??????? 煤作為主要能源,在我國能源體系中占主導(dǎo)地位。長期以來,煤炭在我國能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)中一直占有絕對主導(dǎo)地位,占約65%以上,其中火力發(fā)電用煤約占煤炭消費(fèi)的50%左右。按現(xiàn)在的消耗水平,我國煤炭資源也僅能維持70~80年。同時(shí),煤炭又是各種能源中污染環(huán)境最嚴(yán)重的能源。在火電行業(yè)中提高煤炭利用效率,節(jié)約能源,無論是從降低煤炭資源的消耗還是減少環(huán)境污染,都是具有深遠(yuǎn)意義。
??????? 火電廠的節(jié)能要從項(xiàng)目的前期工作開始,應(yīng)始終貫穿設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行的全過程?;痣姀S所采取的節(jié)能技術(shù)措施主要涉及廠址及總平面,主機(jī)設(shè)備的選型、各主要生產(chǎn)系統(tǒng)和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)工藝方案的選擇,涉及主要用能設(shè)備選型、主要和附屬建筑節(jié)能、節(jié)約用地、節(jié)水以及采取的環(huán)保措施等。項(xiàng)目的主輔機(jī)選型和主要工藝應(yīng)符合國家的產(chǎn)業(yè)政策,節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)積極采用國家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄中的工藝和設(shè)備,禁止采用國家明令禁止和淘汰的用能產(chǎn)品和設(shè)備。本文提出的主要節(jié)能技術(shù)措施主要政策依據(jù)有:
??????? 1)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011 年本)
??????? 2)“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃;
??????? 3)國家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄;
??????? 4)“節(jié)能惠民工程”高效電機(jī)推廣目錄;
??????? 5)高耗能落后機(jī)電設(shè)備(產(chǎn)品)淘汰目錄;
??????? 6)火力發(fā)電廠廠用高壓電動(dòng)機(jī)調(diào)速節(jié)能導(dǎo)則;
??????? 7)公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);
??????? 8)國家節(jié)能中心節(jié)能評(píng)審評(píng)價(jià)指標(biāo)通告4號(hào);
??????? 9)火電工程可行性研究報(bào)告“節(jié)能分析”的內(nèi)容。
??????? 結(jié)合火電行業(yè)多年來的生產(chǎn)實(shí)踐和上述政策為依據(jù),本文重點(diǎn)提出了火電廠設(shè)計(jì)的主要節(jié)能技術(shù)措施建議,可供設(shè)計(jì)參考,對于工程實(shí)施的其它階段,也可因地制宜予以研究采納。
??????? 一、廠址選擇
??????? 火電廠在廠址選擇時(shí)需要考慮的因素很多:應(yīng)研究電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電力和熱力負(fù)荷、燃料供應(yīng)、水源、交通、燃料及大件的運(yùn)輸、貯灰場、出線走廊、地質(zhì)、地震、地形、水文、氣象、環(huán)境影響,占地拆遷和施工等條件。由于上述各有關(guān)因素中,有些條件是互為矛盾的,因此就需要通過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和經(jīng)濟(jì)效益分析,才能得出最優(yōu)的方案。
??????? 從節(jié)能條件出發(fā),火電廠的規(guī)劃廠址應(yīng)研究電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、資源和負(fù)荷中心,區(qū)域規(guī)劃,要進(jìn)行輸煤、輸電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證,能源輸送損耗多少應(yīng)作為規(guī)劃廠址的重要因素考慮;火電廠的工程選廠是在規(guī)劃的廠址區(qū)域進(jìn)行廠址地理坐標(biāo)定位,選廠主要關(guān)注火電廠輸入、輸出的能源和資源的運(yùn)輸和輸送路徑短捷,綜合水源、灰場、鐵路、碼頭、出線走廊、供熱管網(wǎng)等條件合理確定廠址的地理坐標(biāo)位置,以減少運(yùn)輸和輸送的能量消耗,減少輸送損失作為廠址比選的重要因素之一考慮。
??????? 二、廠址的總體規(guī)劃和總平面布置
??????? 1、廠址總體規(guī)劃
??????? 1)火力發(fā)電廠的總體規(guī)劃在滿足《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50660-2011? 4.1、4.2要求的基礎(chǔ)上,對廠區(qū)外部的取排水管線、灰管線、交通運(yùn)輸、出線走廊、供熱管網(wǎng)等進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,力求路徑順暢短捷,避免交叉,減少運(yùn)輸和輸送的能量消耗,減少輸送損失。
??????? 2)廠區(qū)方位和主入口的選擇宜根據(jù)日照方位和風(fēng)向進(jìn)行布置,并應(yīng)力求合理緊湊,使廠內(nèi)建筑可充分利用天然日照和采光。
??????? 3)在進(jìn)行廠址多方案比選時(shí),應(yīng)把節(jié)能條件作為比選的重要因素之一參與比較。
??????? 2、廠區(qū)規(guī)劃及總平面布置
