淺談上海大屯能源發(fā)電廠2×135MW機(jī)組技改工程項目節(jié)能降耗的經(jīng)濟(jì)分析

汪孟琪　崔武生

摘要：為了改善環(huán)境，充分利用劣質(zhì)煤炭資源，大屯煤電公司在大屯發(fā)電廠擴(kuò)建端建設(shè)2臺440t/h循環(huán)硫化床鍋爐及2臺135MW汽輪發(fā)電機(jī)組。文章針對大屯發(fā)電廠2×135MW項目節(jié)能降耗必要性和可行性進(jìn)行了探討，總結(jié)歸納了大屯電廠135MW機(jī)組技改工程的經(jīng)濟(jì)成效。

關(guān)鍵詞：大屯能源發(fā)電廠；節(jié)能降耗；2×135MW機(jī)組；經(jīng)濟(jì)性；技改項目 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM77 文章編號：1009-2374（2017）04-0084-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.043

1 項目概況

1.1 上海大屯能源股份有限公司概況

大屯煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司位于江蘇、山東兩省交界的微山湖畔沛縣境內(nèi)，地跨兩省二市三縣，礦區(qū)總面積245km2。公司現(xiàn)有四座煤礦，年產(chǎn)原煤910萬t，四座洗煤廠年入洗能力700萬t，自備電廠發(fā)電裝機(jī)容量42.4MW，一條171km的自營鐵路線及其他配套的生產(chǎn)、生活輔助設(shè)施。

為了確保礦區(qū)生產(chǎn)、生活的安全供電，滿足集團(tuán)公司電力電量增長需要，實現(xiàn)地區(qū)性的電力電量平衡，保持（集團(tuán)）公司煤電運綜合經(jīng)營的優(yōu)勢，同時由于大屯礦區(qū)多年煤炭開采，積壓了大量煤矸石，污染環(huán)境，加上洗中煤、高硫煤等劣質(zhì)煤銷售不暢，為了改善環(huán)境，充分利用劣質(zhì)煤炭資源，大屯煤電公司在大屯發(fā)電廠擴(kuò)建端建設(shè)2臺440t/h循環(huán)硫化床鍋爐及2臺135MW汽輪發(fā)電機(jī)組。該項目被國家列為“雙高一優(yōu)”項目導(dǎo)向計劃和國債專項資金項目。

1.2 項目建設(shè)必要性

大屯電廠原有機(jī)組運行年代較長，設(shè)備老化、事故隱患多、運行狀況較差、效率低、能耗高，同時大屯礦區(qū)處于江蘇省電網(wǎng)的北部末端，與電網(wǎng)聯(lián)系相對薄弱，為保證和提高煤礦供電的安全可靠性，保持（集團(tuán)）公司煤電運綜合經(jīng)營的優(yōu)勢，急需對電廠進(jìn)行技術(shù)改造。

1.3 綜合利用和環(huán)保需要

大屯煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司現(xiàn)有四座生產(chǎn)礦井，年生產(chǎn)原煤910萬噸。礦區(qū)內(nèi)四座選煤廠年原煤入洗量在710萬噸左右，公司每年形成選煤副產(chǎn)品（中煤、煤泥、煤矸石等）200萬噸左右，這部分副產(chǎn)品的發(fā)熱量較低，對外銷售十分困難，利用這部分劣質(zhì)煤炭資源就地發(fā)電，不但解決了這部分副產(chǎn)品的出路及環(huán)保問題，又提高了其附加值，具有良好的綜合效益。2臺440t/h循環(huán)流化床鍋爐年耗矸石劣質(zhì)煤130萬噸左右。機(jī)組利用循環(huán)流化床技術(shù)脫硫有利于保護(hù)和改善大氣環(huán)境，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。

2 項目特點及能源消耗

2.1 項目特點

本工程建設(shè)規(guī)模為2×440t/h CFB鍋爐和2×135MW汽輪發(fā)電機(jī)組。主要特點如下：（1）采用循環(huán)流化床鍋爐，燃用劣質(zhì)煤，鍋爐效率高（91%），摻燒石灰石后，脫硫效率達(dá)90%；（2）采用超高壓、一次中間再熱冷凝式汽輪機(jī)，機(jī)組熱耗低[≤8164.1kJ/kW·h（1950kcal/kW·h）]；（3）采用全空-空冷發(fā)電機(jī)，效率高、運行安全可靠。

2.2 項目資源消耗

大屯礦區(qū)多年煤炭開采，積壓了大量煤矸石，同時礦區(qū)洗煤廠生產(chǎn)形成大量洗中煤銷售不暢，本工程將洗中煤和煤矸石混合后作為燃料，混合后設(shè)計煤種低位發(fā)熱量僅為12710kJ/kg（3036kcal/kg）校核煤種低位發(fā)熱量僅為11550kJ/kg（2759kcal/kg）。本工程鍋爐燃燒的混煤低位發(fā)熱量最高值為3000kcal/kg，最低值為2792kcal/kg。2005年10月，由煤炭科學(xué)研究總院杭州環(huán)境保護(hù)研究所對該項目做的水平衡測試報告測得2×135MW機(jī)組用水量為0.37m3/S·GW。

