所屬欄目:電力論文 發布日期:2021-01-11 10:09 熱度:
黨的十八大以來,以習近平同志為核心的黨中央高度重視生態文明建設,將生態文明建設納入中國特色社會主義事業“五位一體”的總體布局。“十三五”期間,我國實行能源消耗總量和強度“雙控”,福建省全面貫徹落實綠色發展理念,大力推動全社會節能降耗,開展重點用能單位“百千萬”行動,產業結構調整和轉型升級步伐不斷加快。2016–2019年,全省單位GDP能耗較“十二五”期間下降15.38%,但工業綠色發展并不平衡、尚不充分,能源需求剛性增長,節能減排形勢依然十分嚴峻。發電煤耗是衡量發電機組運行效率的重要經濟技術指標,目前除大型火電廠以外,多數企業在落實節能目標考核責任時,都在重點關注生產工序能耗和能效水平,而忽略了對發電煤耗指標的考核,對發電廠的管理略顯粗放,節能管理體系尚不健全。因此,研究自備電廠及中小型公用電廠火電機組發電煤耗,有利于挖掘相關行業節能潛力,提升企業精細化管理水平,為我省全方位高質量發展超越騰綠色空間。
1能耗現狀分析
2019年全省自備電廠及中小型公用電廠共87家,覆蓋電力、熱力生產和供應、化工、鋼鐵、造紙、水泥等8個行業,總裝機容量3041.262MW、年發電量152.42億kW·h,占全省火電機組總裝機容量的9.57%、總發電量的10.83%,平均發電煤耗431.07gce/kW·h。其中,余能發電企業43家,年發電量63.67億kW·h,平均發電煤耗456.40gce/kW·h;熱電聯產企業26家,年發電量62.09億kW·h,平均發電煤耗305.78gce/kW·h;垃圾焚燒發電企業16家,年發電量22.96億kW·h,平均發電煤耗699.97gce/kW·h;生物質發電企業2家,年發電量3.71億kW·h,平均發電煤耗443.92gce/kW·h。存在的主要問題集中體現在:1.1余熱發電煤耗數據統計不夠準確我省余熱發電主要包括水泥純低溫余熱發電、玻璃窯爐煙氣余熱發電、化工行業余熱發電等。新型干法水泥熟料生產企業,通過回收窯頭熟料篦冷機、窯尾預熱器排出的煙氣余熱(350℃以下)進行純低溫余熱發電[1],目前技術和國產設備已較為成熟,熱效率約13%~22%,發電煤耗約550~950gce/kW·h。我省30家水泥企業余熱發電裝機總容量297.000MW、年發電量16.03億kW·h,平均發電煤耗674.30gce/kW·h,處于合理水平。但由于多數企業使用的余熱鍋爐蒸汽流量計未定期進行檢修檢查和復校,計量數據可能存在較大誤差,無法準確、客觀地反映企業發電效率的實際水平。同樣,化工企業余熱發電煤耗測算也存在這個問題。玻璃生產余熱資源較豐富,包括玻璃熔爐煅燒余熱、退火窯排風余熱等。目前,玻璃生產企業主要通過回收玻璃熔爐高溫煙氣余熱(600℃以下)進行發電。我省余熱發電玻璃企業由于未對出入爐煙氣量、鍋爐產蒸汽量進行有效計量,相關基礎數據缺失,發電煤耗無法測算。1.2多數鋼鐵企業余能回收利用率較低我省鋼鐵企業普遍采用凝汽式汽輪機發電、TRT發電,平均發電煤耗401.29gce/kW·h,均在合理值范圍內,但余能回收利用率仍有待提升。在余氣發電方面,目前,鋼鐵行業富余煤氣發電技術包括燃氣發電、熱電聯產發電(CHP)、燃氣-蒸汽聯合循環發電(CCPP)等。我省鋼鐵企業采用的燃氣發電技術,成本和熱效率相較CHP、CCPP技術偏低,燃氣發電效率約30~35%,而CCPP機組是目前煤氣發電最高效的機組,它在鍋爐汽輪機的基礎上增加了煤氣燃燒膨脹功能[2],發電效率可達45~55%,但改造、運維成本也相對較高。在余熱發電方面,鋼鐵企業的余熱資源較為豐富,占生產總用能的37%,包括燒結余熱(燒結煙氣顯熱、冷卻機廢氣顯熱、燒結礦顯熱等)、高爐煤氣及爐渣余熱、轉爐余熱(煉鋼飽和蒸汽)、干熄焦余熱(紅焦顯熱)等[3]。鐵前工序能耗約占總能耗的55%左右,燒結工序能耗僅次于高爐煉鐵工序,但我省鋼鐵企業主要利用高爐煤氣余熱發電,燒結余熱回收利用率較低。在余壓發電方面,多數企業利用高爐爐頂煤氣中的壓力能及熱能經透平膨脹發電(TRT),約可回收高爐鼓風能量的30%。