣传，推广节能新技术。严俊杰能源与动力工程学院242 火电厂节能的意义和途径2.9 2.9 发电企业节能技术发电企业节能技术2.9.2 技术节能技术节能(1)(1)低耗电量的变频技术低耗电量的变频技术 交流电动机变频调速是在现代微电子技术基础上发展起来的新技术,它的特点

28、是调速平滑, 调速范围宽, 效率高,特性好, 结构简单, 机械特性硬, 保护功能齐全, 在生产过程中能获得最佳速度参数, 是理想的调速方式。 变频调速技术的优势在于: 节能效果显著, 一般情况下可以节能约30 %; 电机转速降低, 减少了机械磨损, 电机工作温度明显降低, 检修工作量减少; 电机采用软启动, 启动电流从零逐渐上升到额定电流值, 不仅节能, 而且不会对电网造成冲击。v如：如：华能威海电厂、海口电厂、长兴电厂实施华能威海电厂、海口电厂、长兴电厂实施380V低压变频调速系统低压变频调速系统（灰浆泵、给粉机、给煤机等）；淮阴电厂实施凝结水系统变频节能（灰浆泵、给粉机、给煤机等）；淮阴电

29、厂实施凝结水系统变频节能改造等。改造等。 严俊杰能源与动力工程学院252 火电厂节能的意义和途径2.9 2.9 发电企业节能技术发电企业节能技术2.9.2 技术节能技术节能(2)(2)低耗能煤粉点燃技术低耗能煤粉点燃技术 与同类型锅炉相比, 在燃煤锅炉上采用等离子点火、微油点火或少油点火等技术实现锅炉冷态启动, 启动平均耗油量可减少202025 t25 t , 投粉时间可提前2 23 h3 h , 在低负荷工况下使用等离子点火、微油点火或少油点火等技术助燃, 完全可以实现无油助燃或少油助燃, 机组的经济效益和环保效益明显提高, 对于调峰大机组尤为适合。 微油点火或少油点火装置有两种技术流派,

30、一是以压缩空气为雾化介质, 另一种是机械雾化。严俊杰能源与动力工程学院262 火电厂节能的意义和途径2.9 2.9 发电企业节能技术发电企业节能技术2.9.2 技术节能技术节能(3)(3)先进的监控、优化系统先进的监控、优化系统v一次风煤粉浓度和风量监测系统v锅炉燃烧优化控制系统 如：华能杨柳青电厂实施锅炉燃烧优化系统节能改造，经东北电力科学研究院正式测试，锅炉效率提高了0.50.7，送、引风机电耗降低了287kW823kW，氮氧化物排放降低了15.326.7。 v生产实时监管系统 v电除尘优化系统 如：华能威海、辛店、海口电厂实施电除尘优化节能改造 v空气预热器的优化调整v循环水系统的智能优

31、化控制v吹灰器的智能优化控制v给水加热器和蒸汽循环的智能优化控制v除渣除灰的智能优化控制v负荷预测的智能优化控制v汽机的智能优化控制v火电厂制粉系统节能与噪声控制 v辅机优化运行控制 严俊杰能源与动力工程学院272 火电厂节能的意义和途径2.9 2.9 发电企业节能技术发电企业节能技术2.9.2 技术节能技术节能(4)(4) 机组节能潜力诊断和系统节能机组节能潜力诊断和系统节能 对机组的运行参数、热力系统运行方式、机组热力设备及锅炉运行等方面进行经济性诊断，找出机组运行的节能潜力，优化调整机组各参数、设备及系统的运行方式，以实现机组的最好运行水平，从而达到节能的目的。v火电厂进一步深化节能的关

