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關鍵詞:情況;成就;問題;建議
中圖分類號:S210.4 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2012)04-0-02
能源是國民經濟的基礎,它對經濟社會可持續發展和人民生活質量的提高發揮重要的促進和保障作用。由于我國能源總量的80%為不可再生能源,所以能源又是制約我們經濟發展和人民生活水平提高的重要因素。2009年11月26日,國務院常務會議明確規定:“到2020年,我國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,作為約束性指標納入國民經濟和社會發展中長期規劃,并制定相應的國內統計、監測、考核辦法。”為此,廣東省對我市能源消耗總體水平提出了明確目標,到2010年末,我市單位GDP能耗比2005年下降18%。
“十一五”已經過去,我市節能降耗工作情況如何?是否完成“十一五”期末節能降耗目標?有哪些值得借鑒的經驗和存在的問題?本文就我市“十一五”期間能源完成情況、主要成績及存在問題作簡要分析,供領導及有關部門參考。
一、完成情況
經核定:2010年我市單位GDP能耗為0.636噸標準煤/萬元,累計比2005年(下同)下降18.46%;單位GDP電耗為1108.30千瓦時/萬元,下降24.88%;單位工業增加值能耗為0.335噸標準煤/萬元,下降37.96%,各項指標均較好完成“十一五”時期節能降耗目標任務。
全社會能源消費主要包括第一產業(農、林、牧、漁業)、第二產業(工業、建筑業)、第三產業(交通運輸、倉儲、郵電和批發、零售等)能源消費和生活消費四個方面。2010年第一、二、三產和生活消費耗能分別是22.81、675.83、199.08和173.90萬噸標準煤;分別占全社會能源消費總量的2.13%、63.07%、18.57%和16.23%;三次產業單位GDP能耗分別為0.631、0.677和0.306噸標準煤/萬元。
二、主要成績
“十一五”期間,在市委、市政府的正確領導下和高度重視下,我市節能降耗工作碩果累累、成效顯著。主要表現在:
(一)產業結構調整升級,為節能降耗提供了可靠保障
近年來,市委、市政府不斷修訂和完善《中山市產業發展導向目錄》,確定大力發展類、鼓勵發展類、限制發展類的產品目錄,并以此作為項目審批、利用外資審批、金融機構貸款等工作的基本標準。通過目錄導向,引導企業向高附加值、高技術含量企業發展,加快了我市產業轉型和升級。“十一五”期間,我市共淘汰7家小火電廠,關停了近41萬千瓦的機組容量;關閉一批高污染的印染廠、電鍍廠;改造了一批能耗較大、但有發展潛力的企業。通過一系列的有效措施,我市年節約能源約40萬噸標準煤。
(二)大力推進清潔生產工作,為節能降耗提供廣大空間
“十一五”期間,我市清潔生產工作取得了較大成效。2009年,我市共有7家企業通過省、市兩級自愿性清潔生產審核,通過審核的自愿性清潔生產企業已達11家;另有31家自愿報名納入全市清潔生產達標規劃,清潔生產已逐漸成為企業的自覺行為。省環保廳公布的強制性清潔生產企業中,除3家關停外,其余16家全部通過審核。清潔生產范圍也逐步擴展,目前,已覆蓋到印染、電鍍、造紙、化工、制革、污水處理、電力等多個行業。
(三)能源轉換效率不斷提高,節能效果顯著
能源轉換效率指能源加工轉換過程中能源加工轉換轉出量與投入量的比率,它反映能源加工轉換的效率,能源轉換效率越高,損失越少。“十一五”時期,我市加大力度對發電行業進行改造,關閉了一批小電廠;嘉明電力有限公司進行油改汽改造;中山火力發電廠進行熱電聯產、余熱利用項目改造等。我市能源轉換效率逐年提高,2010年比2005年提高7.5個百分點,節能效果顯著。
中山市“十一五”能源轉換效率表
(四)清潔能源使用率穩步提高,節能減排成績突出
城市清潔能源使用率指城市地區清潔能源使用量與城市地區終端能源消費總量之比。城市清潔能源使用率越高,受污染程度越小。“十一五”期間,我市通過大力推進污染減排重點項目建設,大力推廣清潔能源使用,淘汰落后高污染產能等一系列節能減排措施,城市清潔能源使用率從2005年的86.2%提高到2010年的92.47%,提高6.27個百分點;城鄉環境得到極大改善,節能減排成績突出。我市2008年、2009年、2010年連續三年榮獲廣東省污染減排考核第一名。2010年化學需氧量和二氧化硫排放量分別比2005年下降38.16%和14.32%。
三、存在問題
“十一五”時期,我市節能降耗工作取得了可喜的成績,但存在的問題也不容忽視。
(一)六大高耗能行業能源消費量大幅增長
2010年,我市石油加工、煉焦及核燃料加工業,化學原料及化學制品制造業,非金屬礦物制品業,黑色金屬冶煉及壓延加工業,有色金屬冶煉及壓延加工業,電力、熱力的生產和供應業等六大高耗能行業能源消費總量為164.49萬噸標準煤,比去年同期的116.67萬噸標準煤增長40.99%,高出規模以上工業企業能源消費量增速的19.43個百分點。六大高耗能行業工業增加值能耗為1.09噸標準煤/萬元,比去年同期上升0.1噸標準煤/萬元。2010年我市六大高耗能工業增加值占規模以上工業增加值的比重為13.96%,僅比2005年下降0.01個百分點。
關鍵詞:汽輪機組;輔機;運行優化;節能改造
中圖分類號:TM621.3 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)09-0004-02
隨著時代的發展,火電安全生產越來越有保障,加之一次能源消耗面臨著緊缺危機,厲行節能工作,降低火電企業能源消耗,提高經濟效益成為了火電廠發展的主要趨勢。目前火電機組年均負荷率約為70%左右,同時由于火電機組需承擔著調峰調頻的任務,直接導致汽輪機輔機設備長時間運行處在非額定工況內,火電機組實際運行用電率也常常高于設計值。因此,加強對火電汽輪機輔機優化運行和節能技術的研究成為了火電企業節能降耗的主要發展方向。
1 輔機運行優化和節能改造的基本途徑
輔機設備綜合性能提升是對整個輔機設備的各個零部件進行綜合優化,主要表現在:對某一基礎輔機設備優化的基礎上,采用所有輔機設備系統的測量數據,對其運行狀態進行綜合判定,輔機設備性能優化計算以及優化提升技術研究等等,對整個輔機系統進行綜合考慮。采用合理的調節、控制以及運用運行等方法是提升輔機設備整體性能和輔機設備節能降耗的重要環節。
2 輔機流量調節方式的優化和節能改造分析
在火電生產的過程當中,各種輔機設備的耗電量占總發電量的比例非常大,加強對輔機設備的節能改造是實現火電生產節能降耗、降低廠用電的重要手段。傳統的輔機流量調節方式存在執行機構非線性嚴重、滯后大等問題,應用變頻調節技術則可以提高輔機設備的安全性和可靠性,減少節流損失。
2.1 變頻調速原理分析
隨著火電廠節能降耗的呼聲越來越高,出于對節能的迫切需要以及產品質量品質不斷提升的要求。采用變頻調節的方式具有操作簡易、維護量小,控制精度大等優點,逐漸取代了傳統的輔機流量調節方式。采用變頻調節其主要的原理是根據電機轉速與電源輸出頻式中,n為轉速;f為電源頻率;S為電動機的轉差率;P為電動機極對數。
應用于一臺電動機,其中的電動機極對數和轉差率是確定不變的,上式可以看出轉速和電源輸出頻率成正比例關系,通過對電源頻率的調節來改變電動機的轉速,進而實現變頻調速。
2.2 變頻節能效果分析
根據流體力學理論進行分析,流量與泵或者風機等輔機設備的轉速呈現出正比例關系,即:
式中,P為功率;P0為額定工況下的功率。
根據上述公式,以一臺水泵為例,H0為出口壓力,額定工況下,相對于的壓力、流量以及轉速分別為H1、Q1和N1。流量-轉速-壓力曲線如圖1所示。
由上述公式可以明顯看出,當轉速減少的情況下,電機能耗將會出現下降,下降速率為轉速的三次方,并為了證實變頻調速最終效率經過實際測試分析得出表1。綜合起來,如表1所示,可以看出變頻調速的節能效果十分顯著。
