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火电厂节能减排现状及降耗效能研究

发布日期:2021/4/14 4:53:20 浏览:28

来源时间为:2021-04-13

随着世界经济迅速发展,21世纪环境污染成为人类必须面对的严峻问题。联合国与各国政府采取行动,已有184个国家签订《京都议定书》,我国在“十二五”规划中提出电力工作任务;国家环保部出台《火电厂大气污染物排放标准》,加速了改变和完善火电行业的发展方式。

当前我国经济飞速发展,电力需求在工业化推进中不断提升。发电量80来自一次能源煤炭,电力行业二氧化碳排放量增幅达349,而电力行业二氧化碳排放主要来自火电。在保证电力充足前提下,必须采取有效措施减少二氧化碳排放量,以实现经济社会的可持续发展。

目前我国电力行业节能减排存在发电结构不合理、市场调节力度不足等问题,因此,电厂节能减排是我国节能减排的重要方面,是实现资源节约与环保的有效手段,深入研究火电厂节能减排技术对社会经济可持续发展具有重要意义。

1、火电厂节能减排的意义

广义的节能减排是指节约物质资源,减少环境有害物排放;狭义的节能减排是指节约能源,减少环境有害物排放。世界能源委员会选择技术可行、环境社会可接受的措施提高能源利用率。近几年各国政府努力寻求低碳经济背景下能源的最优发展路径。“十三五”我国电力行业节能减排工作取得很大成效,电网输电损耗明显下降,但仍存在可再生能源装机比重低等问题。

社会发展离不开电力资源,各行业兴起对电力资源需求量增加。我国电力行业中火力发电是主要方式,但火电厂生产中存在能耗过大、对环境产生不利影响的问题。必须从技术手段入手,引入节能减排技术,实现电厂可持续发展。当前我国电力领域中火电厂节能减排取得很大成效,发电效率明显提升,节能减排技术应用有效降低了发电对环境的不利影响。但火电厂规模等方面存在差异,要想充分发挥节能减排技术作用,管理人员需要对当前生产模式等因素综合分析,实现节能减排与火电厂深度融合,以缓解我国能源环境压力。

国民经济发展中电力行业扮演重要的角色,随着我国经济发展加快,对电能需求不断增加,社会经济快速发展同时产生很多环境问题。

近几年北方地区秋冬季节雾霾天气严重,电力企业需要调整生产结构,当前火电厂主要依靠煤炭生产电能,煤炭燃烧产生大量有毒物质导致大气污染。火电厂必须把节能环保纳入生产改革中,以解决火电厂节能环保问题,促进社会可持续发展。

2、火电厂节能减排发展现状

发电量与电力装机容量不断提高,二氧化碳等温室气体排放导致全球气候变暖,近年来政府越来越倡导节能减排绿色发展,关停了大量高能耗小,中东部地区通过电力市场建设,提出了节能减排长效机制,加强了可再生能源监管,完善了节能减排管理系统,火电厂节能减排工作取得很大成效,但目前电力行业节能减排发展仍存在污染物治理效果差,发电结构不合理等问题。火电厂节能减排的综合优化模型如图1所示。

图1火电厂节能减排综合优化模型

火电厂机组近几年迅速发展,超临界技术是当前世界成熟的,其效率较亚临界机组大大提高,我国大力推广火电厂采用超临界机组。超临界机组在节能方面较传统亚临界机组具有绝对优势,对超临界机组进行系统分析,充分发挥超临界机组优越性是当前火电节能重要研究课题。

