火電廠主要節(jié)能減排技術措施建議

火電廠主要節(jié)能減排技術措施建議

煤作為主要能源，在我國能源體系中占主導地位。長期以來，煤炭在我國能源生產(chǎn)結構、消費結構中一直占有絕對主導地位，占約65%以上，其中火力發(fā)電用煤約占煤炭消費的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，煤炭又是各種能源中污染環(huán)境最嚴重的能源。在火電行業(yè)中提升煤炭利用效率，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，都是具有深遠意義。

火電廠的節(jié)能要從項目的前期工作開始，應始終貫穿制定、施工和運行的全過程?；痣姀S所采用的節(jié)能技術措施主要涉及廠址及總平面，主機設備的選型、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，涉及主要用能設備選型、主要和附屬建筑節(jié)能、節(jié)約用地、節(jié)水以及采用的環(huán)保措施等。項目的主輔機選型和主要工藝應符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，節(jié)能制定應積極采納國家重點節(jié)能技術推廣目錄中的工藝和設備，禁止采納國家明令禁止和淘汰的用能產(chǎn)品和設備。本文提出的主要節(jié)能技術措施主要政策依據(jù)有：

1〕產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄〔2021年本〕

2〕“十二五〞節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃；

3〕國家重點節(jié)能技術推廣目錄；

4〕“節(jié)能惠民工程〞高效電機推廣目錄；

5〕高耗能落后機電設備〔產(chǎn)品〕淘汰目錄；

6〕火力發(fā)電廠廠用高壓電動機調速節(jié)能導則；

7〕公共建筑節(jié)能制定標準；

8〕國家節(jié)能中心節(jié)能評審評價指標通告4號；

9〕火電工程可行性研究報告“節(jié)能分析〞的內(nèi)容。

結合火電行業(yè)多年來的生產(chǎn)施行和上述政策為依據(jù)，本文重點提出了火電廠制定的主要節(jié)能技術措施建議，可供制定參照，關于工程實施的其它階段，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需要合計的因素很多：應研究電網(wǎng)結構、電力和熱力負荷、燃料供應、水源、交通、燃料及大件的運輸、貯灰場、出線走廊、地質、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經(jīng)濟比較和經(jīng)濟效益分析，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)劃廠址應研究電網(wǎng)結構、資源和負荷中心，區(qū)域規(guī)劃，要進行輸煤、輸電的技術經(jīng)濟論證，能源輸送損耗多少應作為規(guī)劃廠址的重要因素合計；火電廠的工程選廠是在規(guī)劃的廠址區(qū)域進行廠址地理坐標定位，選廠主要關注火電廠輸入、輸出的能源和資源的運輸和輸送路徑短捷，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位置，以減少運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合計。

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)電廠制定規(guī)范》GB50660-2021

4.1、4.2要求的基礎上，對廠區(qū)外部的取排水管線、灰管線、交通運輸、出線走廊、供熱管網(wǎng)等進行統(tǒng)籌規(guī)劃，力求路徑順暢短捷，避免交叉，減少運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依據(jù)日照方位和風向進行布置，并應力求合理緊湊，使廠內(nèi)建筑可充分利用天然日照和采光。

3〕在進行廠址多方案比選時，應把節(jié)能條件作為比選的重要因素之一參加比較。

2、廠區(qū)規(guī)劃及總平面布置

1〕廠區(qū)規(guī)劃應以工藝流程合理為原則，應以主廠房為中心，結合各生產(chǎn)設施及工藝系統(tǒng)的功能布置，做到分區(qū)明確，緊將就理，有利擴建。在滿足防火、防爆、環(huán)境保護、勞作安全和職業(yè)衛(wèi)生的要求的基礎上，從節(jié)能角度，重點關注電廠總平面布置對廠區(qū)內(nèi)能源和工質的輸送、儲存、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，布置緊將就理，最終應體現(xiàn)在各系統(tǒng)間的能源輸送〔煤、燃氣、油〕、灰渣輸送、工質〔汽、水〕輸送管線、動力電纜、廠內(nèi)道路等路徑短捷，減少輸送和運輸?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向確定朝向，宜采納聯(lián)合布置和多層建筑，以滿足建筑節(jié)能的要求。

