熱電廠(chǎng)能源利用與節(jié)能技術(shù)改造分析

蘇國(guó) 陳啟祥

【摘 ?要】本文以某熱電廠(chǎng)為例，介紹對(duì)其進(jìn)行運(yùn)行模式的節(jié)能技術(shù)改造。在保證新增熱負(fù)荷的需求之外，最大限度增加電力供應(yīng)，提高全廠(chǎng)熱效率，不僅符合改善環(huán)境、節(jié)約能源和提高供熱質(zhì)量的要求，還保證了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。另外，熱電廠(chǎng)中最重要的兩項(xiàng)綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分別為供電標(biāo)煤耗和供熱標(biāo)煤耗，通過(guò)對(duì)它們的研究分析可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)熱電廠(chǎng)系統(tǒng)優(yōu)化，提高熱電廠(chǎng)的綜合熱效率。

【關(guān)鍵詞】熱電廠(chǎng);能源利用;節(jié)能改造

1 熱電廠(chǎng)概況

熱電廠(chǎng)原設(shè)計(jì)工業(yè)抽汽由3抽蒸汽冷卻器前接出，額定抽汽量75t/h。冷段有提供75t/h事故備用工業(yè)抽汽的能力。目前實(shí)際電廠(chǎng)供汽汽源為汽機(jī)的2抽和3抽，當(dāng)3抽壓力達(dá)不到要求時(shí)，使用2抽減溫減壓供出。單臺(tái)機(jī)組的最大抽汽能力為400t/h，抽汽先進(jìn)入所增加的1臺(tái)6000kW功熱汽輪機(jī)做功，帶動(dòng)6000kW的發(fā)電機(jī)發(fā)電，所發(fā)電直接并入電廠(chǎng)高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)，汽輪機(jī)排汽再作為熱網(wǎng)加熱器汽源，可滿(mǎn)足平均熱負(fù)荷供熱要求，但實(shí)際由于聯(lián)通管壓力低于預(yù)期，因此直接向首站供應(yīng)抽汽。

主要生產(chǎn)工藝流程是將原煤磨成煤粉后，送入鍋爐中燃燒，轉(zhuǎn)換為熱能，把水加熱成高溫、高壓蒸汽，蒸汽送入汽輪機(jī)中膨脹做功，將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。汽輪機(jī)排出的乏汽經(jīng)過(guò)凝汽器裝置與循環(huán)冷卻水交換熱量冷卻后經(jīng)過(guò)重新處理，再次作為補(bǔ)水供入鍋爐，循環(huán)冷卻水進(jìn)入冷卻塔進(jìn)行冷卻。

2 企業(yè)能源利用狀況及能耗指標(biāo)分析

2.1 企業(yè)用能情況分析

該熱電廠(chǎng)生產(chǎn)消耗能源及耗能工質(zhì)主要為原煤、電力、柴油及自來(lái)水，其中原煤、柴油及自來(lái)水由外部購(gòu)入，電力為自產(chǎn)。對(duì)外輸出能源及耗能工質(zhì)為電力、蒸汽和熱力。原煤主要用于鍋爐燃燒生產(chǎn)蒸汽，蒸汽進(jìn)入抽凝式汽輪機(jī)后發(fā)電，部分抽汽用于廠(chǎng)內(nèi)汽拖設(shè)備、周邊企業(yè)用氣及供熱。柴油用于鍋爐引燃和廠(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸，補(bǔ)水經(jīng)化學(xué)處理和除氧后，進(jìn)入鍋爐內(nèi)被加熱產(chǎn)生蒸汽。自產(chǎn)電力在全廠(chǎng)各個(gè)流程均有應(yīng)用，其余部分外供上網(wǎng)。熱電廠(chǎng)2019年能源供應(yīng)系統(tǒng)及流向情況如圖1所示。