32、键关键和实现现有火电机组节能降耗的重要手段手段和根本途径途径严俊杰能源与动力工程学院28严俊杰能源与动力工程学院293.锅炉节能3.13.1锅炉技术经济指标锅炉技术经济指标1）锅炉热效率）锅炉热效率：单位时间内锅炉有效利用热量占所消耗燃料输入热量的百分数。通常采用反平衡法测算，即测定锅炉的各项损失。%1001锅炉热效率）输入热量热损失（23456100qqqqq（）按GB/T10184-88电站锅炉性能试验规程，输入热量为燃料的低位发热量，损失项目有排烟损失q2，气体未完全燃烧热损失q3、固体未完全燃烧热损失q4、锅炉散热热损失q5 、灰渣物理热损失q6 。严俊杰能源与动力工程学院303.锅炉

33、节能锅炉热效率是反映锅炉性能的主要指标。在进行锅炉热效率计算时大多规定空气预热器进口空气温度为热平衡计算的基准温度，因此锅炉热效率比较时必须将试验所得热效率换算到同一基准温度，通常用右式计算不同进风温度对排烟温度的变化，并由此计算热效率。bpybpypySFt ()()C CCtCtCbSFpypySFSFbSFtt 式中： 基准温度下的排烟温度，；空气预热器进口温度，； 实测排烟温度，； 实测空气预热器温度，； 基准温度，。3.13.1锅炉技术经济指标锅炉技术经济指标严俊杰能源与动力工程学院313.锅炉节能2）各项热损失：）各项热损失：排烟热损失排烟热损失q2，这是由于锅炉排烟带走的热量造成

34、的损失热，等于排烟焓与入炉空气焓之差。是锅炉热损失中最重要的一项，约为（4-8）%。0py42I)(100)q%pylkrIqQ（式中：Ipy为排烟焓，kJ/kg；Ilk0为进入锅炉的冷空气焓，按冷空气温度tlk=30计算kJ/kg；py为排烟处的过量空气系数， 。影响因素：排烟温度和烟气容积。通常排烟温度每升高12左右，可使排烟热损失增加1%。1py3.1锅炉技术经济指标严俊杰能源与动力工程学院323.锅炉节能可燃气体未完全燃烧热损失可燃气体未完全燃烧热损失q3这是由于CO、H2、CH4等可燃气体未燃烧放热就随烟气离开锅炉而造成的热损失，也称化学不完全燃烧热损失。2443240.375236

35、201.5668100qq100%100ararrCSCOHCHQROCOCH式中：CO、H2，CH4为干烟气中一氧化碳、氢气、甲烷的容积百分数，可以通过烟气分析测得；RO2为干烟气中三原子气体容积百分比。影响因素：燃料的挥发分、炉膛过量空气系数、燃料器结构和布置、炉膛温度和炉内空气动力工况等。3.1锅炉技术经济指标严俊杰能源与动力工程学院333.锅炉节能固体不完全燃烧热损失固体不完全燃烧热损失q4，燃料中未燃烧或未燃尽造成的热损失，碳残留在灰渣中。对于煤粉炉有：yhlhfh4lhyhfhlhyhfhC32700CCqaaa)%100C100C100CarrAQ（式中：alh、ayh，afh分

36、别为冷灰（冷炉灰渣斗中的灰量）、烟道灰、飞灰的灰量占入炉燃料总灰分的质量份额；Clh、Cyh、Cfh分别为冷灰（冷炉灰渣斗中的灰量）、烟道灰、飞灰中的可燃物含量的百分数。影响因素：燃料的性质、燃烧方式、炉膛型式和结构、燃烧器设计和布置、炉膛温度、锅炉负荷、运行水平、燃料在炉内的停留时间和空气的混合情况等。3.1锅炉技术经济指标严俊杰能源与动力工程学院343.锅炉节能散热损失散热损失q5，这是由于锅炉本体及锅炉范围内各种管道、附件的温度高于环境温度而散失的热量。可按下面的公式进行估计。0.385q5.82()edD式中：Ded为额定蒸发量t/h。影响因素：散热损失随着锅炉容量的增加而减小，由于锅