3〕在進行廠區(qū)規(guī)劃及總平面布置方案比選時，應補充節(jié)能條件，并作為比選的重要因素之一參加比較。

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，熱電廠應在當?shù)赜嘘P政府部門的統(tǒng)籌規(guī)劃指導下，與其它集中鍋爐房等熱源聯(lián)合運行，盡量使能源利用效率高的熱電廠承當基本熱負荷，其它熱源承當尖峰負荷。通過熱源的合理規(guī)劃和調度，可做到節(jié)均能源，提升供熱質量和供熱的安全可靠性。

為實現(xiàn)這一目標，就需要對熱電廠的制定熱化系數(shù)進行優(yōu)化，通過優(yōu)化確定熱化系數(shù)。熱電廠的制定熱化系數(shù)應不大于1，采納抽凝機組供熱的熱電廠，合理的熱化系數(shù)一般在0.6～0.7左右；采納背壓機組供熱的熱電廠，熱化系數(shù)還應降低，一般在0.3～0.4左右。

四、工程項目制定所采用的節(jié)能減排措施

工程項目制定所采用的節(jié)能減排措施主要涉及主機設備的選型、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，主要用能設備選型、主要和附屬建筑、節(jié)約用地、節(jié)水以及采用的環(huán)保措施等。項目的主機選型和主要工藝應符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，節(jié)能制定應積極采納國家重點節(jié)能技術推廣目錄中的工藝和設備，禁止采納國家明令禁止和淘汰的用能產(chǎn)品和設備。

1、節(jié)約燃料措施

1〕系統(tǒng)、設備、管道布置優(yōu)化

〔1〕為提升能源利用率和減少污染物排放，發(fā)電廠的三大主機宜采納熱效率高的大容量、高參數(shù)的機組。

〔2)優(yōu)化熱力系統(tǒng)，配合汽輪機廠以降低機組熱耗為目標進行回熱系統(tǒng)的優(yōu)化。在汽水管道制定中，合理的選擇管道的流速，采納動力特性優(yōu)良、流態(tài)分布均勻的管件及布置方式，減少管道熱能損失。

〔3〕進行主廠房布置優(yōu)化，壓縮主廠房體積，降低采暖、通風能耗，縮短四大管道的長度，對主汽、再熱熱段管道在滿足管道應力和推力的條件下，多采納彎管，減小管道溫降壓降，提升管道效率。

〔4〕給水系統(tǒng)高壓加熱器采納管徑縮小的大旁路，減少管路阻力，節(jié)約材料，節(jié)省電耗。

〔5)中速磨煤機應采納動態(tài)分開器，提升煤粉細度，選擇密封效果好和壽命長的鍋爐空氣預熱器，減少漏風，以提升鍋爐效率。

〔6)煙、風煤粉管道布置進行優(yōu)化，減少局部阻力損失，降低風機電耗。脫硫系統(tǒng)應充分合計漿液管道介質特性，管道布置不應形成袋形，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)，堅持爐膛及尾部受熱面清潔，以提升傳熱效率，降低鍋爐煤耗。

〔8〕當采納濕煙囪且取消GGH時，應裝設煙氣余熱利用裝置。

〔9)對鍋爐等設備的疏水排汽盡量采納擴容后回收其熱量以減少工質和熱量損失，提升機組熱經(jīng)濟性。

〔10〕強化熱電廠供熱系統(tǒng)的凝結水回收，供采暖熱負荷的熱電廠應在熱電廠內(nèi)設熱網(wǎng)首站，回收其凝結水；對外供工業(yè)蒸汽的熱電廠，條件同意時盡量要求回收其凝結水。

