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剛才,總理對節(jié)能減排工作作了具體部署,黃小晶省長就貫徹全國會議精神作了講話,我們要認真領會,結合廈門實際,以更高的標準、更多的措施、更大的力度,抓好貫徹落實。下面,我講三點意見:
一、提高認識,明確節(jié)能減排工作的意義
節(jié)能減排是落實科學發(fā)展觀的具體體現(xiàn)??茖W發(fā)展要求速度、質量、效益相協(xié)調,人口、資源、環(huán)境相協(xié)調,體現(xiàn)的實質是發(fā)展的“又好又快”。“好”就要求我們降低能耗、減少污染,優(yōu)化產業(yè)結構、轉變增長方式,節(jié)能減排體現(xiàn)的正是這種要求。
長期以來,我市高度重視環(huán)境保護,注重提升產業(yè)結構,重視節(jié)能降耗減排,加強節(jié)能服務和監(jiān)督管理,節(jié)能減排工作取得了顯著成效,萬元GDP綜合能耗0.65噸標準煤,萬元工業(yè)增加值能耗0.54噸標準煤,能耗指標居全國前列。環(huán)境優(yōu)美已經(jīng)成為廈門的品牌,成為廈門的核心競爭力。廈門能獲得諸如環(huán)保模范城市、聯(lián)合國人居獎、全國文明城市等系列榮譽,與我們的節(jié)能減排居全國領先水平也是密不可分的。推進廈門新一輪跨越式發(fā)展,建設我國東南沿?,F(xiàn)代化港口風景旅游城市和海峽西岸經(jīng)濟區(qū)重要中心城市,更需要不斷增創(chuàng)環(huán)境新優(yōu)勢,吸引更多的人流、物流、資金流聚集,提高我們的輻射帶動能力,拓展發(fā)展腹地,實現(xiàn)做強做大。但是,我們也要認識到機遇與挑戰(zhàn)并存,廈門與國內大多數(shù)城市一樣,面臨著經(jīng)濟增長勢頭強勁,城市化進程加快,資源供給短缺、污染物排放總量增大等一系列挑戰(zhàn),需要我們加強節(jié)能減排工作,保持經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。同時,節(jié)能減排也有利于企業(yè)降低成本,提高競爭力。因此,各級各部門一定要從全局的高度提升認識,加強對企業(yè)節(jié)能減排的宣傳,增強做好節(jié)能減排工作的責任感和使命感。
二、突出重點,加大節(jié)能減排工作的力度
我們要按照中央和省里的要求,在“十一五”期間,能耗降低12%(平均每年降低2.52%),繼續(xù)保持全國全省領先水平,努力建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。要突出三個重點:
一是注重調整產業(yè)結構。就是要堅持發(fā)展高科技、高附加值、節(jié)能環(huán)保型的先進制造業(yè),加快發(fā)展高端的現(xiàn)代服務業(yè)。長期以來,在能源99%以上需要外地供應的資源匱乏難題面前,我們堅持發(fā)展高新技術產業(yè),高新技術企業(yè)產值占全市工業(yè)總產值的60%?!笆晃濉逼陂g,我們經(jīng)濟總量要再翻一番(GDP將超過2000億元),重點發(fā)展工業(yè),加快工業(yè)園區(qū)建設,資源與環(huán)境的“瓶頸”作用將進一步顯現(xiàn),資源供需矛盾和環(huán)境壓力越來越大。當前我們還面臨內外資企業(yè)所得稅“兩法合并”、工業(yè)用地“招拍掛”、出口退稅政策調整等因素影響,更要把握發(fā)展的準則,更加注重吸引高端制造業(yè)和高端服務業(yè),延伸產業(yè)鏈,壯大產業(yè)集群,帶動廈門的產業(yè)升級。要嚴把能源消耗關,新建項目的能耗必須達到國際或國內先進水平,達不到的,不得審批。要加強土地的節(jié)約、集約利用,嚴格投資強度、投資密度,強化增加值產出和稅收產出。
二是大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。就是要堅持“減量化、再利用、資源化”原則,實現(xiàn)清潔生產。這些年來,我們依靠科技進步,最大限度地變廢為寶、化害為利,提高資源的綜合利用效率。今后我們要更加注意加強產業(yè)鏈和產業(yè)集群的研究,促進資源的綜合利用;要落實產能退出機制,淘汰落后生產能力;要大力推進工業(yè)集中區(qū)建設,按照循環(huán)經(jīng)濟模式對工業(yè)園區(qū)進行規(guī)劃、建設和改造,推進污染物的集中控制治理;要建設熱電聯(lián)產等百個節(jié)能示范項目,深入開展環(huán)境友好企業(yè)、環(huán)境友好工程創(chuàng)建活動,力爭工業(yè)用水循環(huán)利用率達到92%以上。要大力發(fā)展生態(tài)農業(yè)和生態(tài)養(yǎng)殖業(yè),實現(xiàn)養(yǎng)殖業(yè)污染物的“零排放”。