37、炉容量增大时，燃料消耗量基本上按比例增加，而锅炉的外表面积却增加稍慢。机组负荷降低，散热损失增加。其它热损失其它热损失q6，主要指灰渣物理显热损失qhz6，另外，在大容量锅炉中，由于某些部件（如尾部受热面的支撑梁等）需要用水或空气冷却，而水或空气所吸收的热量又不能送回锅炉系统中应用时，就造成冷却热损失qlq6 。故q6 = qhz6 + qlq6 。3.1锅炉技术经济指标严俊杰能源与动力工程学院353.锅炉节能3.2锅炉节能措施锅炉节能就是要减小锅炉的各项热损失，优化锅炉运行，减少启动用油，锅炉节能就是要减小锅炉的各项热损失，优化锅炉运行，减少启动用油，减少锅炉事故率、防治锅炉熄火等等。减少锅

38、炉事故率、防治锅炉熄火等等。1）减小锅炉各项热损失技术对策：）减小锅炉各项热损失技术对策：降低排烟热损失降低排烟热损失。排烟热损失是各项热损失中最大的，锅炉排烟温度过高严重影响锅炉运行的经济性，同时会对锅炉后电除尘及脱硫设备的安全运行也构成威胁。减小锅炉漏风量减小锅炉漏风量。原因：漏风是指炉膛漏风、制粉系统漏风及烟道漏风，是排烟温度升高的主要原因之一，是与运行管理、检修及设备机构有关的问题。炉膛漏风主要指炉顶密封、看火孔、人孔门及炉底密封水槽处漏风；制粉系统漏风主要指磨煤机风门、挡板处漏风；烟道漏风指氧量计前尾部烟道漏风。严俊杰能源与动力工程学院363.锅炉节能3.2锅炉节能措施123123

39、式 中 ：送 风 系 数炉 膛 漏 风 系 数制 粉 系 统 漏 风 系 数烟 道 漏 风 系 数1）减小锅炉各项热损失技术对策：）减小锅炉各项热损失技术对策：炉膛出口过量空气系数可表示为：由左式可知，保持不变，当漏风系数：升高时，则送风系数 下降，即通过空气预热器的送风量下降，排烟温度升高。123 采取措施：采取措施：在锅炉大、小修中及日常运行中，针对锅炉本体及制粉系统进行查漏和封堵工作。通过综合治理可降低排烟温度约2-3。严俊杰能源与动力工程学院373.锅炉节能3.2锅炉节能措施1）减小锅炉各项热损失技术对策：）减小锅炉各项热损失技术对策：降低排烟热损失降低排烟热损失。降低掺冷风量。降低掺

40、冷风量。目前国产锅炉机组，往往在设计时，认为进入锅炉的风量中，除炉膛及制粉系统漏风量外，其他风均通过空气预热器。实际上制粉系统在运行时，为了协调锅炉燃烧需要的一次风速和磨煤机风量，往往要掺入部分冷风，使通过空气预热器的风量小于设计值，导致排烟温度提高。采取措施：采取措施：适当提高磨煤机出口温度。适当提高磨煤机出口温度。在保证制粉系统安全运行的前提下适当提高磨煤机出口温度。这一部分在制粉系统一章还会仔细介绍。合合理理降低一次风量。降低一次风量。磨煤机实际运行中，往往由于磨煤机入口风量测量的不准确，为了保证磨煤机的安全运行，风煤曲线控制往往偏离了设计值，在保证一定的磨煤机出口温度下，一次风量越大，

41、则其中冷一次风量也增大，这样会造成送风量的降低，导致排烟温度升高。严俊杰能源与动力工程学院383.锅炉节能3.2锅炉节能措施1）减小锅炉各项热损失技术对策：）减小锅炉各项热损失技术对策：降低排烟热损失降低排烟热损失p在炉膛不结焦及制粉系统安全的前提下，可适当提高一次风风粉混合物的温度，从而减小一次冷风量掺入量；p 设计合理的风粉配比曲线，并校验一次风量的测量系统。防止受热面积灰严重。防止受热面积灰严重。受热面积灰严重会降低热交换效果，从而使得排烟温度升高。应加强锅炉吹灰，优化吹灰方式，检修人员应加强日常检修和维护。合理合理布置受热面。布置受热面。严俊杰能源与动力工程学院393.锅炉节能示例：示

