火电厂主要节能减排技术措施建议

—火电厂主要节能减排技术措施建议煤作为主要能源，在我国能源体系中占主导地位。长期以来，煤炭在我国能源生产结构、消费结构中始终占有肯定主导地位，占约65%以上，其中火力发电用煤约占煤炭消费的50%左右。按如今的消耗水平，我国煤炭资源也仅能维持70～80年。同时，煤炭又是各种能源中污染环境最严峻的能源。在火电行业中提高煤炭利用效率，节约能源，无论是从降低煤炭资源的消耗还是削减环境污染，都是具有长远意义。火电厂的节能要从工程的前期工作开头，应一直贯穿设计、施工和运行的全过程。火电厂所实行的节能技术措施主要触及厂址及总平面，主机装备的选型、各主要生产系统和辅助生产系统工艺方案的选择，触及主要用能装备选型、主要和附属建筑节能、节约用地、节水以及实行的环保措施等。工程的主辅机选型和主要工艺应符合国家的产业政策，节能设计应主动采纳国家重点节能技术推广名目中的工艺和装备，禁止采纳国家明令禁止和淘汰的用能产品和装备。本文提出的主要节能技术措施主要政策依据有：1）产业结构调整指导名目（20XX年本）2）“十二五”节能环保产业发展规划；3）国家重点节能技术推广名目；4）“节能惠民工程”高效电机推广名目；5）高耗能落后机电装备（产品）淘汰名目；6）火力发电厂厂用高压电动机调速节能导则；7）公共建筑节能设计标准；8）国家节能中心节能评审评价指标通告4号；9）火电工程可行性研讨报告“节能分析”的内容。结合火电行业多年来的生产实践和上述政策为依据，本文重点提出了火电厂设计的主要节能技术措施建议，可供设计参考，对于工程实施的其它阶段，也可因地制宜予以研讨接受。一、厂址选择火电厂在厂址选择时需要考虑的因素许多：应研讨电网结构、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。由于上述各有关因素中，有些条件是互为冲突的，因此就需要通过全面的技术经济比拟和经济效益分析，才能得出最优的方案。从节能条件动身，火电厂的规划厂址应研讨电网结构、资源和负荷中心，区域规划，要进行输煤、输电的技术经济论证，能源输送损耗多少应作为规划厂址的重要因素考虑；火电厂的工程选厂是在规划的厂址区域进行厂址地理坐标定位，选厂主要关注火电厂输入、输出的能源和资源的运输和输送路径短捷，综合水源、灰场、铁路、码头、出线走廊、供热管网等条件合理确定厂址的地理坐标位置，以削减运输和输送的能量消耗，削减输送损失作为厂址比选的重要因素之一考虑。二、厂址的总体规划和总平面布置1、厂址总体规划1）火力发电厂的总体规划在满意《大中型火力发电厂设计标准》GB50660-20XX4.1、4.2要求的基础上，对厂区外部的取排水管线、灰管线、交通运输、出线走廊、供热管网等进行统筹规划，力求路径顺畅短捷，防止交叉，削减运输和输送的能量消耗，削减输送损失。2）厂区方位和主入口的选择宜依据日照方位和风向进行布置，并应力求合理紧凑，使厂内建筑可充足利用自然日照和采光。3）在进行厂址多方案比选时，应把节能条件作为比选的重要因素之一参与比拟。2、厂区规划及总平面布置1）厂区规划应以工艺流程合理为原则，应以主厂房为中心，结合各生产设备及工艺系统的功能布置，做到分区明确，紧凑合理，有利扩建。在满意防火、防爆、环境爱护、劳动安全和职业卫生的要求的基础上，从节能角度，重点关注电厂总平面布置对厂区内能源和工质的输送、储存、分配、运用等环节对节能的影响。工艺流程合理、分区明确，布置紧凑合理，最终应表达在各系统间的能源输送（煤、燃气、油）灰渣输送、工质（汽、水）输送管线、动力电缆、厂内道路等路径短捷，削减输送和运输的能量消耗，削减输送损失。