3 回熱加熱器優化節能運行分析
回熱加熱器是火電機組運行過程中必不可少的輔機之一,在機組正常運行的過程當中,回熱加熱器會全部投入,一旦加熱器出現故障或者損壞的情況,就有可能需要切除一個或者多個加熱器,在這個過程當中的過程中非常容易使進水流入到其它支路。當閥門關閉不嚴,高壓加熱器旁路門極有可能導致出現不同程度的泄漏,根據西安熱工研究院進行熱力實驗實測計算得出,發生泄漏的概率為71.43%,發生泄漏會導致高加的抽氣量減少,這些加熱器出在非正常的環境中運行,會嚴重影響到機組的熱經濟性。如在切除125 MW火電機組低壓加熱器的過程中,將會增大機組的能耗,在原有的基礎上增加大約0.05 g~3.00 gkW·h的標準煤耗。除此之外,泄露量越大,將會極大影響到機組的正常運行,降低了運行的安全性和經濟性。因此,要想對回熱加熱器進行節能改造,首先應該將回熱加熱器的端差控制在合理的范圍之內。
根據筆者的工作經驗,造成回熱加熱器端差過大的原因是非常復雜的,如傳熱面出現了結垢,傳熱面的阻力增加、抽汽側密封不夠完全、疏水水位偏高等,都極有可能對其造成一定的影響。在實際生產運行中,及時調整回熱加熱器疏水量維持合理的疏水水位、合理調整抽汽電動門的開度、做好回熱加熱器查漏工作等多方面解決回熱加熱器端差大問題。對回熱加熱器的節能改造重點就是通過不斷排除對其端差造成影響的因素,保持回熱加熱器端差控制在合理的范圍內,以此實現汽輪機輔機的節能運行。
4 真空系統節能優化分析
對于任何火電廠而言,真空系統是影響機組經濟運行的重要輔機設備。因此,加強對真空系統的優化改造對汽輪機組的經濟運行影響尤其關鍵。通常在汽輪機進汽參數和流量不變的情況下,凝汽器真空每提高1%,汽輪機的處理約可提高1%,煤耗降低0.8%~1%。可見,提高凝汽器的真空度,是節能降耗的一項重要措施。真空系統嚴密性、凝汽器清潔度、冷卻水流量、射水抽汽設備的正常運行是影響真空系統節能優化的主要因素。
嚴密性治理的涉及的可能泄漏設備范圍較廣,其中真空檢漏可采取停機灌水檢漏的方法,往往需要多次反復查漏,確保密封效果良好。同時,定期進行真空嚴密性試驗也是必不可少的工作。保證凝汽器清潔度的主要工作是正常投入凝汽器膠球清洗裝置,并定期投入膠球維持合理的膠球使用量。對于膠球清洗裝置所選用膠球的直徑、硬度和重度等參數應根據凝汽器實際運行情況,并相關試驗結果分析確定。在125 MW火電機組中,射水抽汽器性能影響外部因素有工作水壓力和溫度,提高射水泵射水壓力和降低射水溫度是提高射水抽汽器抽吸性能的關鍵所在。根據季節合理調節射水箱補水量從而控制射水抽汽器工作水溫度以維持合理真空是日常運行工作中的主要手段。
5 循環水泵節能優化分析
在火電機組當中,由于運行泵和備用泵組合的方式不同,加上運行泵運行方式的變化等原因,都會對水泵耗功的大小造成影響。再者,當循環水流量上升,凝汽器內部的壓力會出現下降現象。導致機組出力小幅增加,同時循環水泵的耗功也同步增加。當水流量達到一定的數值時,機組出力增加值與循環水泵耗功增加值會處在一個水平上相抵消。所以,可以認為循環水流量增大后,水泵功耗增加值與機組出力增加值之差接近為0的時候,凝汽器運行的壓力是機組運行最佳的背壓。簡單來說,若在這樣的條件下,循環水泵的運行達到了最理想的狀態。但是在實際運行過程當中是非常難以實現的,因為汽輪機組相配套的循環水泵數量都有一定的限制,在實際運行過程當中,難以實現循環水量的連續調節。在這樣的情況之下,只能通過對現有的循環水泵進行不同組合,采用組合的方式運行。采用此方法需要對不同組合循環水泵方式下的凝汽器工況性能、循環水泵流量以及功耗、汽輪機出力增加值進行試驗,根據機組的負荷以及循環水溫來計算得到機組運行最佳背壓,從而來優化循環水泵的運行。
由于季節性的變化影響循環水進水溫度的變化,從而影響循環水經濟流量的改變。實現可調節運行(可調導葉、調速電機、變頻調節)、合理組合循環水泵運行是日常機組運行的主要調節辦法。如冬季在循環水進水溫度滿足的情況下,停用工業水泵,使用循環水泵出水供循環水及工業水使用等方法從實際生產運行的各個細節里節約能耗。
6 結 語
伴隨著我國的火電機組持續增加,大部分煤炭資源將用于發電,不斷優化火電汽輪機及其輔機運行,加強節能改造力度已經成為了火電企業發展主要趨勢。文章主要對汽輪機輔機運行優化和節能技術的相關問題進行了簡單的分析探究,對當前火電廠火電機組運行節能降耗,提高機組的運行效率具有一定的意義,值得進一步推廣。
參考文獻:
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一、2007年主要工作情況
(一)加強環境宣傳教育,提高市民環境保護意識。面向全社會開展環保宣傳,進一步提高廣大人民群眾參與環境保護的積極性,營造良好的社會氛圍。“六·五”世界環境日前后,我市充分利用各種宣傳載體,積極發動政府部門、街道、村鎮、企業、學校、社區共同參與,力求造大聲勢、高規格、高層次、高質量、全方位開展宣傳活動。xx日報刊發了紀念“六·五”世界環境日36周年專版,分管副市長發表了紀念世界環境日的署名文章;xx電視臺在世界環境日宣傳周期間連續7天播發了環境宣傳口號;全市懸掛宣傳橫標136幅,出墻報、專欄、黑板報235期,張貼宣傳畫5000多張,印發各類宣傳資料40000多份;48家單位的領導發表了閉路電視講話;舉辦環保知識講座、競賽38期次,參與人數超過5000人;全市34所綠色學校開展了“我為保護校園環境獻愛心”為主題的班會活動,直接參與的學生達45000多人。
(二)強化建設項目環境監督管理,努力控制新污染源的產生。各級環保部門嚴格環保準入制度,認真執行環境影響評價和“三同時”制度,嚴格遵守環保審批程序,對國家明令禁止的化學制漿造紙以及電鍍、制革和化工等污染嚴重的企業堅決不予審批,決不去以犧牲環境為代價來換取眼前的經濟利益,以更好地保護資源和環境,保證我市可持續發展的需要。
積極推進公眾參與,發揮社會各界的監督作用。新建項目在環評階段,即將建設項目概況、項目對環境可能造成的影響、污染防治對策措施及環境影響評價主要結論等項內容,面向所有受建設項目直接或間接影響的個人,在互聯網上進行公示,同時發放環境影響評價公眾意見調查表,征求公眾對環境影響評價結論的意見。這些措施和制度的實施既尊重了公眾的知情權、參與權,又吸取了民眾的智慧,有效地避免了可能因環保決策不當造成后患,從而避免因環保審查失誤而新產生重污染企業。
(三)開展環保專項行動,整治企業違法排污行為。根據國家環保總局和省環保局的統一部署,我市今年繼續深入開展“整治違法排污企業保障群眾健康”專項行動。
----開展徹查違法排污企業專項行動。進一步開展徹查違法排污企業專項行動,對我市境內所有企業進行了一次摸底徹查,準確把握了我市排污企業狀況和新建建設項目進展情況,查處了一批環境違法行為。重點檢查了各類工業園區入住企業的環境影響評價執行情況和項目建設“三同時”制度落實情況。
----加強對排污企業的現場環境監督檢查。對重點水污染企業經常性的進行現場監督檢查,使各企業污水處理設施正常運轉,確保達標排放。對檢查中發現的違法排污企業,除責令其停產整頓外,還建議有關部門嚴肅查處責任人。全市環保執法人員對重點排污企業實施經常性地現場督查,每月現場檢查不少于2次;一般排污企業每月現場檢查不少于1次,節假日、休息日、夜間實行不定期抽查。去年以來,環保執法人員就對全市100多家企業進行了2800余戶次的現場督查,確保各排污單位污染物排放穩定達標。
----對烈山水泥群的環境整治不斷深化。目前正在起草方案,準備按照國家新的產業政策要求予以取締,以徹底消除烈山地區水泥行業粉塵污染問題。
----對個別企業的嚴重違規行為進行掛牌督辦。促進企業對環境保護工作更加重視,及時整改環境問題。
(四)多措并舉,大力推進污染減排工作