〔11〕脫硫裝置制定時采納壓損小的汲取塔，以及汲取塔盡量靠近機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，降低脫硫增壓風機電耗。

〔12)設備、系統(tǒng)的布置在滿足安全運行，方便檢修的前提，盡可做到合理、緊湊，減少相連管道長度，以減少各種介質的能量損失。

〔13〕凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)設置新型膠球清洗裝置，堅持管束清潔維持凝汽器真空，從而保證機組的熱經(jīng)濟性。

〔14〕應進行冷端優(yōu)化，并在此基礎上確定主機背壓。當年總費用差距不大時，應優(yōu)先合計低背壓、冷卻系統(tǒng)低功耗方案。

〔15〕保溫制定及保溫材料選擇應積極采納和推廣新材料、新工藝，減少熱能損失。

〔16〕熱泵技術在火力發(fā)電廠中可利用蒸汽驅動熱泵，提取低溫熱源-冷卻循環(huán)水熱能，輸出采暖熱水，作為采暖熱源。利用冷卻循環(huán)水熱能，可降低電廠的冷端損失，提升電廠的全廠熱效率。結合工程的具體實施條件，經(jīng)技術和經(jīng)濟論證合理時，應積極采納溴化鋰汲取式〔或壓縮式〕熱泵技術回收循環(huán)水余熱。關于廠外的取消泵房和灰場管理站等建筑的采暖和空調，可合計采納地、水或空氣熱泵。

2〕設備招標

在主機招標時提出明確的節(jié)能指標要求，如鍋爐效率、汽機熱耗等。要求主機廠優(yōu)化主機相關系統(tǒng)，如燃燒、煙風系統(tǒng)、給水回熱加熱系統(tǒng)等，以提升機組的熱效率。輔機招標時，也應把能效指標作為招標要求之一。

2、節(jié)約點火助燃用油

1〕鍋爐裝設節(jié)油點火裝置代替部分油槍，最大限度減少機組啟動試運行期間及投產(chǎn)后的燃油消耗量。

2〕減小點火助燃油系統(tǒng)制定容量、供油泵容量以及燃油儲罐容量，以達到節(jié)能、省材、節(jié)地的目的。

3〕關于擴建電廠，有條件的狀況下，可以采納鄰爐加熱點火方式。

4〕啟動鍋爐在技術經(jīng)濟比較后可首選按燃油組裝爐制定。嚴寒地區(qū)的啟動鍋爐，宜與施工用汽鍋爐結合合計，以燃煤為宜。

3、節(jié)約用電

1〕輔機選擇應積極采納國家重點節(jié)能技術推廣目錄中的工藝和設備，禁止采納國家明令禁止和淘汰的用能產(chǎn)品和設備。各類水泵和風機所配電動機均選用高效、節(jié)能型，以降低廠用電，節(jié)約能源。

2〕合理選擇輔機備用系數(shù)和電動機容量，降低廠用電率，避免大馬拉小車的浪費現(xiàn)象；

3〕負荷變化較大或需要變速運行的低壓電動機應積極采納變頻調速技術，如給煤機、空冷風機、暖風器疏水泵、加熱器疏水泵、凝結水泵等，負載變化大的6kV〔10kV〕輔機，宜加裝高壓變頻裝置。

4〕600MW及以上機組送風機、一次風機均采納動葉可調軸流風機，引風機采納靜葉可調軸流風機，運行效率高，節(jié)約廠用電，可調峰運行，運行效率較高。

5〕600MW及1000MW機組，引風機與增壓風機合并，經(jīng)技術經(jīng)濟分析合理時，可采納小汽輪機驅動替代電動，可大幅度降低廠用電率。

6〕熱網(wǎng)水泵可依據(jù)熱負荷特點，在技術條件落實時可采納背壓式小汽機驅動，其排汽可作為熱網(wǎng)加熱器汽源。

7〕選擇密封效果好和壽命長的鍋爐空氣預熱器，減少漏風率，保證鍋爐性能，減少風機無用功率。

8〕給水系統(tǒng)優(yōu)先采納一臺100%容量的汽動給水泵，提升能源利用率，并可大量節(jié)省廠用電。經(jīng)技術經(jīng)濟分析合理時，汽動給水泵前置泵可采納與主泵同軸布置，取消前置泵的電動機，減少廠用電。