2）辅助生产和附属建筑按日照方位和风向确定朝向，宜采纳联合布置和多层建筑，以满意建筑节能的要求。3）在进行厂区规划及总平面布置方案比选时，应补充节能条件，并作为比选的重要因素之一参与比拟。三、热电厂的热化系数优化+作为城市集中供热的主力热源，热电厂应在当地有关政府部门的统筹规划指导下，与其它集中锅炉房等热源联合运行，尽量使能源利用效率高的热电厂担当根本热负荷，其它热源担当尖峰负荷。通过热源的合理规划和调度，可做到节均能源，提高供热质量和供热的安全牢靠性。为完成这一目标，就需要对热电厂的设计热化系数进行优化，通过优化确定热化系数。热电厂的设计热化系数应不大于1，采纳抽凝机组供热的热电厂，合理的热化系数一般在0.6～0.7左右；采纳背压机组供热的热电厂，热化系数还应降低，一般在0.3～0.4左右。四、工程工程设计所实行的节能减排措施工程工程设计所实行的节能减排措施主要触及主机装备的选型、各主要生产系统和辅助生产系统工艺方案的选择，主要用能装备选型、主要和附属建筑、节约用地、节水以及实行的环保措施等。工程的主机选型和主要工艺应符合国家的产业政策，节能设计应主动采纳国家重点节能技术推广名目中的工艺和装备，禁止采纳国家明令禁止和淘汰的用能产品和装备。1、节约燃料措施1）系统、装备、管道布置优化（1）为提高能源利用率和削减污染物排放，发电厂的三大主机宜采纳热效率高的大容量、高参数的机组。（2）优化热力系统，协作汽轮机厂以降低机组热耗为目标进行回热系统的优化。在汽水管道设计中，合理的选择管道的流速，采纳动力特性良好、流态分布匀称的管件及布置方式，削减管道热能损失。（3）进行主厂房布置优化，压缩主厂房体积，降低采暖、通风能耗，缩短四大管道的长度，对主汽、再热热段管道在满意管道应力和推力的条件下，多采纳弯管，减小管道温降压降，提高管道效率。（4）给水系统高压加热器采纳管径缩小的大旁路，削减管路阻力，节约材料，节约电耗。（5）中速磨煤机应采纳动态别离器，提高煤粉细度，选择密封效果好和寿命长的锅炉空气预热器，削减漏风，以提高锅炉效率。（6）烟、风煤粉管道布置进行优化，削减局部阻力损失，降低风机电耗。脱硫系统应充足考虑浆液管道介质特性，管道布置不应形成袋形，以减小管道阻力，降低泵电耗。（7）在锅炉本体配置了牢靠完好的吹灰系统，保持炉膛及尾部受热面清洁，以提高传热效率，降低锅炉煤耗。（8）当采纳湿烟囱且取消GGH时，应装设烟气余热利用装置。（9）对锅炉等装备的疏水排汽尽量采纳扩容后回收其热量以削减工质和热量损失，提高机组热经济性。（10）强化热电厂供热系统的凝聚水回收，供采暖热负荷的热电厂应在热电厂内设热网首站，回收其凝聚水；对外供工业蒸汽的热电厂，条件答应时尽量要求回收其凝聚水。（11）脱硫装置设计时采纳压损小的汲取塔，以及汲取塔尽量靠近机组公用烟道和烟囱布置，使烟道短捷，烟气系统阻力小，节约初投资和能耗，降低脱硫增压风机电耗。（12）装备、系统的布置在满意安全运行，便利检修的前提，尽可做到合理、紧凑，削减相连管道长度，以削减各种介质的能量损失。（13）凝汽器循环水系统设置新型胶球清洗装置，保持管束清洁维持凝汽器真空，从而保证机组的热经济性。（14）应进行冷端优化，并在此基础上确定主机背压。当年总费用差距不大时，应优先考虑低背压、冷却系统低功耗方案。（15）保温设计及保温材料选择应主动采纳和推广新材料、新工艺，削减热能损失。（16）热泵技术在火力发电厂中可利用蒸汽驱动热泵，提取低温热源-冷却循环水热能，输出采暖热水，作为采暖热源。利用冷却循环水热能，可降低电厂的冷端损失，提高电厂的全厂热效率。