----借助發展循環經濟推進污染減排。在全市經濟社會發展“十一五”規劃中,充分融入了循環經濟和節約型社會發展理念;把循環經濟理念融入“基地、一個中心”的建設規劃,在工業園區建設中,實行統一規劃,整合項目資源,形成企業間的共生網絡,使資源得到梯級利用,最大限度地減少污染物的產生和排放。
----借助資源綜合利用推進污染減排。一是積極推進固體廢物綜合利用。全市每年產生約460萬噸的固體廢物,其中煤矸石360萬噸,粉煤灰100萬噸。通過煤矸石發電、粉煤灰綜合利用和煤矸石回填等,基本可將固體廢物全部轉化。二是提高水資源利用率。通過對煤炭開采礦井水凈化、洗煤廠用水閉路循環、企業冷卻水循環使用及xx(xx)發電廠采用新型干式除灰,每年節約用水約6100萬噸。三是切實強化資源環境管理。實施“生態家園富民工程”,建成農村戶用沼氣池7000多口,總池容6萬多立方米,年產沼氣2200多萬立方米。建成省級百佳生態村4個,市級生態村9個,縣級生態村28個,建成中小型沼氣工作站3處,大型沼氣工作站1處,有力地推進了農村節能減排工作的開展。
----借助產業結構調整推進污染減排。為了減少污染物的排放和資源浪費,近年來我市共取締關閉“十五小”“新五小”等能耗高、污染重的企業260多家。
電力工業是節能降耗和污染減排的重點領域。今年6月22日上午,xx(xx)發電廠1#、2#機組冷水塔成功實施了定向爆破,運行了34年的兩臺5萬千瓦機組在安徽省率先實現了關停,此舉每年可減少排放二氧化硫1650噸;該廠3#、4#、7#機組準備以“上大壓小”替代方式進行淘汰,5#、6#機組已接近30年的服務年限即將報廢。至“十一五”末,該廠將削減近80%的煙塵和二氧化硫排放總量。同時8#機組投入7000余萬元建成了具有國際領先水平的石灰石--石膏濕法全煙氣脫硫裝置,脫硫效率達到95%以上,每年可減少二氧化硫排放約3500噸。此外,xx(xx)發電廠近年來累計投入1.2億元將所有機組都安裝了高效靜電除塵器,除塵效率高達99.9%左右,極大地減少了煙塵排放。
----借助清潔生產工藝推進污染減排。目前全市已有20多家企業開展清潔生產審核活動,取得了較好的經濟效益、社會效益和環境效益。僅長源(xx)焦化公司、xxxx發電廠和xx礦業集團公司等企業,通過開展清潔生產,年節約資金5400多萬元,年節約用水2400多萬噸。
----借助相關經濟政策推進污染減排。一是鼓勵引導企業推進節能降耗、污染減排。鼓勵發展資源消耗低附加值高的高新技術產業、服務業,對清潔生產、節能節水、資源綜合利用等項目給予支持或補助。二是依法督促企業開展節能降耗、污染減排。借助法律強制手段和政策手段推動節能降耗、污染減排。環保部門通過提高排污費標準,加強環境監管,提高生產環節的廢棄成本、排污成本,促進企業實施節能降耗、污染減排。三是利用優惠政策推進企業開展節能降耗、污染減排。選好項目,利用好上級的扶持政策,爭取國家、省有關專項資金,引導企業積極推進節能降耗、污染減排。
----借助核發排污許可證推進污染減排。按照水污染物總量控制目標,對水污染物排放企業嚴格核發排污許可證;對大氣污染物總量進行了分配,工業企業全部制定了二氧化硫減排計劃,以確保完成我市二氧化硫減排任務。
----借助環境自動監控系統推進污染減排。目前,全市已安裝企業污染源在線監測監控裝置40余臺套,大中型企業環境自動監控覆蓋率達到68.05%。此外還建成了2套環境噪聲在線監測裝置、3座城市環境大氣自動監測站和2座水質自動監測站,均已與市環境自動監控中心聯網,對企業的偷排超排起到了較好的監督作用。
----借助社會輿論監督推進污染減排。一是深入開展節能降耗、污染減排等專題宣傳。通過電視、廣播、報紙等新聞媒體的宣傳,不斷提高領導層和群眾的認識,組織開展創建節約型機關、節約型企業活動,在全社會形成良好氛圍。二是開展企業環境行為評價信息公開化。通過對企業環境保護行為進行評價,并公布評價信息,來加強社會輿論監督,從而規范企業的環境行為,督促企業提高治理污染的主動性。
(五)建設自動監控網絡,提高環境監管水平。全市環境在線監控網絡系統建設得到了進一步發展,在已安裝污染源在線監測、監控裝置48臺套、大中型企業環境自動監控覆蓋率達到71%的基礎上,正在新建設7套水污染源、9套氣污染源在線監控裝置。此外還建成了市環境自動監控中心及2套環境噪聲在線監測裝置、3座城市環境大氣自動監測站和2座水質自動監測站。
(六)啟動第一次全市污染源普查工作。成立了“xx市污染源普查領導小組”,領導小組下設辦公室負責日常工作,有專門機構負責污染源普查工作;制定了《xx市污染源清查核實工作方案》,保障了我市污染源普查工作的有序開展;開展了污染源普查工作的系列專題宣傳,為污染源普查工作營造了良好的輿論氛圍。
(七)努力為建設項目做好環保服務。今年1~10月份,我市通過國家、省、市環保部門審批項目121項、總投資金額67.5億元,市行政服務大廳環保窗口接辦件175件,全部按時辦結。
二、存在的主要問題
(一)環境監控手段尚需進一步改善。由于環境自動監控系統尚不能覆蓋所有企業,部分企業為了追求經濟效益、節省治污成本,而擅自停運治污設施,造成超標排污、違法排污現象時有發生。
(二)基層執法監督力量薄弱。縣區環保執法能力建設嚴重滯后,xx縣環境監測實驗室儀器設備陳舊,三區環保局甚至沒有監測實驗室。各級環境監察機構也都存在人員、經費、設備、車輛嚴重不足的情況,執法能力不能適應工作需要。
(三)執法人員素質有待提高。執法人員的整體素質不夠高,能力參差不齊,特別是縣區環境執法能力弱,執法監管不到位、不作為等情況不同程度的存在。
三、2008年工作思路
(一)強化組織領導,把污染防治擺上更加重要日程。不斷完善主要領導親自抓、分管領導具體抓的領導機制,各級政府要經常聽取環保工作情況匯報,主要領導和分管領導要經常過問環保工作,研究解決環保工作中存在的困難和問題。各級政府要將水污染防治目標任務層層分解,簽訂責任狀,并列入政府任期目標考核內容,嚴格實施考核。
(二)加快治污項目進度,大力開展工業污染防治。繼續深入開展城市環境綜合整治,積極爭取國家環保優惠政策支持,加大自籌資金力度,加快建設市污水處理廠二期工程、中水回用工程、縣污水處理廠、礦山集污水處理廠、烈山污水處理廠、市開發區污水處理廠和各重點工業企業污染處理設施等一批污染治理重大工程,切實減少廢水排放,大幅度削減各總量控制指標的實際排放量。
(三)加大環境保護投入,完善城市基礎設施建設。采取有力措施,督促企業把更多的資金投向污染治理,充分發揮其環境保護投資的主體作用;依托污染防治專項資金,增加財政投入,逐步提高環保投入占國民生產總值的比重,使環保投入盡快達到環境污染防治的要求,政府投入的比例要保持在gdp的1.5%~2%之間;建立多元化的環境保護投資機制,保障城市環境基礎設施建設得到進一步加強和完善;加大城市污水處理費征收力度,提高收費標準,擴大征收面,確保城市污水處理費征收到位和城市環境基礎設施正常運行。
(四)加大環境監管力度,完善自動監測監控網絡。一是繼續深入開展“整治違法排污企業保障群眾健康”專項行動,嚴厲打擊各種環境違法行為,從面源上減少環境污染。二是加強對重點污染源的環境監管,對入河排污口和重點排污企業加大現場監理頻次,同時加快污染源在線自動監測監控網絡建設,從技術上為企業偷排、超排筑起一道屏障。三是嚴格控制新污染源的產生,堅持“預防為主”的原則,嚴格環保審查,對國家明令禁止的建設項目堅決不予審批。四是加大環保處罰力度,對未批擅建、環保“三同時”不完善及擅自停運、閑置治污設施等違反環保法律法規的行為依法進行嚴肅查處。
(五)加強社會輿論監督,公開企業環境行為評價信息。近兩年,我市把企業環境行為評價信息向社會進行公告,取得了十分顯著的成效,今后仍要按照《xx市企業環境行為評價信息公開化管理暫行辦法》的規定,進一步做好信息公開化的基礎工作,確保評價信息真實、準確、可信,鼓勵吸引公眾參與監督環境保護,激勵企業主動治理污染。