2.3 項目運行、耗煤量及燃料供應(yīng)情況

機(jī)組投運以后，為盡快達(dá)到國家資源綜合利用機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，通過技術(shù)改造和大量的運行調(diào)整優(yōu)化試驗，保證了鍋爐燃燒的穩(wěn)定，基本掌握了燃燒低位發(fā)熱量在12550kJ/kg以下的矸石配合煤運行技術(shù)，并通過了西安熱工研究院的性能測試。通過對440t/h超高壓再熱CFB鍋爐進(jìn)行技術(shù)改造和穩(wěn)定運行的研究，取得了良好的效果，第一臺機(jī)組連續(xù)滿負(fù)荷運行130天，第2臺機(jī)組也表現(xiàn)出良好的運行穩(wěn)定性能，機(jī)組的安全性能、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能已經(jīng)處于全國同類型機(jī)組前列，為同類機(jī)組探索了一條CFB鍋爐穩(wěn)定運行和綜合利用的可行之路。本工程鍋爐燃燒的矸石配合煤低位發(fā)熱量最高值為3000kcal/kg，最低值為2792kcal/kg。

3 工程節(jié)能措施

3.1 節(jié)能設(shè)計

為節(jié)約投資，充分體現(xiàn)技改工程之優(yōu)勢，在設(shè)計中最大限度地利用電廠原有設(shè)施的能力。主機(jī)選型結(jié)合本工程具體情況，采用新型高效產(chǎn)品。輔機(jī)選型嚴(yán)格注意剔除淘汰產(chǎn)品，使所用輔機(jī)為高效最新產(chǎn)品，輔機(jī)裕量的確定力求使設(shè)備本身經(jīng)常運行的效率點靠近設(shè)備設(shè)計的高效點，驅(qū)動裝置容量，既要保證設(shè)備出力，又要避免大馬拉小車現(xiàn)象。采用先進(jìn)的工藝系統(tǒng)，除滿足流程需要外，尚需節(jié)能、節(jié)水和回收工質(zhì)。采用先進(jìn)合理的、適合本工程具體要求的調(diào)控系統(tǒng)，使全廠設(shè)備和系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)運行。針對某些能耗大的問題，采取專項措施。布置要做到布局合理，符合功能需要，緊湊而不擁擠，節(jié)約用地。結(jié)構(gòu)選型新穎合理，節(jié)約原材料。注意就地取材，使某些地儲原材料能夠適當(dāng)?shù)乇焕?，?jié)約施工能耗。注意施工方法，縮短工期，節(jié)省施工

能耗。

3.2 節(jié)約及合理利用能源的措施

利用電廠原有設(shè)施以節(jié)約初投資，降低能源消耗主要體現(xiàn)有：（1）本期生活水由老廠深井水系統(tǒng)的富裕水量供給；（2）本期機(jī)組的高壓啟動、備用電源接自老廠110kV母線；（3）老廠廠用蒸汽作為本期工程機(jī)組的啟動汽源；（4）本期工程的修配設(shè)施和力量原則上利用老廠的現(xiàn)有資源，并加以適當(dāng)改造；（5）利用原有油罐和供油設(shè)施；（6）統(tǒng)籌考慮新、老廠的生產(chǎn)、行政辦公設(shè)施與食堂、浴室、宿舍等生活福利建筑的建設(shè)。

4 投產(chǎn)改造后的經(jīng)濟(jì)性分析

2005年、2006年機(jī)組大修時，通過實踐運行與理論知識相結(jié)合，對以下設(shè)備進(jìn)行了大膽改造并收到良好效果：（1）對鍋爐播煤風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，拆除了兩臺L2N 1241.02.81 SBL6T播煤增壓風(fēng)機(jī)，取消額定功率為315kW的YFKK355-2電動機(jī)，按年運行6000h計算，每年僅此一項就可節(jié)約廠用電378萬度電，廠用電率可下降0.233%；（2）對鍋爐點火風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，拆除了兩臺L4N 1365.04.93 SBL6T點火風(fēng)機(jī)，取消額定功率為185kW的YFKK355-4電動機(jī)，按年運行6000h計算，每年僅此一項就可節(jié)約廠用電222萬度電，廠用電率可下降0.137%；（3）將風(fēng)水聯(lián)合冷渣器改為滾筒冷渣器，拆除了兩臺排渣流化風(fēng)機(jī)，取消額定功率為355kW的YKK400-2電動機(jī)，按年運行6000h計算，每年僅此一項就可節(jié)約廠用電852萬度電，廠用電率可下降0.316%；（4）第一臺鍋爐一次風(fēng)機(jī)1800kW電動機(jī)變頻裝置改造，將節(jié)電40%，年節(jié)約用電864萬度，廠用電率可下降1.07%。

5 能耗指標(biāo)分析

本期工程選用上海汽輪機(jī)廠采用引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的D151型機(jī)組，其焓降分配合理，回?zé)嵯到y(tǒng)優(yōu)化，汽機(jī)熱耗率僅為8149.3kJ/kW·h，已接近引進(jìn)型300MW機(jī)組的水平。選用引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的國產(chǎn)超高壓、高溫、一次中間再熱的440t/h循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐熱效率高達(dá)91%。機(jī)組自動化水平高，配置汽機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)和機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，機(jī)組運行協(xié)調(diào)性好，減少了機(jī)爐配合運行中的能量損耗。

6 結(jié)語

綜上所述，本期工程通過采用選用先進(jìn)的主輔機(jī)設(shè)備，尤其是采用循環(huán)流化床鍋爐；選擇合理工藝系統(tǒng)；采用合理的運行方式以及一系列節(jié)水措施，使電廠各項指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。電廠的實際發(fā)電標(biāo)煤耗為335g/kW·h，廠用電率為8.7%，供電煤耗367g/kW·h，低于江蘇省經(jīng)貿(mào)委下達(dá)的考核值376g/kW·h；百萬千瓦耗水指標(biāo)為0.37m3/S·GW，遠(yuǎn)低于《取水定額第一部分火力發(fā)電》（GB/T 18916·1-2002）規(guī)定的1.0m3/S·GW。

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（責(zé)任編輯：王 波）