42、例：某电厂排烟温度实际运行值超过设计值某电厂排烟温度实际运行值超过设计值10 10 ，分析发，分析发现除目前预热器存在换热不足外，还存在以下问题：现除目前预热器存在换热不足外，还存在以下问题：u满负荷运行时锅炉习惯投运满负荷运行时锅炉习惯投运5 5台磨煤机，而另一台磨台磨煤机，而另一台磨煤机冷风门开度经常在煤机冷风门开度经常在30%30%左右，并且出口一次风管隔左右，并且出口一次风管隔绝门全开，实际上相当于锅炉的漏风，必然导致排烟绝门全开，实际上相当于锅炉的漏风，必然导致排烟温度升高，调整后排烟温度未温度升高，调整后排烟温度未133.72 133.72 ，下降了，下降了2.71 2.71 。u

43、磨煤机出口温度偏低，将其提高磨煤机出口温度偏低，将其提高7 7 ，即减少磨煤机，即减少磨煤机入口冷分的比例，排烟温度下降了入口冷分的比例，排烟温度下降了2 2 。3.2锅炉节能措施严俊杰能源与动力工程学院403.锅炉节能3.23.2锅炉节能措施锅炉节能措施 _ _减小锅炉各项热损失技术对策：减小锅炉各项热损失技术对策：降低机械不完全燃烧热损失。降低机械不完全燃烧热损失。机械不完全燃烧热损失通常仅次于排烟热损失。调整经济煤粉细度。经济煤粉细度是指锅炉的不完全燃烧热损失和制粉系统电耗为最小时的煤粉细度，可以通过试验确定。选取主要考虑煤的燃烧特性、燃烧方式、炉膛的热强度和炉膛大小、煤粉的均匀性系数三

44、个因素。在制粉系统一章还会仔细介绍。严俊杰能源与动力工程学院413.锅炉节能3.2锅炉节能措施 _减小锅炉各项热损失技术对策：减小锅炉各项热损失技术对策：示例：示例：某电厂锅炉为苏联制造的某电厂锅炉为苏联制造的210MW机组配套锅炉，自投运以来机组配套锅炉，自投运以来锅炉飞灰可燃物偏高，基本处于锅炉飞灰可燃物偏高，基本处于8%15%之间。之间。调查发现燃煤贫煤中掺混了一定的我国最难燃烧的阳泉无烟煤，调查发现燃煤贫煤中掺混了一定的我国最难燃烧的阳泉无烟煤，由于无烟煤与贫煤燃烧特性相差较大，使得燃烧初期大量氧气由于无烟煤与贫煤燃烧特性相差较大，使得燃烧初期大量氧气被贫煤消耗，使得无烟煤更加难燃。被

45、贫煤消耗，使得无烟煤更加难燃。为提高无烟煤的燃烬程度，就要使煤粉的均匀性提高，因此对为提高无烟煤的燃烬程度，就要使煤粉的均匀性提高，因此对制粉系统进行了调整，煤粉细度制粉系统进行了调整，煤粉细度R90从从11%调整到调整到5%，同时对，同时对燃烧器风粉进行了调平、一次风与过剩空气系数进行调整，使燃烧器风粉进行了调平、一次风与过剩空气系数进行调整，使飞灰和大渣含碳量下降到飞灰和大渣含碳量下降到4%8%，锅炉效率提高至，锅炉效率提高至88%，提，提高了高了2个百分点，煤耗下降个百分点，煤耗下降56g/kWh以上。以上。严俊杰能源与动力工程学院423.锅炉节能3.2锅炉节能措施 _减小锅炉各项热损失