结合工程的详细实施条件，经技术和经济论证合理时，应主动采纳溴化锂汲取式（或压缩式）热泵技术回收循环水余热。对于厂外的取消泵房和灰场管理站等建筑的采温暖空调，可考虑采纳地、水或空气热泵。2）装备招标在主机招标时提出明确的节能指标要求，如锅炉效率、汽机热耗等。要求主机厂优化主机相关系统，如燃烧、烟风系统、给水回热加热系统等，以提高机组的热效率。辅机招标时，也应把能效指标作为招标要求之一。2、节约点火助燃用油1）锅炉装设节油点火装置代替部分油枪，最大限度削减机组启动试运行期间及投产后的燃油消耗量。2）减小点火助燃油系统设计容量、供油泵容量以及燃油储罐容量，以到达节能、省材、节地的目的。3）对于扩建电厂，有条件的情况下，可以采纳邻炉加热点火方式。4）启动锅炉在技术经济比拟后可首选按燃油组装炉设计。寒冷地区的启动锅炉，宜与施工用汽锅炉结合考虑，以燃煤为宜。3、节约用电1）辅机选择应主动采纳国家重点节能技术推广名目中的工艺和装备，禁止采纳国家明令禁止和淘汰的用能产品和装备。各类水泵和风机所配电动机均选用高效、节能型，以降低厂用电，节约能源。2）合理选择辅机备用系数和电动机容量，降低厂用电率，防止大马拉小车的铺张现象；3）负荷改变较大或需要变速运行的低压电动机应主动采纳变频调速技术，如给煤机、空冷风机、暖风器疏水泵、加热器疏水泵、凝聚水泵等，负载改变大的6kV（10kV）辅机，宜加装高压变频装置。4）600MW及以上机组送风机、一次风机均采纳动叶可调轴流风机，引风机采纳静叶可调轴流风机，运行效率高，节约厂用电，可调峰运行，运行效率较高。5）600MW及XXX0MW机组，引风机与增压风机合并，经技术经济分析合理时，可采纳小汽轮机驱动替代电动，可大幅度降低厂用电率。6）热网水泵可依据热负荷特点，在技术条件落实时可采纳背压式小汽机驱动，其排汽可作为热网加热器汽源。7）选择密封效果好和寿命长的锅炉空气预热器，削减漏风率，保证锅炉性能，削减风机无用功率。8）给水系统优先采纳一台XX%容量的汽动给水泵，提高能源利用率，并可大量节约厂用电。经技术经济分析合理时，汽动给水泵前置泵可采纳与主泵同轴布置，取消前置泵的电动机，削减厂用电。9）静电除尘器在保证除尘效率的前提下，结合灰的比电阻及相关成份，优先考虑采纳节电方式运行（如采纳脉冲与直流结合的供电方式、火花跟踪掌握方式、停电场方式等结合的运行方式等）。有效提高除尘效率，降低除尘器电耗。10）充足重视主要辅机分包商的选择，要求其有良好运行实绩，对其提供的装备必需是节能型。招标时，把能效指标作为评标的一个重要条件。4、电气系统节电措施1）变压器选择及布置（1）主变压器、联络变压器、起动/备用变压器（高压备用变压器）上下压厂用变压器选用高效、低损耗型变压器。（2）变压器的铁芯宜选用高导磁优质冷轧硅钢片，变压器的线圈宜采纳优质无氧铜线。（3）合理选择变压器阻抗，在满意短路水平的情况下，宜采纳低阻抗变压器。（4）依据变压器的容量尽可能选用自然冷却变压器，以节约电能和削减变压器故障时机。（5）主变应布置在主厂房A排外靠近发电机出线的地方，尽可能削减封闭母线的长度。（6）高压厂用变压器（起备变）应布置在尽可能距高压厂用配电装置近的地方，与高压厂用配电装置的联结宜采纳共箱母线或离相小母线。2）电机和电缆型式选择（1）电动机应选用高效节能型产品，采纳“节能惠民工程”高效电机推广名目（第一批）中的电机，不得选用工信部20XX年第14号公告《高耗能落后机电装备（产品）淘汰名目（第二批）》的产品；（2）电动机的铁芯应采纳优质冷轧硅钢片。（3）为了提高运行的经济型，对负荷改变较大或需要变速运行的电动机可采纳变频调速电动机或双速电动机。