站在2015年年中節(jié)點(diǎn)，“十二五”即將收官，“十三五”藍(lán)圖在繪。可以肯定的是，電力行業(yè)節(jié)能減排，不僅是“十二五”期間我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱點(diǎn)，還將繼續(xù)成為“十三五”我國(guó)電力發(fā)展的重中之重。“十二五”我國(guó)發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗取得哪些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?“十三五”節(jié)能降耗路線圖如何規(guī)劃?針對(duì)上述問(wèn)題，筆者對(duì)“十二五”期間煤電機(jī)組節(jié)能降耗情況進(jìn)行了總結(jié)回顧，并探討了“十三五”期間煤電節(jié)能降耗工作的長(zhǎng)遠(yuǎn)構(gòu)思，以供大家參考。
“十二五”我國(guó)煤電機(jī)組節(jié)能降耗工作回顧
“十二五”期間，我國(guó)煤電機(jī)組節(jié)能減排工作主要從兩個(gè)方面開(kāi)展：一是對(duì)在役機(jī)組實(shí)施大面積節(jié)能改造;二是“上大壓小”調(diào)結(jié)構(gòu)，新建機(jī)組采用高參數(shù)大容量的發(fā)電設(shè)備。
通過(guò)實(shí)施上述“兩手抓”措施，我國(guó)火電機(jī)組供電煤耗已由2010年的333克/千瓦時(shí)降低到2014年的318克/千瓦時(shí)，足足降低了15克/千瓦時(shí)，相當(dāng)于年節(jié)約6000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在此過(guò)程中，我國(guó)火電行業(yè)技術(shù)進(jìn)步也大大加快，成為世界電力工業(yè)發(fā)展的亮點(diǎn)。
總結(jié)在煤電機(jī)組節(jié)能降耗方面的成功案例，從單個(gè)電廠看，上海外高橋第三發(fā)電廠(簡(jiǎn)稱(chēng)外三電廠)的業(yè)績(jī)可圈可點(diǎn)。外三電廠在節(jié)能降耗上做到了基建階段與投產(chǎn)運(yùn)行階段并重：在基建階段，高度重視設(shè)計(jì)選型工作;在機(jī)組投產(chǎn)后，又采用一系列節(jié)能技術(shù)對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行改造。通過(guò)對(duì)主蒸汽、再熱蒸汽管道彎頭設(shè)計(jì)優(yōu)化，降低了系統(tǒng)阻力;采用100%汽動(dòng)泵技術(shù)，前置泵與汽動(dòng)給水泵同軸，提高了給水泵組效率;采用零號(hào)高加，在低負(fù)荷下提高給水溫度和SCR入口煙氣溫度，保證了SCR正常投運(yùn)，并降低了機(jī)組能耗指標(biāo);通過(guò)加裝暖風(fēng)器，并采用六抽汽源供汽，提高了二次風(fēng)溫度及空氣預(yù)熱器低溫原件的溫度，有效預(yù)防了空氣預(yù)熱器堵灰和腐蝕，并結(jié)合低壓省煤器的應(yīng)用，降低了機(jī)組能耗指標(biāo);采用凝結(jié)水調(diào)頻技術(shù)，減少了部分負(fù)荷下調(diào)節(jié)汽門(mén)節(jié)流損失，提高了機(jī)組變負(fù)荷相應(yīng)速度。目前，外三電廠機(jī)組供電煤耗達(dá)到全世界最低，成為國(guó)內(nèi)燃煤機(jī)組節(jié)能降耗的典范之一。
目前，全國(guó)6000千瓦及以上電廠在役火電裝機(jī)9.4億千瓦，占全國(guó)總裝機(jī)的69%，因此，對(duì)在役煤電機(jī)組采用什么成熟、可靠和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，已成為各發(fā)電企業(yè)面臨的重要課題。華能玉環(huán)電廠3號(hào)機(jī)組成功實(shí)施一攬子節(jié)能環(huán)保技術(shù)改造，成為我國(guó)發(fā)電企業(yè)在煤電節(jié)能降耗領(lǐng)域攻堅(jiān)克難、不懈努力的一個(gè)縮影。玉環(huán)3號(hào)機(jī)組采取的主要節(jié)能降耗措施包括：空氣預(yù)熱器整體改造、汽動(dòng)聯(lián)合引風(fēng)機(jī)技術(shù)、外置式蒸汽冷卻器、凝結(jié)水復(fù)合調(diào)頻技術(shù)、撈渣機(jī)一步上倉(cāng)改造、局部保溫改造、鍋爐照明改造、閥門(mén)泄漏治理、鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整、低氮燃燒器改造、脫硝系統(tǒng)增容改造、電除塵器低低溫改造及高頻電源改造、脫硫系統(tǒng)增容改造、煙塵協(xié)同治理等，在環(huán)保增容改造條件下，改造后機(jī)組平均供電煤耗降到282g/kWh,廠用電率降至2.9%。