(六)大力調整產業結構,強制淘汰落后生產工藝。堅持走科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染小、人力資源優勢得到充分發揮的新型工業化道路;重點是依托我市豐富的煤炭資源,調整產業結構和產品結構,優化資源配置,積極推行清潔生產工藝和循環型經濟發展,堅決淘汰不符合國家產業政策、水污染嚴重的企業和落后的生產能力、工藝、設備與產品;對取締關閉的“十五小”“新五小”企業及生產線要加強現場檢查,嚴防“死灰復燃”。
關鍵詞: 發電權交易;模型;效益;能耗;Pareto;PSO
中圖分類號:TM732 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2012)0220135-01
在發電權的交易上,很多文章主要以買賣雙方報價為主,本文為體現發電調度的節能減排要求,將煤耗率和價格這兩個參數結合起來,提出了基于能耗和效益綜合最優的多目標交易模型,并使用Pareto最優的方法來對多目標進行求解。
1 發電權交易模式
發電權是一種商品,發電權市場是雙邊交易市場,撮合交易是組織發電權交易的常見模式。
2 發電權交易成本
本文將交易成本分為兩部分,固定成本 和電力網損成本 。固定成本包括組織發電權的固定傭金,管理費用,行政費用等,電力網損成本是開展發電權交易前后整個網絡潮流變化所帶來的成本。
3 發電權交易模型設計
3.1 發電權交易模型
基于文獻[3]提出的效益最優、文獻[6]提出的能耗最優的發電權交易模型,本文提出了基于能耗和效益綜合最優的發電權交易模型。
3.2 基于煤耗和效益綜合最優的模型
基于煤耗和效益綜合最優的發電權交易的目標函數為:
其中C表示Pareto前沿所組成的集合, 買方i和賣方j 的交易量,
為賣方j出售的電量, 為買方i購買的電量, 為第i個買家申報的報價, 為第j個賣家申報的報價, 為買家 和賣家 之間的交易成本,
和 是參與交易的機組 和機組 的煤耗率函數。 表示發電權交易產生的社會效益, 表示發電權交易所節約的煤耗量。
4 Pareto最優的概念及求解
在3.2所提到的煤耗和效益多目標綜合最優模型,在數學上稱為多目標優化問題,關于多目標最優有很多種求解方法,本文使用Pareto最優的方法來對多目標進行求解。
4.1 Pareto最優的概念
一般地,多目標優化問題有如下形式:
其中Ω表示所有可行解的集合, 表示k個目標函數。
4.2 Pareto最優解的求解方法
多目標優化Pareto最優解集的求取可分為兩大類:傳統算法和進化算法。PSO粒子群優化算法是最近興起的一種進化計算方法。
PSO算法的標準形式如下所示:
其中 和 分別表示第 個粒子在第 次迭代中的位置和速度;
表示第 個粒子的個體最優解; 表示全局最優解; 是之間的隨機數; 是學習因子,用于控制收斂的速度; 是慣性系數。
本文在PSO算法基礎上,提出一種基于動態Pareto解集的PSO算法(Dynamic Pareto Warehouse-based PSO,DPW-PSO),利用這種算法可在較小的初始種群規模下,產生大量的Pareto最優解而并不顯著增加計算量。
5 DPW-PSO算法求解多目標發電權交易問題
本文使用Pareto最優的方法、DPW-PSO算法對多目標進行求解,求解過程是先通過隨機算法大致得到(U,F)這個二維函數的Pareto前沿,然后在Pareto前沿上選出一些解和它們對應的交易方案,這些交易方案在某種程度上來說都是最佳的。
6 發電權交易算例分析
下面是對某電網發電權交易的算例分析,選取電網典型運行方式下的數據,分別按效益最優、能耗最優、效益和能耗綜合最優三種模型進行仿真計算。表1是某電網典型情況下各機組的發電出力和煤耗率。
A6電廠發電不足,A1-A5電廠代其發電,表2為發電權交易在效益最優模型、煤耗最優模型、煤耗和效益綜合最優三種模型下所產生的社會效益、消耗的煤的總量以及電網網損的變化。
對計算結果分析可知,多目標最優有多個解,這些解得到的交易方案在某種程度上來說都是最佳的,電力公司可以根據交易結果對發電權進行安全校核,每次交易的完成都以電網通過安全約束為標志。
7 結論
基于煤耗和效益綜合最優的發電權交易模型,其Pareto最優解為一個解集,這表明決策者有多組相對而言都比較理想的交易方案可做選擇,這些交易方案效益和降低煤耗不一樣,但總體是朝著煤耗減少和社會效益增大的方向變化。因此,研究與市場機制相協調的電網節能降耗發電權交易機制,實施“以大代小”、“以煤代氣”發電權交易,對于充分發揮其節能減排的優勢,滿足發電調度的節能減排要求具有十分重要的意義和廣闊的應用前景。
參考文獻:
[1]國務院辦公廳,國務院辦公廳關于轉發發展改革委等部門《節能發電調度辦法(試行)》的通知([2007]53號文)[Z].2007.08.02.
關鍵詞:節能;降耗;效益
元寶山發電有限責任公司的前身是元寶山發電廠,始建于1974年,為中電投集團公司控股子公司,由中電投蒙東能源集團公司代管,現有三臺600MW機組。為貫徹和落實公司“精細化管理年”的相關要求,確保全年生產指標的順利完成,根據公司目前具體情況并結合相關經驗,制定了運行系統節能降耗措施。
一、機組參數調整措施
第一,加強對主要參數的監視調整,保證各參數在合格范圍內。機組正常運行、吹灰及加減負荷時,及時調整汽溫、汽壓、排煙溫度、氧量。主汽壓力按規定的滑壓曲線運行,主汽溫按額定值+3℃調整。制定小指標競賽管理辦法并已實施。嚴格按照值長發電指令執行,保證負荷壓上限運行,做到度電必爭。制定吹灰器定期檢查責任制,確保水吹灰器檢查次數和質量,避免由于吹灰器檢查不到位造成的鍋爐結焦和排煙溫度升高。
第二,暖風器投入期間,通過控制暖風器壓力,在保證暖風器安全的前提下控制排煙溫度在設計值以內。在低負荷期間,通過調整磨煤機運行方式、燃燒器擺角位置等手段將主再熱汽溫調整合格。加強對主機真空、凝汽器端差的監視,發現主機真空下降或凝汽器端差升高時,及時查找真空漏泄點和端差升高的原因。加強真空泵運行效率監視,真空泵工作液水溫異常升高時,及時查找原因并消除。每天按規定及時投入膠球清洗及二次濾網系統。定期檢查循環水系統,保證循環水的正常運行。
第三,加強對給水溫度、加熱器端差的監視,發現給水溫度下降或給水溫度與負荷不對應,及時查找原因并聯系處理,發現加熱器端差升高及時檢查空氣門、水位、旁路漏泄情況。加強各機組高、低加水位監視,保持高、低加水位在規定值附近。主機單閥運行,具備順序閥條件時及時切換到順序閥運行。根據天氣條件適時選擇單/雙臺循環泵運行方式,使機組盡可能在經濟真空下運行。各專業專工不定期檢查各班組參數調整情況,對參數調整不合格、態度不認真的要加大考核力度。每日進行參數分析總結,參數偏離設計值要查找原因并提出改進措施。
二、降低廠用電率措施
第一,充分利用#2爐引風機變頻和#3爐高低速切換,降低引風機電耗;#2、#3、#4機組凝泵變頻、疏水泵變頻、#2機高冷泵變頻,在變頻設備無故障的情況下,必須使用變頻。#2機高冷泵變頻運行時,變頻泵出口門全開,350M3水箱補水旁路門要保持一定開度(一般開1/3),以減少節流損失,達到降低高冷泵變頻轉速實現節能的目的。正常運行時優先選用較低的轉速維持350M3水箱正常運行。低負荷及時調整磨煤機運行臺數,加減負荷時盡量晚起磨、早停磨,降低制粉系統電耗。
第二,及時查找鍋爐本體、制粉系統漏風,降低引風機電耗,每月24日對運行鍋爐風、煙、煤系統全面普查,發現漏泄點及時聯系處理。控制各臺爐氧量值在規定范圍內,控制送、引風機電耗。冬季#3、4機組根據氣溫情況,采取一臺循環泵運行方式。#3、4機組根據真空嚴密性情況,及時啟停備用真空泵。利用機組啟停時機對加熱器查漏,發現漏泄的及時聯系處理。根據負荷等情況,調整沖灰水泵運行臺數。
第三,做好機組啟停過程中的節電工作。
(1)#2機啟機過程:根據鍋爐預定點火時間及機組并網時間合理安排輔機啟動,以減少輔機設備尤其電泵、循環泵的空載運行時間;啟動凝泵變頻給除氧水箱上水,#2爐啟動上水期間只保持一臺電泵運行,#2爐鍋爐吹掃前再啟動第二臺電泵,鍋爐上水結束后,如果預期長時間不能點火則停止凝泵、電泵運行;循環泵在鍋爐點火前投入一臺運行,在點火后投入第二臺運行;機組啟動后,#2機汽機轉速達額定轉速時,關閉冷再、熱再管路疏水,高缸投入后及時關閉主汽管路疏水,低旁關閉后及時停止一臺凝泵。