46、技术对策：减小锅炉各项热损失技术对策：降低化学不完全燃烧热损失。降低化学不完全燃烧热损失。煤粉炉中一般不超过0.5%；燃油炉约在1%-3%之间。一般燃料中的挥发分高，炉内的可燃气体的量就多，当炉内空气动力工况不良时，就会使q3增加。炉膛容积过小、高度不够、烟气在炉内的流程过短时，将使一部分可燃气体来不及燃尽就离开炉膛，从而使q3增大。此外，CO在低于800-900的温度下很难燃烧，因此当炉膛温度过低时，即使其他条件均好，q3也会增加。可以根据燃料性质和燃烧方式，控制合理的过剩空气系数，是运行中减小化学不完全燃烧热损失的主要措施。严俊杰能源与动力工程学院433.锅炉节能3.2锅炉节能措施 _减小

47、锅炉各项热损失技术对策：减小锅炉各项热损失技术对策：降低散热损失。降低散热损失。提高锅炉的结构紧凑程度、减小外表面积、完善保温，可以降低散热损失。降低其他热损失。降低其他热损失。加强余热回收，合理利用。确定最佳过剩空气系数。确定最佳过剩空气系数。一般排烟热损失q2随着过剩空气系数增加而增大，而机械不完全燃烧热损失q3和化学不完全燃烧热损失q4却随着 增加而减小。最佳过剩系数应使三者之和最小。最佳过剩空气系数确定在稳定负荷和煤种下进行；同时调整期间不进行吹灰，过剩空气系数的实验值可在炉膛出口的设计值附近选3-4个值进行，试验时控制一次风量不变，通过调整送风机的开度改变过剩空气系数的值。在每组工况

48、下按照反平衡获得锅炉效率，并在不同负荷下进行过剩空气系数的调整，最终获得不同负荷下最佳过剩空气系数曲线。但煤种变化时，要对过剩空气系数进行调整。严俊杰能源与动力工程学院443.锅炉节能3.2锅炉节能措施 _减小锅炉各项热损失技术对策：减小锅炉各项热损失技术对策：示例：示例：某电厂总装机容量为某电厂总装机容量为4X300MW，锅炉选用哈尔滨锅炉厂生产的亚临界，锅炉选用哈尔滨锅炉厂生产的亚临界压力，一次中间再热、自然循环汽包锅炉，采用四角切园燃烧方式，压力，一次中间再热、自然循环汽包锅炉，采用四角切园燃烧方式，制粉系统为正压直吹式，设计燃煤为陕西神府东胜煤。为了进一步提制粉系统为正压直吹式，设计燃

49、煤为陕西神府东胜煤。为了进一步提高锅炉效率，电厂分别在不同负荷下进行了过剩空气系数优化调整试高锅炉效率，电厂分别在不同负荷下进行了过剩空气系数优化调整试验，获得不同负荷下最佳氧量控制曲线，从而指导锅炉优化运行，提验，获得不同负荷下最佳氧量控制曲线，从而指导锅炉优化运行，提高锅炉效率。高锅炉效率。严俊杰能源与动力工程学院453.锅炉节能2）燃煤安全高效洁净掺烧技术：）燃煤安全高效洁净掺烧技术：动力煤掺烧是根据锅炉燃烧对煤质的要求，将若干不同种类不同性质的煤按照一定比例掺混后来完成发电过程。由于锅炉是根据煤种设计的，煤的特性直接影响锅炉效率。燃烧混煤包括主动掺烧和被动掺烧，在我国，煤掺烧主要是由于

50、我国锅炉尤其是电站锅炉供煤不稳定而引起的。煤掺烧技术是利用不同煤种的成分，按要求进行掺配混合，使最终配出来的煤在性能指标上达到或接近锅炉的设计煤种要求，以使锅炉效率高、出力足，环境保护好。掺混烧更多是考虑煤的基本（热值等）和燃烧热性（着火、燃尽、结渣等）是否与锅炉设备特性相配。煤的掺烧需要确定合理的掺烧系统和掺烧方法，需要对混煤的着火燃烧性能进行研究，同时对减轻结渣，降低NOx、SOx的排风量掺烧方法及混燃设备和技术进行研究。采用掺烧技术可以明显提高供煤不稳的锅炉效率。3.23.2锅炉节能措施锅炉节能措施严俊杰能源与动力工程学院463.锅炉节能3）节油技术：）节油技术：我国油气资源较煤炭更为紧