經(jīng)浙江省環(huán)境監(jiān)測(cè)總站監(jiān)測(cè)，機(jī)組在滿負(fù)荷工況下，煙塵≤1.43mg/m3;二氧化硫≤15.7mg/m3;氮氧化物≤22.4mg/m3，煙氣污染物排放達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)。
總結(jié)我國(guó)煤電機(jī)組節(jié)能降耗的成功案例，從集團(tuán)整體看，華能集團(tuán)已走出一條卓有成效的節(jié)能減排之路。一是規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)為龍頭。華能不斷吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)電力集團(tuán)中率先制訂了節(jié)能環(huán)保企業(yè)規(guī)劃和燃煤電廠優(yōu)秀節(jié)約環(huán)保型企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為火電機(jī)組節(jié)能減排確立了指導(dǎo)方針、目標(biāo)和方向。二是節(jié)能診斷“開(kāi)方子”。華能對(duì)早期的節(jié)能診斷技術(shù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和理論提升，創(chuàng)新性地形成了一套規(guī)范、統(tǒng)一的節(jié)能診斷方法和程序，并通過(guò)理論分析和總結(jié)大量機(jī)組實(shí)際運(yùn)行統(tǒng)計(jì)規(guī)律，制定了科學(xué)的計(jì)算方法。該方法根據(jù)機(jī)組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、主輔機(jī)試驗(yàn)結(jié)果、機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和能耗統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組發(fā)電煤耗反平衡計(jì)算與正平衡統(tǒng)計(jì)的統(tǒng)一，提高了燃煤機(jī)組節(jié)能降耗技術(shù)水平，推動(dòng)了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。2011年至2014年這4年期間，華能共有300臺(tái)(次)煤電機(jī)組實(shí)施了節(jié)能診斷，找出了機(jī)組存在的共性問(wèn)題，提出并實(shí)施了系統(tǒng)的解決方法。三是“一廠一策”定方案。華能在節(jié)能診斷基礎(chǔ)上，提出了既解決共性問(wèn)題又符合各電廠實(shí)際情況的一體化節(jié)能改造方案，主要是：結(jié)合各廠主輔設(shè)備設(shè)計(jì)特點(diǎn)、設(shè)備性能、運(yùn)行狀況和存在問(wèn)題，采用系統(tǒng)的思維方式，整體的設(shè)計(jì)理念，開(kāi)展節(jié)能新技術(shù)一體化集成應(yīng)用研究與示范。采用的主要技術(shù)包括：汽輪機(jī)通流改造、鍋爐受熱面調(diào)整、分級(jí)省煤器應(yīng)用、空冷島增容改造、電動(dòng)泵改為汽動(dòng)泵、汽輪機(jī)多變量協(xié)同控制技術(shù)、引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并、煙道優(yōu)化、電除塵器高頻電源改造、羅茨真空泵節(jié)能改造、低壓省煤器與煙氣余熱供暖風(fēng)器聯(lián)合系統(tǒng)、兩級(jí)低壓省煤器與煙氣余熱供暖風(fēng)器聯(lián)合系統(tǒng)、外置式蒸汽冷卻器與附加高加聯(lián)合系統(tǒng)、空氣預(yù)熱器局部改造、凝結(jié)水復(fù)合調(diào)頻技術(shù)、再熱器清洗技術(shù)、吹灰汽源改造、汽輪機(jī)及熱力疏水系統(tǒng)優(yōu)化，等等。四是抓好新建機(jī)組的選型和設(shè)計(jì)優(yōu)化。華能合理提高蒸汽參數(shù)、提高給水溫度、降低汽輪機(jī)排汽壓力，采用煙氣余熱利用系統(tǒng)(低壓省煤器)、外置式蒸汽冷卻器、普遍采用給水泵與前置泵同軸技術(shù)、泵和風(fēng)機(jī)變頻或雙速技術(shù)等，提高機(jī)組循環(huán)效率，降低廠用電率。此外，華能還采用各種行之有效的節(jié)能管理措施，如加強(qiáng)對(duì)標(biāo)管理、開(kāi)展小指標(biāo)競(jìng)賽等手段，進(jìn)一步促進(jìn)了機(jī)組能耗指標(biāo)的有效降低。截至2014年底，華能發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘?5149萬(wàn)千瓦，完成供電煤耗310克/千瓦時(shí)，廠用電率4.4%。