(2)#2機停機過程:#2機組停機時,低旁關閉后及時停止一臺凝泵和一臺循環泵運行,主機破壞真空后及時停止另一臺循環泵運行,低冷水導工業水自壓,停止低冷泵運行。在電泵停止運行后,除氧水箱上水至3300MM水位后,停止凝泵運行;掌握好汽、電泵切換時機,在汽泵能維持運行時,不可以過早啟動電泵,在汽、電泵切換之前,提前做好電泵的檢查、準備工作;在不需防凍的情況下,#2機組在送引風機停止,磨煤機軸承溫度降至50℃以下時,及時停止高冷泵運行。
(3)#3、#4機啟機過程:根據鍋爐預定點火時間及機組并網時間合理安排輔機啟動,以減少輔機設備尤其電泵、循環泵的空載運行時間;用凝輸泵給除氧水箱上水,投入軸封前再啟動凝泵,#4爐采用汽泵前置泵給鍋爐上水,當前置泵出口壓力無法達到上水要求時再用汽泵上水,電泵只保持備用,降低啟機期間的廠用電消耗;根據小機預期使用時間,合理安排小機沖動、暖機,做到既不浪費輔汽也不影響汽泵接帶負荷;循環泵在鍋爐點火前投入一臺運行,第二臺循環泵在主機并網后投入,冬季,#4機循環泵具備低速運行條件時,將循環泵切換到低速運行;#3、4機組管路、本體疏水具備關閉條件時及時確認是否已關閉;A磨等離子切換到正常方式后,及時將等離子用壓縮空氣切換到防污風,以減少空壓機運行臺數。
(4)#3、#4機停機過程:
1)停機過程中,#3、4機組減負荷到300MW以下時,根據循環水溫度情況及時停止一臺循環泵運行,到250MW以下時停止一臺汽泵運行。#3機掌握好電泵啟動時機(在150MW左右),不允許過早啟動;#4機全過程使用汽泵停機。主機打閘后,根據主機排氣溫度及時停止另一臺循環泵運行。停機后,主汽壓力降至1.5MPa時,#3機用電泵、#4機用汽泵將汽包上水至高水位,然后汽、電泵停止,關閉主機管路疏水,主機破壞真空,停止凝泵運行用凝輸泵給除氧水箱上水。此后利用電泵根據汽包水位情況間斷上水,不允許電泵連續運行來保證汽包水位。
2)冬季#3或#4機停機后,采取措施切除無需投入的冷卻器來保持開式水母管0.20MPa壓力自壓防凍,工業水供開式水泵入口門只需開15%;#2機保持工業水母管0.20MPa壓力自壓防凍。
三、降低水耗措施
第一,嚴格控制#2、#3、#4、#5水塔,#2機組350m3水箱,#2機高、低位密閉除鹽水箱,#2機組200m3水箱、#3機組400m3水箱、#4機組400m3水箱、閉式水膨脹水箱、#2機組600m3水池、供水泵房前池、#2爐灰渣泵前池、#3爐灰渣泵前池水位,保證不溢流、跑水。暖風器汽源即時切換、疏水及時回收,避免除鹽水浪費。暖風器供汽壓力在滿足風溫前提下降至最低。
第二,機組啟動過程中及時聯系化驗水質,減少鍋爐排放時間。停機時及時調整各冷卻水閥門位置,減少冷卻水用量。#2機組在運行期間,通過給水的控制減少分離器、集水器的排放。加強巡檢,對機組跑、冒、滴、漏、滲現象及時發現及時治理。機組啟動后及每月15日對汽、水系統閥門進行全面檢查,發現閥門漏泄及時聯系處理。及時調整暖汽聯箱壓力,在保證廠房溫度的前提下降低廠暖供汽壓力。定期檢查各路疏水門位置正確,閥門無內漏。及時聯系化驗人員化驗疏水水質,疏水水質合格要及時回收,避免大氣疏水箱溢流及溢流減溫水門開啟。對三臺機組大氣疏水、熱力站疏水、熱網疏水、暖氣疏水具備回收條件的及時回收,避免水位高溢流或排放。
第三,保持污水站供#3、4機組水塔補水門全開,水塔補水優先使用污水站來水。發現雨水泵啟動頻繁時,及時查找來水原因,并采取措施。機組運行期間根據灰量控制沖灰水量,停運機組及時停止沖灰水運行(冬季做好防凍措施)。工業水盡可能使用疏矸水,在疏矸水來水不夠時再加大二級站深井水使用量。#3或#4機停機時,在疏矸水充足且工業水壓力高時,請示值長二級站工業水升壓泵停止熱備。
第四,#3或#4機停機后,如不需閉式水系統運行,在確認空壓機冷卻水由另一臺機帶時,停止本機閉式水及凝輸水系統運行,以減少廠用電及除鹽水浪費。在凝汽器上水查漏結束后,凝汽器水位降至可見水位時即停止放水,剩余水量用于啟機(水質合格的情況下)。啟機過程中低冷水、開式水及時切換到循環水,以減少水塔的排放量。#3或#4機停機后,高水位時關閉本機400M3水箱補水氣動門,防止運行機組補水時,使本機400M3水箱水位升高而溢流。
第五,冬季做好鍋爐暖風器、廠房采暖疏水回收工作;做好熱網系統跑冒滴漏檢查及聯系治理工作。#3機軸封系統一般在鍋爐點火前投入,以減少汽水損失。#3、#4機小機根據使用情況合理安排沖動暖機時間,以節約輔汽。因暖管及防凍要求,疏水門、放水門需要保留開度的,門開度要適當,避免不必要的汽水損失。#4爐干除灰系統首先選擇向粗、細灰庫排灰,并及時聯系拉灰。若粗、細灰庫無車拉灰且氣化風機出口壓力升至0.45bar時將灰導至原灰庫。原灰庫氣化風機出口壓力低于0.45bar前,制漿機、提升泵不投入運行。提升泵投入期間,保持一臺運行。根據灰量及時調整灰漿提升泵出口門開度,從而最大限度控制低壓供水、一級沖灰水用量。供水泵房前池補水原則為首先用回收的灰水,然后用循環水,最后用工業水。
第六,根據機組負荷及時調整供水泵房低壓供水、一級沖灰水、二級沖灰水以及灰渣泵運行方式,最大限度控制低壓供水、一級沖灰水、二級沖灰水用量。正常情況下運行灰渣泵保持出口門全開,反沖洗水門保持關閉,根據沖灰水量調整運行臺數。在滿足渣井水溫不超60℃情況下,保持渣井補水門最小開度,最大限度減少渣井溢流。
四、降低油耗措施
第一,三臺鍋爐啟停時,#2機組盡可能多用小油槍,#3、#4機組盡量使用等離子,嚴格按照機組啟、停曲線要求,控制好壓力、溫度、負荷梯度。風機半側運行無特殊情況不投油助燃。非常規調峰階段,#2爐當煤質熱值達到設計煤質,達到45%負荷不投油;#3、#4機組當煤質熱值達到設計煤質,達到35%MCR負荷不投油。機組運行中盡量減少燃油系統的運行時間,定期檢查各油角閥漏泄情況,避免由于油角閥不嚴造成的燃油損失。
第二,三臺鍋爐提前檢查好磨煤機、給煤機,及時滿足磨煤機啟動條件,確保磨煤機隨時啟動。#2爐給煤機撤銷子工作提前完成,#2爐油槍支數10支及以上而煙溫≥280℃,及時啟動第一臺磨煤機。根據升溫升壓曲線及時啟動第二臺磨煤機,確保發電機并網前兩臺磨煤機運行。
五、降低脫硫系統脫硫劑用量措施
監視入庫石灰石粉質量,確保CaCO3含量≥90%,細度≥90%(250目篩余量)。保持脫硫效率穩定控制在92%~93%之間,并確保月脫硫效率≥92%。根據負荷調整PH值,機組正常運行期間石膏漿液PH值控制在規定范圍(5.0~5.6),PH值正常調整根據機組負荷以及原、凈煙氣SO2含量多少調整。調整原則:機組滿負荷時 PH值控制在5.6左右,機組90%負荷時PH值控制在5.6以下,機組80%負荷時PH值控制在5.4以下,機組70%負荷時PH值控制在5.2以下,機組60%負荷及以下PH值控制在5.0。石灰石供漿量的多少根據PH值大小適當調整,根據每天負荷變化規律,PH值調整應有提前量。石灰石漿液密度嚴格控制在1150~1250kg/m3左右,最高不能超過1300kg/m3。石灰石漿液密度調整原則:機組滿負荷時石灰石漿液密度控制在1250~1300kg/m3。機組60%~90%負荷時石灰石漿液密度控制在1200~1250kg/m3。機組60%負荷及以下石灰石漿液密度控制在1150~1200kg/m3。對吸收塔進漿調整,采取微調、勤調的調整方法,切忌調整大起大落。機組停機前控制粉倉粉位,如長時間停機將粉倉排空,粉倉排空后停止硫化風機及粉倉除塵器。
六、結束語
通過在生產過程中的實踐,節能降耗達到了預期目標,節省了大量能量消耗,降低了運行成本,年節省資金近500萬元,也為國內同類型機組的運行提供了很好的借鑒。
參考文獻:
[1]王汝武.電廠節能減排技術[M].北京:化學工業出版社,2008.