當今BPRT技術日漸成熟,即通過煤氣透平與電動機同軸驅動高爐鼓風機組[4],將回收的能量直接作為旋轉機械能補充在軸系上,有效避免TRT發電中的能量轉換損失,實現能量高效回收利用,但我省僅4家鋼鐵企業投運BPRT鼓風同軸機組(替代TRT)。1.3水泥、垃圾焚燒發電企業發電運營管理相對粗放水泥生產過程中,水泥窯煙氣余熱占熟料生產總熱耗的30%,由于窯頭鍋爐(AQC爐)熱效率約75%、窯尾鍋爐(SP爐)熱效率約30%、汽輪機熱效率約40%,水泥行業余熱發電總熱效率并不高,約13%~22%。因此,多數企業更重視熟料生產系統,并未對余熱發電效率進行考核。我省垃圾焚燒發電企業共16家,普遍選用機械排爐作為焚燒爐,日處理量均在300t/d以上,采用凝汽式汽輪機發電,年發電量22.96億kW·h,平均發電煤耗699.97gce/kW·h。目前,我國日處理量300t/d以上的垃圾焚燒發電廠,熱效率約17%~23%、發電煤耗約530~720gce/kW·h,測算結果(699.97gce/kW·h)在合理值范圍內,但發電效率仍存較大提升空間。由于國家通過電價補貼、稅收優惠等政策大力扶持垃圾焚燒產業,近三年多數企業依靠規模擴張獲取利潤,而管理模式趨于粗放、運行效率偏低[5]。同時,目前行業能耗限額標準缺位,DBJ/T13—93—2015《福建省生活垃圾焚燒廠運行維護、檢測監管及考核評價標準》側重考核環保、安全指標,并未體現能效指標,多數企業重環保輕節能,能耗在線監測相對滯后,普遍未對發電效率進行分析。
2對策建議
2.1熱電聯產企業應加快完善能源計量管理,加強能源統計分析。相關主管部門應建立倒逼退出機制,對通過實施節能技改、加強能源管理后依舊未能發揮熱電聯產節能優勢的企業(即機組發電煤耗超出我省大型公用電廠火電機組平均發電煤耗),建議強制關�;蛳奁谕顺觥�2.2余能發電企業應加強能源計量數據采集、處理、統計分析。水泥企業應加強能源管理,合理選取篦冷機取風口位置,優化篦冷機配風,提高進入窯頭鍋爐廢氣的熱量;加強鍋爐、汽輪機定期檢查和維護,保證發電效率;加強原燃材料進廠水分的控制,降低烘干熱耗;強化余熱發電系統運營管理,進行發電效率指標考核和對標,提升水泥窯余熱回收利用率。鋼鐵行業企業,應進一步加強余能回收,特別是燒結工序余熱資源回收利用,同時,有條件的企業應通過實施BPRT替代TRT發電項目,減少能源轉換損失。2.3垃圾焚燒企業應加強電廠運維管理,化驗分析入爐垃圾熱值,建立健全能耗在線監測系統,加強對工藝裝備、資源消耗、能源利用效率的監測管控。相關主管部門可通過開展垃圾焚燒發電能效領跑者示范項目建設、健全垃圾焚燒發電行業能耗標準體系等措施推動行業高質量可持續發展。2.4加快健全以提升熱效率為重點、以全面落實節能目標責任制為保障的節能管理體系,將能源利用效率(如發電煤耗)納入節能診斷、節能技改項目評估指標,加強企業精細化節能管理培訓,引導企業節能從量到質的轉變。2.522家大型公用火電廠占全省總裝機容量90.43%、總發電量89.17%,其平均發電煤耗對全省平均發電煤耗影響較大,節能降耗空間大。建議重點對22家大型公用火電廠開展專項節能監測、節能診斷和能效對標,積極幫扶企業深挖節能潛力、持續提升能效水平。2.6強制貫徹電力節能調度。最大限度壓縮(包括停用)低參數常規燃煤火力發電機組,對于服役年限超過20年的機組予以拆除淘汰,以降低全省發電煤耗,從而降低全省的電力折標系數。
參考文獻:
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[4]陜西鼓風機(集團)有限公司.煤氣透平機與電動機同軸驅動的高爐鼓風機組:200620078605.3[P].2007-07-18.
[5]朱妍.垃圾焚燒發電行業“痛點”待解[EB/OL].[2018-12-28].
《福建省自備電廠及中小型公用電廠火電機組節能降耗對策研究》來源:《木工機床》,作者:曾斌
文章標題:福建省自備電廠及中小型公用電廠火電機組節能降耗對策研究
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