9〕靜電除塵器在保證除塵效率的前提下，結合灰的比電阻及相關成份，優(yōu)先合計采納節(jié)電方式運行〔如采納脈沖與直流結合的供電方式、火花跟蹤控制方式、停電場方式等結合的運行方式等〕。有效提升除塵效率，降低除塵器電耗。

10〕充分重視主要輔機分包商的選擇，要求其有優(yōu)良運行實績，對其提供的設備必須是節(jié)能型。招標時，把能效指標作為評標的一個重要條件。

4、電氣系統(tǒng)節(jié)電措施

1〕變壓器選擇及布置

〔1〕主變壓器、聯(lián)系變壓器、起動/備用變壓器〔高壓備用變壓器〕、凹凸壓廠用變壓器選用高效、低損耗型變壓器。

〔2)變壓器的鐵芯宜選用高導磁優(yōu)質冷軋硅鋼片，變壓器的線圈宜采納優(yōu)質無氧銅線。

〔3〕合理選擇變壓器阻抗，在滿足短路水平的狀況下，宜采納低阻抗變壓器。

〔4〕依據(jù)變壓器的容量盡可能選用自然冷卻變壓器，以節(jié)約電能和減少變壓器故障機會。

〔5〕主變應布置在主廠房A排外靠近發(fā)電機出線的地方，盡可能減少封閉母線的長度。

〔6〕高壓廠用變壓器〔起備變〕應布置在盡可能距高壓廠用配電裝置近的地方，與高壓廠用配電裝置的連接宜采納共箱母線或離相小母線。

2〕電機和電纜型式選擇

(1〕電動機應選用高效節(jié)能型產(chǎn)品，采納“節(jié)能惠民工程〞高效電機推廣目錄〔第一批〕中的電機，不得選用工信部2021年第14號公告《高耗能落后機電設備〔產(chǎn)品〕淘汰目錄〔第二批〕》的產(chǎn)品；

(2〕電動機的鐵芯應采納優(yōu)質冷軋硅鋼片。

(3〕為了提升運行的經(jīng)濟型，對負荷變化較大或需要變速運行的電動機可采納變頻調速電動機或雙速電動機。

〔4〕電源電纜應采納銅芯電纜，

〔5〕電纜在敷設時，應采納專用電纜敷設程序，優(yōu)化電纜的敷設路徑，控制電纜的走向及流量，減少電纜線損及電纜長度。

〔6〕電氣元器件的選擇采納低功耗產(chǎn)品。保護設備或專用設備應采納微機型集成式產(chǎn)品。

3〕照明系統(tǒng)節(jié)能

〔1〕采納綠色照明制定，采納高效優(yōu)質節(jié)能型光源、電子鎮(zhèn)流器和燈用電器附件，就地補償無功裝置等，同時使用智能控制技術對燈具進行控制，以大幅度減少照明能耗。

〔2〕應依據(jù)建筑布局和照明場所選擇合適的照明方式和光源類型〔如發(fā)光二極管LED〕，以減少由于光源選擇不當引起的能耗。

〔3〕合理配置開關，使得運行人員在不需要大面積照明的狀況下，可以有選擇的開、關燈具，做到節(jié)約能源。

〔4〕以高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器取代電感鎮(zhèn)流器；用于公共場所的開關應采納電子調光器、延時開關、光控開關、聲控開關或感應式開關。

〔5〕對燈具懸掛比較高的場所，如高大廠房、露天工作場所、一般照明及道路照明，應采納高壓鈉燈、金屬鹵化物燈或外鎮(zhèn)流熒光汞燈。在懸掛高度較低的場所，應采納節(jié)能熒光燈或小功率高壓鈉燈，不得采納白熾燈。