当前火电厂生产能耗主要来自脱硝装置,脱硫装置与除尘装置等。①催化还原脱硝装置有很多优点,如脱硝温度不需很高,通常装置安装2层催化剂,有效提高了脱硝效率。脱硝中出现能耗损失主要是蒸气损失。②我国大部分火电厂采用石灰石石膏湿法脱硫法,由于脱硫装置系统的阻力,GGH堵塞导致产生电耗。脱硫装置系统阻力分为烟道阻力,吸收塔与除雾器阻力。GGH堵塞会影响脱硫装置运行稳定性,因此,需要采用关小风叶机动叶的方式保证脱硫装置正常运行。③当前火电厂常用除尘装置为电除尘,电除尘具有阻力小等特点,可充分减少动力泵电能消耗。设备效率取决于电压是否满足需要,电除尘能耗影响因素较多,如处理粉尘温湿度,电极是否有灰尘等。

3、火电厂节能减排技术措施

我国是煤电大国,火电厂降低生产能耗具有重要意义。经过多年发展,出现了很多节能减排技术,但目前火电厂节能减排工作仍面临严峻形势。针对火电厂节能减排中的技术问题,需要通过脱硝装置、电除尘器、脱硫系统等重点能耗设备采取节能减排技术措施,以促进火电厂持续发展。

火电厂脱硝设备能耗影响因素包括风压与蒸气损失。风压损失是由于催化剂积灰导致的,应优化烟道设计;蒸气消耗主要原因是吹灰与液氮加热蒸发,脱硝设备工作中应优化吹灰效率。减少除尘器能耗需采取有效措施减少反电晕现象,采用间歇脉冲供电方法,可提高除尘效率,避免反电晕现象发生。

工作人员应根据需要选择最佳供电方式,定期维护电除尘设备,改善电除尘设备性能。通过电除尘设备高频电源改造达到节能效果。脱硫系统出现能耗因素较多,应根据能耗点做好系统优化管理。烟气含硫物较少时可关闭浆液循环泵。脱硫系统中增加风机是导致能耗的主要设备点,可通过改造引风机扩容,实现引风机与增压风机联用。

随着我国节能减排政策地进一步推广,大容量机组逐渐取代高污染小型机组,600MW级火力发电机组是我国目前及未来火力发电的主要方向,火力发电主要环节是热能传递,电厂热效率提高1个百分点,可以节省能源数亿万数量级,提高火电机组热效率,对热力系统进行改进至关重要。

现有大型火电厂凝汽式汽轮机组热力循环中,凝气设备将汽轮机排气凝结成水,凝气设备可以起到凝结水流入除氧器前预除氧作用,对凝气设备热效率研究,对保持凝气机组经济稳定运行非常重要。凝汽器真空变化对汽轮机组稳定运行有直接影响,真空降低1会造成汽轮机组气耗量增加2,凝汽器排气口真空的控制对提高汽轮机组热效率具有重要意义。

火电厂节能减排技术应用中,锅炉是节能减排重点目标,通过锅炉改造可以降低火电厂生产能耗,提升火电厂发电安全性。锅炉改造中需要对火电厂使用的锅炉进行分析,及时更换陈旧锅炉设备,使用先进锅炉设备,以提升能源利用率。

日常生产中,应加强对锅炉设备维护管理,满足正常火力发电需求;优化锅炉通风及燃料投放量,避免出现燃料不充分燃烧造成能源浪费的现象。电气系统是火电厂生产中的重要系统,节能减排技术应用中,可以采取合理的方式改造电气系统,减少电气系统运行产生能耗。

电气系统改造中主要应用变频调速技术,以降低系统运行产生能耗。电力系统改造前期产生费用较低,经改造后提升系统复杂性,发生故障时难以及时定位。火电厂需要应用自动化技术,系统发生故障时可有效定位,使系统运行更加合理。

4、结语

现阶段我国能源压力持续加大,为缓解我国能源压力,必须把节能减排理念融入到各行业,打造节能型产业结构。火力发电是当前主要发电方式,火电厂生产中要落实节能减排理念,以减少生产产生能耗,促进火电厂可持续发展。火电厂实施节能减排技术,从成本控制、应用安全等方面来看,能够提高作业人员节能意识,落实节能减排技术,提升火电厂经营效益。

(张靖楠中国大唐集团有限公司广东分公司)

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