2.2 企業(yè)能源消費(fèi)情況分析

經(jīng)過(guò)調(diào)研，該熱電廠(chǎng)2019年消耗原煤4095032.46t，柴油344.02t，電力1035801.06萬(wàn)kWh;外供低壓蒸汽量155522.00t，高壓蒸汽量129770.00t，轉(zhuǎn)化為供熱量363644.04GJ，外供電103.58億kWh。

根據(jù)GB-T2589-2008《綜合能耗計(jì)算通則》確定各類(lèi)能源的折標(biāo)系數(shù)，原煤的低位熱值經(jīng)檢驗(yàn)為20967kJ/kg，折標(biāo)系數(shù)如表1所示。根據(jù)2019年全年各品種能源實(shí)物量折合成各品種能源的折標(biāo)量，其中綜合能源消費(fèi)量=輸入能源-輸出能源。企業(yè)綜合能源消耗量見(jiàn)表2。

2.3 企業(yè)能耗指標(biāo)分析

根據(jù)DL/T904-2015《火力發(fā)電廠(chǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算方法》可知，熱電廠(chǎng)主要的考核指標(biāo)是發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗、供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗、供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗和綜合熱效率。其計(jì)算公式如下：

經(jīng)計(jì)算可得企業(yè)能耗指標(biāo)如表3所示，該熱電廠(chǎng)發(fā)電標(biāo)煤耗為266.00gce/（kW·h），供電標(biāo)煤耗為278.73gce/（kW·h），供熱標(biāo)煤耗為41.46tce/TJ，綜合熱效率為44.67%。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB35574-2017《熱電聯(lián)產(chǎn)單位產(chǎn)品能源消耗限額》可知，修正后供電煤耗限定值為299gce/（kW·h），供熱煤耗限定值為42kgce/GJ，該企業(yè)的供電煤耗以及供熱煤耗符合國(guó)家限定值的要求。根據(jù)山東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB37/778-2016《燃煤機(jī)組（鍋爐）供熱綜合能源消耗限額》可知，修正后供電煤耗限定值為270gce/（kW·h），供熱煤耗限定值為38kgce/GJ，該企業(yè)的供電煤耗以及供熱煤耗未滿(mǎn)足先進(jìn)值限額標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》中第七條規(guī)定綜合熱效率年平均應(yīng)大于45%，該企業(yè)綜合熱效率為44.67%，未滿(mǎn)足規(guī)定要求。

結(jié)論

通過(guò)對(duì)該熱電廠(chǎng)運(yùn)行模式節(jié)能改造分析，可得到以下幾個(gè)結(jié)論：

（1）通過(guò)對(duì)熱電廠(chǎng)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，增設(shè)乏汽余熱回收機(jī)組，構(gòu)建由三級(jí)加熱系統(tǒng)組成的梯級(jí)加熱流程，深度回收機(jī)組的乏汽余熱進(jìn)行供熱，減少高品位的抽汽供熱量，達(dá)到深度利用乏汽余熱進(jìn)行供熱的目的，使熱電廠(chǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及先進(jìn)值限額標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）通過(guò)節(jié)能效果測(cè)算可知，采用節(jié)能技術(shù)改造措施后，年綜合能源消費(fèi)量可由164.5644萬(wàn)噸標(biāo)煤減至159.2326萬(wàn)噸標(biāo)煤，節(jié)能量達(dá)5.3318萬(wàn)噸標(biāo)煤，相對(duì)節(jié)能率為3.23%。

既實(shí)現(xiàn)了更高的系統(tǒng)能源利用效率，還實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，同時(shí)提高了熱電廠(chǎng)供熱的能效和經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到改善環(huán)境、節(jié)約能源的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧柳棟.城市熱電廠(chǎng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用和研究[D].2019.

[2]GB/T2589-2008綜合能耗計(jì)算通則[S].

[3]DL/T904-2015火力發(fā)電廠(chǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算方法[S].

（作者單位：濟(jì)南熱電集團(tuán)有限公司）