51、张，而且锅炉启动或低负荷运行时的大量投油增大我国油气资源较煤炭更为紧张，而且锅炉启动或低负荷运行时的大量投油增大了锅炉运行的成本。在锅炉点火及稳燃节油技术方面，国内市场主要存在有高了锅炉运行的成本。在锅炉点火及稳燃节油技术方面，国内市场主要存在有高能等离子体点火燃烧器、少油点火燃烧器和微油点火燃烧器等，这些技术在锅能等离子体点火燃烧器、少油点火燃烧器和微油点火燃烧器等，这些技术在锅炉启动过程中节油的同时，还兼顾着低负荷稳燃节油的作用。炉启动过程中节油的同时，还兼顾着低负荷稳燃节油的作用。高能等离子体点火燃烧器高能等离子体点火燃烧器u基本原理：利用直流电流在空气介质一定气压下接触引弧，并在强磁场

52、控制下活得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在专门设计的燃烧器中心燃烧筒中形成T4000K的，温度梯度极大的局部高温区，从而加速煤粉燃烧，大大减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。u目前等离子点火及稳燃技术一应用于挥发份20%烟煤，已应用机组数量300余台锅炉，总装机容量近9000万千瓦。少油点火技术少油点火技术 目前技术较为成熟，应用较为广泛，可以应用于各个煤种。3.2锅炉节能措施锅炉节能措施严俊杰能源与动力工程学院473.锅炉节能3）节油技术：）节油技术：微油点火技术微油点火技术u基本原理：先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期

53、加热，扩容，后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。u目前已成功应用于贫煤、劣质烟煤、烟煤和褐煤，经济效益非常可观。其他点火技术其他点火技术包括马弗炉点火、可燃性气体点火、电阻加热点火、中频感应加热热壁面点火、中频感应加热高耐高温空气点火等。针对煤粉锅炉点火和稳燃方面的节油存在的研究热点：针对煤粉锅炉点火和稳燃方面的节油存在的研究热点：u改进现有燃油系统改进现有燃油系统u提高油枪的燃烧效率提高油枪的燃烧效率u改变燃油油枪的燃烧形式改变燃油油枪的燃烧形式u寻找油替代品寻找油替代品3.2锅炉节能措施锅炉节能措施严俊杰能源与

54、动力工程学院483.锅炉节能u锅炉辅机是指锅炉附属机械设备，其中主要包含磨煤机、给煤机、送风机、引风机、一次风机、返料风机等等。u锅炉辅机是电厂的耗能大户，目前风机（三大风机：送风机、引风机、一次风机）消耗电能占锅炉发电量的2%-3%。 u提高锅炉辅机的效率是提高火电厂的效率有效方式之一，当然提高锅炉辅机的运行水平，不仅仅要看单个辅机的能耗情况，要从整个火电厂的经济性最好出发确定锅炉辅机的出力水平。u以下两章将单独列出介绍风机、制粉系统的节能问题。关于空气预热器的节能问题也分别列出。3.3锅炉锅炉辅机节能辅机节能严俊杰能源与动力工程学院49严俊杰能源与动力工程学院504.风机节能4.1电站风机

55、基本概念u电站风机包括送风机、引风机、一次风机、脱硫增压风机等电站风机包括送风机、引风机、一次风机、脱硫增压风机等锅炉送风机：锅炉送风机：供给锅炉燃料燃烧所需空气的风机，亦称锅炉鼓风机。锅炉引风机：锅炉引风机：将锅炉燃烧产物(烟气)从锅炉吸出并经烟囱排入大气的风机，亦称锅炉吸风机。一次风机：一次风机：供给锅炉燃料燃烧所需一次空气的风机，按其在系统中的安装位置又分为两类：冷一次风机和热一次风机。脱硫增压风机：脱硫增压风机：为了补偿烟气在湿法FGD装置的压力损失，需要安装附加的增压机。严俊杰能源与动力工程学院514.风机节能4.1电站风机基本概念电站风机基本概念u电站风机一般属于通风机的范畴电站风