??????? 1)廠區(qū)規(guī)劃應(yīng)以工藝流程合理為原則,應(yīng)以主廠房為中心,結(jié)合各生產(chǎn)設(shè)施及工藝系統(tǒng)的功能布置,做到分區(qū)明確,緊湊合理,有利擴(kuò)建。在滿足防火、防爆、環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全和職業(yè)衛(wèi)生的要求的基礎(chǔ)上,從節(jié)能角度,重點(diǎn)關(guān)注電廠總平面布置對廠區(qū)內(nèi)能源和工質(zhì)的輸送、儲(chǔ)存、分配、使用等環(huán)節(jié)對節(jié)能的影響。工藝流程合理、分區(qū)明確,布置緊湊合理,最終應(yīng)體現(xiàn)在各系統(tǒng)間的能源輸送(煤、燃?xì)?、油)、灰渣輸送、工質(zhì)(汽、水)輸送管線、動(dòng)力電纜、廠內(nèi)道路等路徑短捷,減少輸送和運(yùn)輸?shù)哪芰肯?,減少輸送損失。
??????? 2)輔助生產(chǎn)和附屬建筑按日照方位和風(fēng)向確定朝向,宜采用聯(lián)合布置和多層建筑,以滿足建筑節(jié)能的要求。
??????? 3)在進(jìn)行廠區(qū)規(guī)劃及總平面布置方案比選時(shí),應(yīng)補(bǔ)充節(jié)能條件,并作為比選的重要因素之一參與比較。
??????? 三、熱電廠的熱化系數(shù)優(yōu)化+
??????? 作為城市集中供熱的主力熱源,熱電廠應(yīng)在當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)政府部門的統(tǒng)籌規(guī)劃指導(dǎo)下,與其它集中鍋爐房等熱源聯(lián)合運(yùn)行,盡量使能源利用效率高的熱電廠承擔(dān)基本熱負(fù)荷,其它熱源承擔(dān)尖峰負(fù)荷。通過熱源的合理規(guī)劃和調(diào)度,可做到節(jié)均能源,提高供熱質(zhì)量和供熱的安全可靠性。
??????? 為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),就需要對熱電廠的設(shè)計(jì)熱化系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,通過優(yōu)化確定熱化系數(shù)。熱電廠的設(shè)計(jì)熱化系數(shù)應(yīng)不大于1,采用抽凝機(jī)組供熱的熱電廠,合理的熱化系數(shù)一般在0.6~0.7左右;采用背壓機(jī)組供熱的熱電廠,熱化系數(shù)還應(yīng)降低,一般在0.3~0.4左右。
??????? 四、工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)所采取的節(jié)能減排措施
??????? 工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)所采取的節(jié)能減排措施主要涉及主機(jī)設(shè)備的選型、各主要生產(chǎn)系統(tǒng)和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)工藝方案的選擇,主要用能設(shè)備選型、主要和附屬建筑、節(jié)約用地、節(jié)水以及采取的環(huán)保措施等。項(xiàng)目的主機(jī)選型和主要工藝應(yīng)符合國家的產(chǎn)業(yè)政策,節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)積極采用國家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄中的工藝和設(shè)備,禁止采用國家明令禁止和淘汰的用能產(chǎn)品和設(shè)備。
??????? 1、節(jié)約燃料措施
??????? 1) 系統(tǒng)、設(shè)備、管道布置優(yōu)化
??????? (1)為提高能源利用率和減少污染物排放,發(fā)電廠的三大主機(jī)宜采用熱效率高的大容量、高參數(shù)的機(jī)組。
??????? (2) 優(yōu)化熱力系統(tǒng),配合汽輪機(jī)廠以降低機(jī)組熱耗為目標(biāo)進(jìn)行回?zé)嵯到y(tǒng)的優(yōu)化。在汽水管道設(shè)計(jì)中,合理的選擇管道的流速,采用動(dòng)力特性良好、流態(tài)分布均勻的管件及布置方式,減少管道熱能損失。
??????? (3)進(jìn)行主廠房布置優(yōu)化,壓縮主廠房體積,降低采暖、通風(fēng)能耗,縮短四大管道的長度,對主汽、再熱熱段管道在滿足管道應(yīng)力和推力的條件下,多采用彎管,減小管道溫降壓降,提高管道效率。
??????? (4)給水系統(tǒng)高壓加熱器采用管徑縮小的大旁路,減少管路阻力,節(jié)約材料,節(jié)省電耗。
??????? (5) 中速磨煤機(jī)應(yīng)采用動(dòng)態(tài)分離器,提高煤粉細(xì)度,選擇密封效果好和壽命長的鍋爐空氣預(yù)熱器,減少漏風(fēng),以提高鍋爐效率。
??????? (6)煙、風(fēng)煤粉管道布置進(jìn)行優(yōu)化,減少局部阻力損失,降低風(fēng)機(jī)電耗。脫硫系統(tǒng)應(yīng)充分考慮漿液管道介質(zhì)特性,管道布置不應(yīng)形成袋形,以減小管道阻力,降低泵電耗。
??????? (7)在鍋爐本體配置了可靠完整的吹灰系統(tǒng),保持爐膛及尾部受熱面清潔,以提高傳熱效率,降低鍋爐煤耗。
??????? (8)當(dāng)采用濕煙囪且取消 GGH 時(shí),應(yīng)裝設(shè)煙氣余熱利用裝置。
??????? (9) 對鍋爐等設(shè)備的疏水排汽盡量采用擴(kuò)容后回收其熱量以減少工質(zhì)和熱量損失,提高機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。
??????? (10)加強(qiáng)熱電廠供熱系統(tǒng)的凝結(jié)水回收,供采暖熱負(fù)荷的熱電廠應(yīng)在熱電廠內(nèi)設(shè)熱網(wǎng)首站,回收其凝結(jié)水;對外供工業(yè)蒸汽的熱電廠,條件允許時(shí)盡量要求回收其凝結(jié)水。
??????? (11)脫硫裝置設(shè)計(jì)時(shí)采用壓損小的吸收塔,以及吸收塔盡量靠近機(jī)組公用煙道和煙囪布置,使煙道短捷,煙氣系統(tǒng)阻力小,節(jié)約初投資和能耗,降低脫硫增壓風(fēng)機(jī)電耗。
??????? (12)設(shè)備、系統(tǒng)的布置在滿足安全運(yùn)行,方便檢修的前提,盡可做到合理、緊湊,減少相連管道長度,以減少各種介質(zhì)的能量損失。