（4）电源电缆应采纳铜芯电缆，（5）电缆在敷设时，应采纳专用电缆敷设程序，优化电缆的敷设路径，掌握电缆的走向及流量，削减电缆线损及电缆长度。（6）电气元器件的选择采纳低功耗产品。爱护装备或专用装备应采纳微机型集成式产品。3）照明系统节能（1）采纳绿色照明设计，采纳高效优质节能型光源、电子镇流器和灯用电器附件，就地补偿无功装置等，同时运用智能掌握技术对灯具进行掌握，以大幅度削减照明能耗。（2）应依据建筑布局和照明场所选择适宜的照明方式和光源类型（如发光二极管LED），以削减由于光源选择不当引起的能耗。（3）合理配置开关，使得运行人员在不需要大面积照明的情况下，可以有选择的开、关灯具，做到节约能源。（4）以高功率因数电子镇流器取代电感镇流器；用于公共场所的开关应采纳电子调光器、延时开关、光控开关、声控开关或感应式开关。（5）对灯具悬挂比拟高的场所，如高大厂房、露天工作场所、一般照明及道路照明，应采纳高压钠灯、金属卤化物灯或外镇流荧光汞灯。在悬挂高度较低的场所，应采纳节能荧光灯或小功率高压钠灯，不得采纳白炽灯。（6）路灯可采纳洁净能源如太阳能等。4）仪表与掌握节电措施（1）DCS、仪表及掌握装备采纳低功耗产品。（2）掌握装备的选择应结合工程详细条件采纳合理、节能的驱动方式和掌握方式。（3）DCS软件应具有实时数据处理和参数调整功能，可随时计算出机组的运行效率和经济指标，保证锅炉燃烧处于最正确状态，辅机装备运行处于效率最优工况，使机组快速、稳定地满意负荷改变的要求，以保证机组一直在最正确经济工况下运行，节约燃煤和辅机能耗。5、建筑节能降耗措施1）建筑热工与节能设计应贯彻国家有关法律法规和方针政策，采纳合理的建筑围护结构节能技术，采纳节能墙体材料，节约建筑采温暖空调能耗，提高能源利用效率。2）建筑总平面的布置和设计，宜充足利用冬季日照并避开冬季主导风向，利用夏季凉快时段的自然通风。厂区公共建筑的主要朝向宜选择本地区最正确朝向，一般宜采纳南北向或接近南北向，主要房间防止夏季受东、西向日晒。3）发电厂建筑按运用性质分为工业建筑和民用建筑，民用建筑按运用功能可分为居住建筑和公共建筑两大类。发电厂各类建筑应尽量采纳联合建筑的形式，削减建筑外墙和屋面工程，压缩厂区占地，削减能源及原材料消耗。4）公共建筑节能设计应符合《公共建筑节能设计标准》GB50189-20XX的规定。热工设计应符合《民用建筑热工设计标准》GB50176-93的规定。5）居住建筑热工设计应符合《民用建筑热工设计标准》GB50176-93的规定。节能设计标准应符合相应热工设计分区居住建筑节能设计标准。6）发电厂设置采暖、空气调整系统的工业建筑，宜使其围护结构的热工性能符合国家相关热工、节能设计标准的规定。6、采暖、通风和空调系统的节能设计1）采暖热源采纳蒸汽时，宜利用其凝聚水对厂区采暖回水预加热措施；2）大、中型机械通风系统应具有依据工艺装备运行特点，以及过渡季节的室外温度改变，调整运行台数或调整系统风量的措施；3）集中空气调整系统应具有过渡季节全新风运行力量，以及冬季变风量运行调整措施。4）暖通系统装备选用成熟牢靠、能耗低的产品；尽可能采纳成熟，简洁，牢靠的系统设计，在有效保障装备安全运行前提下，尽可能优化系统，降低装备和管道阻力。5）完善和优化采暖、空调的负荷计算，并在此基础上合理地掌握采暖空调主要装备的容量。6）在可能的气象条件和工程中，汽机房尽可能采纳自然进风、自然排风方案，采纳自然排风的屋顶通风器根本不需耗电，可大大降低厂用电。7）集控楼集中空调系统尽可能采纳具有改变新回风比的功能，可在春秋过渡季节大量运用室外的新奇空气以节约能源和降低运行费用；8）空调系统采纳