燃煤電廠供熱能耗的數據分析研究

齊凱

大連北方熱電股份有限公司 遼寧大連 116300

高科技技術的快速發(fā)展帶動我國提前進入現(xiàn)代化發(fā)展階段，使得我國對于能源的需求與日俱增。在熱源緊張和用戶用熱需求日益增加的背景下，燃煤電廠供熱能耗管理就顯得非常重要。在供熱運行期，一般是依據設計耗熱量結合工作經驗進行整體調節(jié)管理[1]。

1 脫硫系統(tǒng)運行優(yōu)化

在達標排放前提下，基于脫硫系統(tǒng)能耗（設備電耗與阻力）、物耗（石灰石耗量）最低為目標，在不同負荷、不同硫工況下，開展脫硫系統(tǒng)運行優(yōu)化試驗，通過調整供漿方式、循環(huán)泵與氧化風組合方式，得出不同工況下的脫硫系統(tǒng)最低能耗、物耗運行方式，包括供漿流量范圍、循環(huán)泵組合方式、氧化風機投運數量、運行pH值等數據，最終建立運行卡片指導運行。同時，為解決運行水平不足、調整不及時造成的能耗高現(xiàn)象，可以依托先進控制算法、控制模型，通過歷史運行數據發(fā)掘和運行優(yōu)化試驗結果相結合的方式，形成脫硫系統(tǒng)運行優(yōu)化大數據平臺，并開發(fā)出脫硫智能控制系統(tǒng)，外掛于現(xiàn)有的脫硫DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)運行方式的智能巡優(yōu)、異常狀態(tài)的及時預警和能耗物耗水平的分析統(tǒng)計。

2 熱電聯(lián)產機組實際運行數據為素材進行算例

熱電聯(lián)產機組具備調節(jié)性供電供熱能力，是我國北方加強集中供熱、提高能源清潔性的有力工具，余熱回收技術在燃煤熱電聯(lián)產機組應用后，機組的發(fā)電量基本不受影響，機組的自用電量有輕微下降，階梯用能方式在燃煤熱電聯(lián)產系統(tǒng)有很高的應用潛力.經余熱回收改造后的熱電聯(lián)產機組與單純熱電聯(lián)產機組相比供熱能耗最低，污染物排放量最低，機組的綜合熱效率最高，有廣闊的節(jié)能空間.熱電聯(lián)產產能方式具有巨大的技術進步空間和巨大的節(jié)能減排潛力，余熱回收系統(tǒng)在熱電聯(lián)產機組上的應用能夠顯著提高機組的能源利用效率，優(yōu)化用能方式，具有深度推廣應用的價值.同時，我國北方供暖區(qū)域含有豐富的風能和太陽能資源，熱電聯(lián)產系統(tǒng)可以進一步耦合清潔能源以提高能源利用效率，后續(xù)研究可將熱電聯(lián)產系統(tǒng)與我國北方分布式能源進行組合，對我國北方地區(qū)清潔供熱供能問題再優(yōu)化[2].

3 設備輔助蒸汽能耗

管式GGH的輔助蒸汽消耗是超低排放系統(tǒng)中的主要能耗之一。通過比較該機組管式GGH各月的輔助蒸汽耗量，得到輔助蒸汽耗量主要與環(huán)境溫度有關。環(huán)境溫度高的月份，如在7—8月的輔助蒸汽耗量最低，平均約4t/h；而冬季環(huán)境溫度較低時的輔助蒸汽耗量較大，平均可達14-17t/h。這是由于鍋爐的排煙溫度（即煙氣冷卻器的進口煙溫）隨環(huán)境溫度降低而降低，而煙氣冷卻器的出口煙溫為防止酸腐蝕基本保持恒定，即環(huán)境溫度降低使煙氣冷卻器中的吸熱量減少，不能夠滿足煙氣再熱器對煙氣進行補熱，需要補充更多蒸汽滿足排放要求。此外，機組的負荷率也會影響輔助蒸汽的耗量，通常機組的負荷越低其排煙溫度也越低，造成煙氣冷卻器的吸熱量不足，需要消耗更多蒸汽補熱。

4 低能耗碳捕集系統(tǒng)的再生能耗分析

普通碳捕集系統(tǒng)以及在其基礎上集成3項節(jié)能工藝的低能耗碳捕集系統(tǒng)的再生能耗。普通碳捕集系統(tǒng)中再生能耗為4.09GJ/t，當單獨集成級間冷卻工藝后，再生能耗降低到3.81GJ/t，與普通流程相比下降了6.84%。級間冷卻工藝的節(jié)能原理主要是由于在吸收塔內增加內部冷卻器，相應的富液負荷小幅提升，吸收液循環(huán)流量小幅降低，進入到再生塔中進行解析時，再沸器所需的能耗相應地減少。貧液閃蒸再壓縮（MVR）工藝的節(jié)能效果最顯著，在普通流程上單獨集成該工藝時，節(jié)能效率達到20.29%。MVR工藝的節(jié)能原理主要是通過減壓閃蒸操作回收再生塔底高溫貧液中的氣化潛熱，再循環(huán)為再生塔供能，由此可使再生能耗降低到3.26GJ/t。當在普通流程中同時集成級間冷卻工藝和MVR工藝時，節(jié)能效果更加明顯，再生能耗降低到3.13GJ/t，節(jié)能效率增加到23.47%。富液分流解析工藝是連接吸收塔和再生塔的節(jié)能工藝，主要是通過冷富液回收再生塔頂高溫蒸汽的氣化潛熱達到節(jié)能目的。當在集成前面2種節(jié)能工藝的基礎上再集成富液分流工藝，構建的低能耗碳捕集系統(tǒng)中再生能耗可進一步降低到2.64GJ/t，節(jié)能效率達到35.28%[3]。

5 開展精細化檢修

脫硫系統(tǒng)精細化檢修的出發(fā)點在于針對影響脫硫系統(tǒng)能耗和物耗的關鍵點開展重點工作，因此，在檢修前應開展修前診斷試驗，包括統(tǒng)計漿液循環(huán)泵、氧化風機、脈沖懸浮泵等高壓設備電耗、電流趨勢；測試系統(tǒng)阻力、風機電耗；診斷pH計、密度計以及液位計的準確性；開展吸收劑制備系統(tǒng)運行診斷工作，包括吸收劑品質測試、磨機系統(tǒng)出力試驗以及濾液水和工藝水制漿對漿液品質影響分析工作；開展兩級脫水系統(tǒng)診斷試驗，包括石膏旋流器分離性能（至少包括溢流、底流漿液含固量和密度）、脫水機出力試驗（包括濾餅厚度、濾液水含固量、副產物產量）、副產物品質參數（至少包括氯離子、含水率、鈣基含量、亞硫酸鈣、硫酸鈣）等。

6 結語

熱電聯(lián)產產能方式具有巨大的技術進步空間和巨大的節(jié)能減排潛力，余熱回收系統(tǒng)在熱電聯(lián)產機組上的應用能夠顯著提高機組的能源利用效率，優(yōu)化用能方式，具有深度推廣應用的價值.