關鍵詞:鍋爐效率 熱損失 燃燒 經濟性
前言;宏偉熱電廠#3、4、5爐是哈爾濱鍋爐廠生產的,爐型為:HG-410/ 9.8 - HM16型褐煤鍋爐,燃用內蒙東部褐煤,配置6套直吹式風扇磨制粉系統,鍋爐的效率設計為89.74%。就鍋爐而言,影響鍋爐效率的因素是:一方面保持鍋爐燃燒穩定,在高負荷狀態下運行。另一方面則應盡量減少各種熱損失。
1.影響410鍋爐效率的因素有以下幾個方面:
1.1鍋爐效率與其各項損失密切相關,鍋爐的排煙損失;機械不完全燃燒損失;灰渣物理損失;化學不完全燃燒損失;散熱損失組成。
1.2鍋爐所產出的主蒸汽是供給汽輪機做功的動力,主蒸汽的溫度和壓力的高低直接影響到鍋爐的經濟性。
1.3鍋爐燃用煤的發熱量、揮發份、含灰量、含水量等指標。對鍋爐燃燒穩定具有較大的影響,對于風扇磨煤機來講,原煤的可磨系數對風扇磨煤機的制粉的合格率影響較大,同時影響鍋爐的燃燒穩定性。
1.4鍋爐在運行中,鍋爐的引風機、送風機、風扇磨煤機等設備消耗部分電能,直接影響到鍋爐的凈效率。
1.5鍋爐在啟動和停止過程中燃油消耗、煤耗、電耗、水耗等。隨著啟、停爐的時間延長,鍋爐的各項損失隨之增大。
1.6鍋爐在運行中的連續排污和定期排污,排出爐外的爐水水耗,以及鍋爐閥門不嚴,爐水系統及蒸汽系統出現的漏泄造成的水耗和汽耗。
2.降低鍋爐各損失提高鍋爐效率的措施
2.1當鍋爐負荷在85%以上時,采用斜對角4臺磨煤機運行的燃燒方式,保持各風扇磨煤機的制粉的均勻性。控制#2、5風扇磨煤機的出力,以減少該一次風對爐內的動力擾動,減少或防止火焰偏斜,避免備用噴燃器和水冷壁結焦。堅決避免缺角燃燒的運行方式。在冬季原煤溫度較低,必要時采取五臺風扇磨煤機運行,提高原煤的干燥出力,降低各一次風煤粉濃度。提高煤粉的燃燒速度。合理的調整鍋爐燃燒及配風、控制鍋爐負壓穩定,降低鍋爐送、引風機電耗。
2.2鍋爐正常運行中保持主蒸汽溫度和主蒸汽壓力穩定,要掌握燃用煤的發熱量、鍋爐燃燒量、磨煤機的制粉量與鍋爐蒸發量的關系,積極調整鍋爐主蒸汽參數,保持主蒸汽壓力和主蒸汽溫度穩定,減小主蒸汽參數變化對鍋爐效率的影響。
2.3加強燃煤管理,采取煤廠混煤的辦法,減少燃煤發熱量的變化,同時對燃煤中的雜物加強控制,燃料投入除鐵器。定期進行風扇磨煤機分離器清理,保證風扇磨煤機回粉暢通和風扇磨煤機的制粉細度。
2.4鍋爐根據配風器的結構、噴燃器特性和噴燃器的特性,采取六角二次風總門均勻配風。關小各角油槍二次風風門開度至30-40%進行截流調整,適當降低#2、#5磨煤機的制粉出力,以減少爐內的燃燒干擾,防止火焰偏斜。控制爐膛出口煙氣溫度要控制在860℃以內,兩側煙氣溫差不超過80℃。定期吹灰,保持受熱面清潔,提高鍋爐受熱面吸熱換熱量,降低鍋爐排煙溫度。
2.5減少鍋爐本體漏風和制粉系統漏風,是排煙溫度升高的主要原因之一。制粉系統漏風影響風扇磨煤機的通出力、干燥出力、風扇磨煤機的出口溫度、風扇磨煤機的電耗等。在運行時注意隨時關閉各檢查門、檢查孔和冷風門。定期進行爐本體及制粉系統的查漏及堵漏工作。
2.6嚴格執行啟停爐操作,減少能源消耗
2.6.1重視鍋爐啟、停時的能源消耗,提前采取蒸汽推動,提高鍋爐水循環回路溫度,提高汽包溫度,提高爐膛溫度。提高燃油溫度,有利于點火,減少甩油。有力于鍋爐點火,及時調整鍋爐配風,能提高油搶燃燒效果。減少滅火、甩油現象。嚴格鍋爐點火過程中的升溫和升溫速度,主蒸汽管道暖管工作。提高蒸汽品質和爐水品質,提前做好啟動磨煤機的準備工作。精心調扇磨煤機的制粉量和鍋爐排汽量。這是縮短啟爐時間重要手段之一。
2.6.2停爐前7-10小時,將運行原煤斗煤位上滿。通過給煤機的輸煤量,來調整各風扇磨煤機的制粉量,盡量保持各風扇磨煤機在同一時段,根據鍋爐負荷計算出各風扇磨煤機的制粉量,計算出原煤斗拉空時間。鍋爐在停止過程中,原煤斗中的原煤逐漸減少,鍋爐出現燃燒不穩,必須投油槍穩燃,派專人進行原煤斗振打,保持原煤斗下煤順暢,減少停爐過程中的能源消耗。
2.6.3鍋爐在正常運行中,正常情況下連續排污量對于熱電廠來說控制在1.5%,定期排污量控制在0.5%,鍋爐的失水水耗應控制在2.5%內。同時通過化驗鍋爐水質情況,進行加藥和增加定期排污量和連續排污量,維持鍋爐的水質合格。因此在鍋爐正常運行中,要經常檢查對空排汽門、事故放水門、過熱器及減溫器疏水門、省煤器放水門、排污門,發現漏泄及時聯系處理,保持其嚴密,減少爐水流失。降低鍋爐的煤耗、熱耗和水耗。
3.結束語
鍋爐的節能降耗是一項長期的工作,在日常工作中加強對爐水的監測和鍋爐閥門的檢查。減少鍋爐水耗。采用合理的配風方式和磨煤機的運行方式,均衡各磨煤機出力,提高了一、二次風的混合,強化爐內燃燒,提高煤粉的燃燒速度,使煤粉充分燃燒,降低火焰中心,減少漏風,降低了鍋爐的各項損失,同時可以降低廠用電消耗,采取優化啟停爐方案,縮短啟停爐時間,減少能源消耗。
參考文獻:
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3. 陳學俊陳聽寬 《鍋爐原理》第138-144頁直流噴燃器概況 第115-123頁煤粉的燃燒部分機械工業出版社 1990年出版
4.《哈爾濱鍋爐廠410鍋爐說明書》
作者簡介:
吳忠良 1967年7月12日出生
關鍵詞 功率因數;輸電線路;無功補償;電抗器
中圖分類號TM63 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)114-0193-02
0引言
用電功率因數的高低,對發、供、用電設備的充分利用,節約電能和改善電壓質量有著重要影響,為此電力工業企業對用戶尤其是大工業用戶進行功率因數管理,并執行功率因數調整電費辦法。
中海福建天然氣有限責任公司接收站(以下簡稱福建LNG接收站)2008年2月投產,主要為下游莆田燃氣電廠、廈門燃氣電廠、晉江燃氣電廠及沿線福州、莆田、泉州、廈門、漳州5個城市燃氣供氣,當下游用氣量小,接收站外輸量低、用電負荷輕時,因架空線路較長,線路產生大量容性無功向電網倒送,導致用電功率因數低于國家規定值0.9,為此每年需向供電單位繳納高額力率調整電費。
1 福建LNG接收站供配電系統概況
福建LNG接收站變電站為異地雙回路電源供電,一回引自當地笏石220kV變電站,架空線長約16.12KM,另一回引自東進220kV變電站,架空線長約15.3KM。接收站內設110kV GIS開關站一座,6kV總變電所一座,海水變電所一座、區域變電所一座及碼頭變電所一座。外部電源至接收站110kV GIS開關站后,分別接至2臺容量為25000KVA、電壓為110kV/6kV主變壓器(以下簡稱主變)降壓后,為接收站各用電系統提供電源。110kV GIS、6kV總變電所、6kV海水變電所均采用單母線分段運行方式。在總變電所6kV側系統Ⅰ、Ⅱ段母線各設容量為2400kvar并聯電容補償。
2 110kV石海線、東中線輸電線路容性無功對功率因數影響
長距離高壓輸電線路參數分布效益明顯,對其采用分布參數模型分析,在正常情況下,線路壓降不大(忽略壓降),110kV東中線、石海線輸電線路等效電路圖:
3 改造方案
4 結論
在高壓長距離輸電線路,負荷大小對功率因數起決定性作用。線路容性無功在用電負荷輕時將造成功率因數惡化,因此對于專用的輸變電工程,設計無功補償設備時應充分考慮到線路的容性無功,合理設計無功補償設備,避免線路投用后因負荷輕造成功率因數低下。