“十三五”期間煤電機(jī)組節(jié)能降耗怎么做
根據(jù)中電聯(lián)數(shù)據(jù)，截至2014年底，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到13.60億千瓦，連續(xù)第二年位居世界第一，其中，火電裝機(jī)9.16億千瓦(含煤電8.25億千瓦、氣電0.56億千瓦)，占全部裝機(jī)容量的67.4%。預(yù)計(jì)“十三五”期間，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量每年仍將有一定的增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)煤電機(jī)組裝機(jī)容量約占總裝機(jī)容量的50%。按照國(guó)家發(fā)改委、環(huán)保部和國(guó)家能源局下發(fā)的《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》，到2020年，我國(guó)現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組改造后的平均供電煤耗要低于310克/千瓦時(shí)。因此，“十三五”期間在役煤電機(jī)組節(jié)能改造仍然是重頭戲。
由于各個(gè)電廠的機(jī)組建設(shè)時(shí)期不盡相同、機(jī)組類(lèi)型及其系統(tǒng)不盡相同、電廠所處的地域環(huán)境不盡相同，機(jī)組情況存在共性，也存在個(gè)性問(wèn)題，因此，一方面要加強(qiáng)可行的共性節(jié)能技術(shù)推廣應(yīng)用，另一方面要強(qiáng)調(diào)“一廠一策”，設(shè)計(jì)綜合節(jié)能和環(huán)保、節(jié)能和安全等一體化實(shí)施方案，既不能從別處照搬照抄，又要防止盲目局部改造造成投資浪費(fèi)，從而達(dá)到更好的節(jié)能效果。
面對(duì)“十三五”節(jié)能降耗的新要求，目前已經(jīng)初步研究成功和正在開(kāi)展研究的技術(shù)，要加快研發(fā)和推廣應(yīng)用，以盡快發(fā)揮預(yù)期作用。“十二五”末的最新技術(shù)，如已經(jīng)投運(yùn)的華能長(zhǎng)興電廠再熱蒸汽溫度620℃超超臨界技術(shù)、華能安源電廠660MW超超臨界二次再熱技術(shù)等，應(yīng)進(jìn)一步深化研究，加大推廣應(yīng)用力度，使新建機(jī)組站在新的起點(diǎn)上。正在研究并取得初步成果的700℃超超臨界機(jī)組技術(shù)(以材料技術(shù)為核心)，要爭(zhēng)取早日進(jìn)入工程示范階段。還要緊密結(jié)合需求側(cè)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，大力實(shí)施機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)，這也是節(jié)能的好做法。
在近期和今后一段時(shí)間內(nèi)，煤電機(jī)組新技術(shù)的研發(fā)主要有四個(gè)方向：一是電廠內(nèi)部的智能化、深度優(yōu)化;二是煤炭分級(jí)梯級(jí)利用技術(shù);三是“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源時(shí)代的發(fā)電、調(diào)度、用電的聯(lián)合優(yōu)化;四是利用新型介質(zhì)(如二氧化碳)熱力循環(huán)的全新發(fā)電技術(shù)。在節(jié)能降耗的道路上，還有許多新技術(shù)、新工藝需要開(kāi)發(fā)和不斷地升級(jí)優(yōu)化，并加以示范和付諸實(shí)踐應(yīng)用，以產(chǎn)生實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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