〔6〕路燈可采納潔凈能源如太陽能等。

4〕儀表與控制節(jié)電措施

〔1〕DCS、儀表及控制設備采納低功耗產(chǎn)品。

〔2〕控制設備的選擇應結合工程具體條件采納合理、節(jié)能的驅動方式和控制方式。

〔3〕DCS軟件應具有實時數(shù)據(jù)處理和參數(shù)調整功能，可隨時計算出機組的運行效率和經(jīng)濟指標，保證鍋爐燃燒處于最正確狀態(tài)，輔機設備運行處于效率最優(yōu)工況，使機組快速、穩(wěn)定地滿足負荷變化的要求，以保證機組始終在最正確經(jīng)濟工況下運行，節(jié)約燃煤和輔機能耗。

5、建筑節(jié)能降耗措施

1〕建筑熱工與節(jié)能制定應貫徹國家有關法律法規(guī)和方針政策，采納合理的建筑圍護結構節(jié)能技術，采納節(jié)能墻體材料，節(jié)約建筑采暖和空調能耗，提升能源利用效率。

2〕建筑總平面的布置和制定，宜充分利用冬季日照并避開冬季主導風向，利用夏季涼快時段的自然通風。廠區(qū)公共建筑的主要朝向宜選擇本地區(qū)最正確朝向，一般宜采納南北向或接近南北向，主要房間避免夏季受東、西向日曬。

3〕發(fā)電廠建筑按使用性質分為工業(yè)建筑和民用建筑，民用建筑按使用功能可分為居住建筑和公共建筑兩大類。發(fā)電廠各類建筑應盡量采納聯(lián)合建筑的形式，減少建筑外墻和屋面工程，壓縮廠區(qū)占地，減少能源及原材料消耗。

4〕公共建筑節(jié)能制定應符合《公共建筑節(jié)能制定標準》GB50189-2005的規(guī)定。熱工制定應符合《民用建筑熱工制定規(guī)范》GB50176-93的規(guī)定。

5〕居住建筑熱工制定應符合《民用建筑熱工制定規(guī)范》GB50176-93的規(guī)定。節(jié)能制定標準應符合相應熱工制定分區(qū)居住建筑節(jié)能制定標準。

6〕發(fā)電廠設置采暖、空氣調節(jié)系統(tǒng)的工業(yè)建筑，宜使其圍護結構的熱工性能符合國家相關熱工、節(jié)能制定標準的規(guī)定。

6、采暖、通風和空調系統(tǒng)的節(jié)能制定

1〕采暖熱源采納蒸汽時，宜利用其凝結水對廠區(qū)采暖回水預加熱措施；

2〕大、中型機械通風系統(tǒng)應具有依據(jù)工藝設備運行特點，以及過渡季節(jié)的室外溫度變化，調整運行臺數(shù)或調節(jié)系統(tǒng)風量的措施；

3〕集中空氣調節(jié)系統(tǒng)應具有過渡季節(jié)全新風運行能力，以及冬季變風量運行調節(jié)措施。

4〕暖通系統(tǒng)設備選用成熟可靠、能耗低的產(chǎn)品；盡可能采納成熟，簡單，可靠的系統(tǒng)制定，在有效保證設備安全運行前提下，盡可能優(yōu)化系統(tǒng)，降低設備和管道阻力。

5〕完善和優(yōu)化采暖、空調的負荷計算，并在此基礎上合理地控制采暖空調主要設備的容量。

6〕在可能的氣象條件和工程中，汽機房盡可能采納自然進風、自然排風方案，采納自然排風的屋頂通風器基本不需耗電，可大大降低廠用電。

7〕集控樓集中空調系統(tǒng)盡可能采納具有變化新回風比的功能，可在春秋過渡季節(jié)大量使用室外的新鮮空氣以節(jié)約能源和降低運行