參考文獻
【關鍵詞】高壓變頻;發電廠;應用
隨著電力行業改革不斷深化和市場競爭的日趨激烈,如何降發電成本和提高發電市場競爭力,已成為各發電廠努力追求的目標。傳統的發電廠大都采用定頻技術,頻繁的調峰任務使高壓電機的啟停次數增加,電動機受到的沖擊轉矩很大,嚴重影響電動機的機械壽命,在啟動過程中燒毀高壓電機的現象時有發生。如采用變頻調速技術,則可實現高壓電機的軟啟動,即電機從零轉數慢慢升至啟動轉數,從而達到改善電動機運行環境的目的,還可以實現節能降耗的作用。
1.變頻調速原理簡介
交流異步電動機的轉速公式為:
n=(1-s)n1=(1-s)60f1/p
式中:n―電動機運行時實際轉速,n1―電動機的同步轉速,f1―電動機電源頻率,p―電動機極對數,s―電動機轉差率。從可以分析如何改變異步電動機的轉速。
當改變電源頻率f1時,同步轉速n1=60f1/p與頻率成正比變化,于是異步電動機的轉速n也隨之改變,所以改變電源頻率就可以平滑地調節異步電動機的轉速。
變頻調速技術的出現和不斷發展,使電機調速領域發生了革命性的變化,在不到二十年的時間里,已被國內外公認為是最理想、最有發展前途的一種調速方式。通過變頻技術,不僅可以節約能源,還具有可靠性高、調速范圍廣和平滑性好等優點,因此在短短十幾年,發展也十分迅速,這主要歸功于變頻調速技術的優越性。
變頻器按變換環節分為交―交變頻器和交―直―交變頻器,由于交―交變頻器連續可調的頻率范圍小,一般為額定頻率的1/2以下。目前,變頻器基本上采用交―直―交電流型或電壓型變頻器,主回路由整流器、濾波環節和逆變器構成。
2.發電廠高壓變頻技術分析
當前,國內高壓電動機采用的變頻調速方案主要有以下幾種:
2.1 Y/Δ變換
采用Y/Δ變換的辦法是通過降壓變壓器將6000V的電壓降低到一定的電壓等級,如韓國ABB公司的ACS系列變頻器的電壓等級有2.3KV、3.3KV和4.0KV,它的基本構成如圖1所示。
圖1 星―三角變換圖
這種聯接方式要求異步電動機必須采用三角形接法,采用3.3KV或4.16KV的變頻器即能滿足電壓和電流的要求,也能滿足變頻器對電機的絕緣等級提高一級的要。但它對dv/dt和共模電壓承受能力較差。由于電廠一般風機電機的接線方式為Y型,選用此方案的變頻器,電機的定子線圈要由Y型改接為Δ型,或使用與此電壓等級配套的高壓電機,再者還需新增加一個變壓器;該方案要求換裝電機的外型尺寸特殊,原有電機基礎不能使用,需重新施工澆注,安裝周期也較長;電機進行Y/Δ改接后,電機與電網電壓不一致,無法實現旁路功能,當變頻器出現故障后,無法保證生產的正常進行。
2.2 高-低-高變頻調速系統
此中調速控制方案是將高壓通過降壓變壓器,使變頻器的輸入電壓降低,這樣可以采用一般的交流變頻器,然后,將變頻器的輸出電壓通過升壓變壓器將輸出電壓再提高到6000V,以滿足高壓交流電動機的電壓要求。這種方案可以采用較為低廉的變頻器,高-低-高變頻調速系統的結構如2圖所示。
圖2 高-低-高變頻調速系統的結構圖
高-低-高變頻調速系統普遍采用可控硅整流電路逆變電路,從70年代問世以來,逐步走向成熟,也有很多應用成功的例子,但此種系統存在者較多的問題:
(1)高-低-高變頻調速系統需要用升壓和降壓兩個變壓器,以實現6000V電壓直接輸出,從而降低了效率,會增加0.3%的損耗,并且降壓變壓器和升壓變壓器不能互換,升壓變壓器需要特制,以減弱高次諧波的影響。
(2)高-低-高變頻調速系統中的變頻器整流部分采用可控橋式整流電路,相應變頻器的功率因數比較低,范圍從0.2到0.9之間。由于送風機經常工作在低轉速狀態,可控硅的導通角較小,使系統的功率因數很小,系統需要消耗大量的無功功率,導致6000V母線電壓下降,影響6000V母線電壓質量;同時可控硅整流在送風機低速范圍運行時,導通角很小,波形畸變大,逆變部分大多采用6脈沖或12脈沖,輸出波形失真,有大量高次諧波存在,使輸出波形不是正弦波,為解決諧波的影響,需要加裝濾波器,增加投資。
(3)高-低-高變頻調速系統中的變頻器工作在低電壓狀態,為滿足功率輸出的要求,工作電流很大,往往需要變頻器元件并聯運行,為此必須進行元件配對,加均流措施,檢修技術水平要求比較高。
(4)高-低-高變頻控制系統需要兩臺變壓器,變壓器需要裝設相應的保護,成本也會有所上升,另外,使用高-低-高變頻系統占地面積較大。
2.3 直接高壓變頻調速控制系統
直接高壓變頻調速控制系統用額定電壓為6000V的高壓變頻器直接驅動6000V的電動機,實現變頻調速,高-高變頻調速系統的結構示意圖如3所示。
圖3 直接高壓變頻系統的結構示意圖
直接高壓變頻系統,簡稱高-高變頻調速系統,它是九十年代末針對高-低-高變頻調速系統缺陷研制成功的新一代變頻調速系統。該系統從根本解決了高-低-高變頻調速系統存在的問題,是一種性能優越的變頻調速設備。
該調速系統一般使用一臺變壓器與電網隔離,變頻器輸出直接到電機,由于采用了橋式整流電路,在整個調速系統中功率因數較高,cosφ=0.85,不需要裝設無功補償裝置,又因為高-高變頻調速系統采用多重化脈寬控制,通過模塊輸出串聯疊加消除高次諧波的影響。
高-高變頻調速系統簡化了主電路和控制電路的結構,變頻器在中間處理器材調節器控制下,調整整流即逆變部分的控制量,通過調節逆變器的脈沖寬度和輸出電壓頻率,既實現調壓,又實現調頻,調節器進行無偏差的前饋控制,使控制誤差降到了最小,從而使裝置的體積小,重量輕,造價低,可靠性高。
高-高變頻調速系統改善了系統的動態特性,變頻器中逆變器的輸出頻率和電壓,都在逆變器內控制和調節,因此調節速度快,調節過程中頻率和電壓的配合好,系統的動態性能好。
高-高變頻調速系統有很好的對負載供電的波形。變頻器的逆變器輸出電壓和電流波形接近正弦波,從而解決了由于以矩形波供電引起的轉矩降低問題,改善了電動機的運行性能,高-高變頻調速系統適用于常規電機和電纜的絕緣要求,現有的送風機電機和電纜可以繼續使用。
2.4 高壓變頻技術方式對比
以某火電廠為例,如果選用“高-低-高”方式工作的變頻器,變頻實現復雜,可靠性較低,高-低-高變頻調速系統技術上不具有先進性,但這種系統最大特點是價格比較低廉,相對于高-高變頻系統,每套系統節約不少投資,產品的挑選余地比較大。
如果選用高-高變頻調速系統,從能量轉換上看效率高于高-低-高變頻調速系統,高-高變頻調速系統在整個調速范圍內效率穩定在95-97%之間,而高-低-高變頻調速系統在整個調速范圍內從81-93%之間變化,高-高變頻系統可經采用不使用變壓器的方案,則滿負荷運行時,又可節約0.3%左右的能量。
綜合各調速系統的優缺點,高-高變頻調速系統是高-低-高變頻調速系統的更新換代產品,具有較高的科技含量,是變頻調速發展的方向,因此,在火電廠中選用高-高變頻調速系統較為合適。
3.小結
隨著電力市場的不斷發展,發電企業對經濟效益和社會效益的重視程度越來越高,已成為各發電企業共同的追求目標。本論文通過對Y/變換型、高-低-高型、高-高型三種方式進行了闡述和比較,并建議在火電廠中選用高-高變頻調速系統較為合適。
參考文獻
[1]周凌.高壓變頻技術在電力行業內可靠性應用[J].華北電力技術,2012年4期.