56、机一般属于通风机的范畴在标准状况下，风机的全压Pt小于15000Pa者称为通风机。般电站风机的全压均小于此值(少数一次风机除外)，因此，电站风机属于通风机范畴，常称电站通风机。 u包括离心式和轴流式两种包括离心式和轴流式两种离心通风机：离心通风机：气流轴向进入风机叶轮后，主要沿径向流动的通风机，亦称径流式通风机。轴流通风机：轴流通风机：气流袖向进入风机叶轮后，近似地在圆柱形表面广沿轴向流动的通风机。严俊杰能源与动力工程学院524.风机节能4.2电站风机运行及能耗水平电站风机运行及能耗水平总体来说我国电站风机的运行水平还是比较高的，但还存在风机失速几率高、运行效率偏低、噪音高等问题。目前我国大型

57、电站锅炉的三大风机（送风机、引风机、脱硫增压风机）的耗电率大致为：u1000MW机组机组：约在1.5%左右u600MW机组机组：约在1.5%左右，高的达2.0%以上，个别电厂竟达到3%以上。u300MW机组机组：约在1.8%左右，三大风机均为动调轴流的，最低的可达1.2%左右，但2.0%以上的电厂也很多。严俊杰能源与动力工程学院534.风机节能4.3电站风机节能潜力电站风机节能潜力1）引起电站风机耗电率高的原因：）引起电站风机耗电率高的原因：u风机选型参数不合理，裕量过大u风机可靠性较差u机组负荷率低u运行操作不合理。2）电站风机节电潜力：）电站风机节电潜力：u华能上海石洞口二电厂2007年全

58、年平均厂用电率仅为3.16%（风机耗电约为1%。我国电站风机（包括脱硫增压风机）的平均耗电率下降10个百分点，到2%以下是有可能的。严俊杰能源与动力工程学院544.风机节能4.4电站风机节电站风机节能途径能途径u选择与锅炉烟风系统匹配的风机选择与锅炉烟风系统匹配的风机。这样才能充分发挥电站风机的性能，避免高效风机低效运行。要合理的确定风机选型设计参数，并且合理选择风机的型式和型号大小。u采用先进的调节方式采用先进的调节方式 风机最好的调节方式为无极变转速调节，其次是动调轴流和双速（电机）静叶调节轴流式风机，以下依次是双速离心式风机，单速的静叶调节轴流式风机，入口导叶调节离心风机，采用进风箱进口

59、百叶窗式挡板调节的离心式风机最差。u改造低效运行的风机改造低效运行的风机u改造不合理的风机进出口管道布置改造不合理的风机进出口管道布置u提高电站风机运行的安全可靠性提高电站风机运行的安全可靠性u对风烟系统进行优化调整对风烟系统进行优化调整严俊杰能源与动力工程学院554.风机节能4.5电站风机节能改造电站风机节能改造对于已投运的机组，三大风机（送风机、引风机和一次风机）耗电率偏高、风机选型裕量过大、风机与烟风系统不匹配，可对烟风系统或风机进行改造降低风机耗电率。对于设计烟煤机组， 600MW超（超）临界机组三大风机耗电率大于1.4%1.4%、1000MW超（超）临界机组三大风机耗电率大于1.3%

60、1.3%、其他机组三大风机耗电率大于1.5%1.5%（或机组满负荷时风机运行效率低于80%），应进行原因分析。风机选型裕量较大，且与烟风系统不匹配，则应进行风机改造。改造前必须对原风机进行热态性能试验，且试验工况至少需高、中、低三个负荷工况，测出系统阻力线。同时评价风机与管网系统的匹配情况和风机进、出口管道布置的合理性；确定合理的风机设计参数；确定风机改造的同时有无必要改造系统中的其它设备和管道。 严俊杰能源与动力工程学院564.风机节能4.5电站风机节能改造电站风机节能改造通过实验得到风机的实际运通过实验得到风机的实际运行曲线，从而确定节能改造行曲线，从而确定节能改造的方案。的方案。u若系统