關鍵詞:環保;鍋爐;測量方法;改進;分析
中圖分類號:X-1文獻標識碼:A文章編號:
近年來,隨著發電機組容量的不斷增大,作為燃煤鍋爐主要輔助系統之一的制粉系統,其送粉管路長度也隨之大大增加,各送粉管道阻力差也隨之增大,并帶來諸如管道積粉、入爐一次風量不均以及煤粉堵管等問題。燃煤發電廠鍋爐燃燒的穩定性、經濟性與一、二次風進入爐膛的風速和煤粉濃度的大小及均勻性關系密切,煤粉濃度的高低以及各個煤粉燃燒器的風粉均勻性直接影響到爐內燃燒工況的穩定和鍋爐的燃燒效率。如果燃燒器的一、二次風及風粉比例偏離正常范圍,會導致不完全燃燒,降低鍋爐效率。同時,隨著環保條列的不斷更新,火力發電廠越來越關心機組效率和空氣污染的問題,要提高鍋爐熱效率和降低空氣污染最有效而又能保持低成本的方法之一就是準確測量和控制鍋爐一、二次風量。
1 風量測量裝置
目前,國內大容量鍋爐一、二次風量測量元件多為機翼型、各種巴類、文丘里式和熱式測量裝置。在巴類中,由于均速管(阿牛巴)輸出的差壓信號較小,易堵塞,且分辨率低,一般需要與微差壓變送器配套,測量精度不高。近幾年美國生產的威力巴差壓流量計,在性能上比阿牛巴均速管提高了一大步,但由于受直管段、量程比的限制,在計量上仍存在許多問題,不能滿足用戶的要求。而機翼型測量裝置體積較大,壓損較大,制造工藝比較困難,且易堵塞信號管路。采用標準文丘里管,在大管徑時,其前后直管段要求很長,成本很高。熱式流量計。它壓損小,測量穩定,故障率小,維護工作少;但是響應速度慢,受脈動流限制,而且長期運行以后對于電廠的介質含粉問題造成的流量計探頭磨損也沒有太好的解決
辦法。
2 機組鍋爐風量測量裝置改造方案
2.1 存在的問題
某電廠300MW機組鍋爐其風量均采用了威力巴均速管流量計,由于威力巴均速管流量計裝置自身的缺陷,客觀存在以下缺點:
2.1.1 易于堵塞。由于必須通過檢測孔來測流量,只要流體中有粉塵、固體顆粒、凝析物等,堵塞就難以避免。并非如廠商所說在探頭正前方形成了高壓區,粉塵不易進入。一旦堵塞檢測孔,就會造成輸出差壓減小,最終無法測量,嚴重威脅到鍋爐的安全
運行。
2.1.2 準確度較低。威力巴流量計屬于均速管類,只能通過檢測桿來反映流速,無論在上面取了多少個測點,也只能反映管道截面直徑(或寬、高)上的流速分布,在直管道達不到足夠長要求時,這些點就失去代表意義,準確度難以優于±3%。
通過對其他電廠的調研并結合本廠的實際情況,建議采用PBS防堵型陣列風量測量裝置。PBS防堵型陣列風量測量裝置由于本身具備的自清灰和防堵塞功能,它可以確保長期測量的準確性,能及時地反映各風管內風量的大小,隨時調整鍋爐運行,讓鍋爐始終在較經濟的工況下運行,可大大提高鍋爐的自動投入率,而且防堵型陣列風量測量裝置壓力損失小,節約送、引風機電量,可取得良好的經濟效應。
2.2 一次風量測量裝置測量原理
電站鍋爐風速風量測量裝置是基于差壓測量原理,其原理圖如圖1所示,測量裝置安裝在管道上,其探頭插入管內,當管內有氣流流動時,迎風面受氣流沖擊,在此處氣流的動能轉換成壓力能,因而迎面管內壓力較高,其壓力稱為“總壓”,背風側由于不受氣流沖壓,其管內的壓力為風管內的靜壓力,其壓力稱為“靜壓”,總壓和靜壓之差稱為動壓,其大小與管內風速有關,風速越大,動壓越大;風速小,動壓也小,因此,只要測量出動壓的大小,再找出動壓與風速的對應關系,就能正確地測出管內風速,在此基礎上,通過與標定系數和管道截面積的計算可以實時測量管道風量。
2.3 一次風量測量裝置改進
一次風量的大小對鍋爐燃燒經濟性的影響很大,一次風量調節合適既對鍋爐燃燒有利,又不會導致一次風管的堵塞。過高的一次風量將使煤粉著火推遲,火焰中心升高,導致飛灰可燃物和排煙溫度上升,對鍋爐的經濟性產生不利的影響;在保持送風量不變的情況下,一次風量的增加必然使爐膛出口氧量增加,從而降低鍋爐的經濟性;而且,隨著一次風量的增大,磨煤機出口煤粉也將逐漸變粗,這對鍋爐的燃燒是十分不利的。
根據現場情況,由于磨煤機入口一次風直管段較短,截面風速容易分布不均勻。為了確保準確測量風量,擬在風道截面上按等截面網格法多點測量原理布置2支探頭共6個傳感器測點,測得同截面的平均速度,是為了確保準確測量風量,將2個風量測量探頭的正壓側與正壓側相互連接、負壓側與負壓側相互連接,引出一組正、負壓信號至差壓變送器。由于在風道截面上嚴格采用標準的網格多點式布置、且測量裝置本身具備的自清灰和防堵塞功能,幾乎沒有壓損,裝置性能可靠,可保證風量顯示穩定準確。真正做到了長期免維護運行。
3 結束語
燃煤發電廠鍋爐燃燒的穩定性、經濟性與一、二次風進入爐膛的風速和煤粉濃度的大小及均勻性關系密切,煤粉濃度的高低以及各個煤粉燃燒器的風粉均勻性直接影響到爐內燃燒工況的穩定和鍋爐的燃燒效率。對于火電機組來講,鍋爐熱效率和降低煙氣中有害物質的排放量始終是我們追求的目標。通過準確檢測鍋爐一、二次風量,能夠將真實數據提供給鍋爐操作人員進行合理操作,是保證鍋爐熱效率和降低煙氣中有害物質的排放量最有效途徑之一。本文采用的風量測量裝置本身具有利用流體動能進行自清灰防堵塞的功能,不需要外加任何壓縮氣體進行吹掃,可以做到長期運行免維護,大大節省了檢修維護的財力與
人力。
參考文獻:
[1] 劉禾,白焰,李新利.火電廠熱工自動控制技術及應用 [M].中國電力出版社,2009.