三是積極應用節(jié)能技術。就是要進行技術改造和科技創(chuàng)新,實現(xiàn)節(jié)能降耗。前一階段推出的“百家企業(yè)節(jié)能工程”,年節(jié)電達到4000多萬千瓦時,受到國家發(fā)改委的肯定。下一步我們要加大對節(jié)能研發(fā)的投入,開發(fā)、應用、推廣一批節(jié)能降耗新技術和先進設備。對實施清潔生產的試點企業(yè)、重點污染源防治項目,在資金上要優(yōu)先扶持。對那些從事節(jié)能技術開發(fā)、技術轉讓的企業(yè)或個人,經(jīng)認定取得的收入,要給予鼓勵。同時我們要扶持節(jié)能服務產業(yè)發(fā)展,鼓勵推廣合同能源管理,引進一批節(jié)能、環(huán)保產業(yè)的總部和研發(fā)機構。
三、完善制度,保障節(jié)能減排工作的落實
根據(jù)國家、省政府的要求,我市出臺了“十二五”節(jié)能減排工作方案,其目標是:到2015年,全市萬元地區(qū)生產總值能耗下降到0.62噸標準煤,比2010年下降17%;全市化學需氧量和氨氮排放總量分別控制在6.48萬噸、0.39萬噸以內,比2010年分別減少13%(其中工業(yè)和生活排放量減少17%)、15.9%(其中工業(yè)和生活排放量減少17.3%);二氧化硫和氮氧化物排放總量分別控制在5.26萬噸、3.94萬噸以內,比2010年分別減少14.5%、17%(其中機動車排放量減少8.68%)。
我市火電企業(yè)是能源消費的大戶,同時具有較大的節(jié)能潛力?!笆濉逼陂g,火電企業(yè)節(jié)能減排面臨巨大的挑戰(zhàn),亟須建立節(jié)能減排的長效機制。在繼續(xù)實行節(jié)能減排目標責任制的基礎上,應切實采取措施,充分調動和發(fā)揮火電企業(yè)節(jié)能減排的積極性。這些措施包括出臺節(jié)能減排的優(yōu)惠政策,強化企業(yè)在節(jié)能減排中的主體地位,完善節(jié)能減排評價體系等。燃料管理工作的好壞,直接關系著火電廠生產經(jīng)營的盈虧與否。燃料管理作為火電廠經(jīng)營管理中的“前沿陣地”和“高危行業(yè)”,在日常工作中加強燃料監(jiān)督管理工作尤其顯得十分緊迫和重要。
作為能源監(jiān)測實驗中心部門,我們應該對火電企業(yè)進行全面剖析,進而提出最有效的措施和建議,促進其合理改造,全面達到節(jié)能減排的目的。以下是對火電企業(yè)節(jié)能減排工作的一些心得與體會。
1 火電企業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀
目前,我國電力裝機容量與發(fā)電量均位居世界前列,發(fā)電裝機容量中,火電占比超過70%,發(fā)電量中火電占比80%左右?;痣娨云浣?jīng)濟性、可調度性、機組運行可靠性和技術成熟性,具有較強的比較優(yōu)勢。雖然包括核電、水電、風電、太陽能等在內的新能源和可再生資源不斷發(fā)展,電源結構不斷優(yōu)化,但火電仍是我國的主力電源。
火電行業(yè)不僅是能源消耗大戶,同時也是重點污染物排放源?!笆晃濉币?guī)劃聚焦節(jié)能和環(huán)境保護,提出了單位國內生產總值能源消耗降低20%左右,主要污染物排放總量減少10%的目標。采用高效潔凈發(fā)電技術改造現(xiàn)役火電機組,實施“上大壓小”和小機組淘汰退役?!笆晃濉逼陂g,火電行業(yè)提前超額完成了國家規(guī)定的“十一五”節(jié)能減排目標,絕大部分火電企業(yè)的單位產品能耗和污染物排放已達到行業(yè)先進水平。在節(jié)能方面,2010年,全國6000kW及以上火電機組供電煤耗為333gce/(kWh),提前超額完成《能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》提出的,火電供電標準煤耗由2005年的每千瓦時370g下降到355g的目標?;痣姀S用電率為6.33%,比2005年下降0.47個百分點。在減排方面,2010年,全國電力二氧化硫排放量核定值為9.56×106噸,比2005年降低約29%。電力煙塵排放總量降低55.6%,單位火電發(fā)電量煙塵排放量降低約37.5%,為0.5g/(kWh)。粉煤灰綜合利用率約為68%,比2005年提高2個百分點。脫硫石膏綜合利用率約69%,比2005年提高近60個百分點[1]。
根據(jù)《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》的要求,“十二五”期間,火電供電煤耗、火電廠用電率、火電行業(yè)二氧化硫和氮氧化物的排放量,均需要在“十一五”的基礎上實現(xiàn)較大程度的下降?;痣娖髽I(yè)除了要實現(xiàn)“十二五”減排目標以外,還需要執(zhí)行新的火電廠大氣污染物排放標準。執(zhí)行標準參照2012年1月1日開始實施的《火電廠大氣污染物排放標準》,該項標準已經(jīng)達到了發(fā)達國家的水平,因此,對于火電企業(yè)執(zhí)行新的排放標準過程中,將面臨著很大的挑戰(zhàn)[2]。
2 火電運營企業(yè)在節(jié)能減排中的作用
2.1 企業(yè)運營改革
首先,合理規(guī)劃并調整電源結構,努力研發(fā)可再生能源、清潔能源,在根源上實現(xiàn)火力發(fā)電廠的節(jié)能減排;其次,對火力發(fā)電廠運營過程中的關鍵環(huán)節(jié)加以控制,尤其是燃煤原料的質量保證尤其重要;最后,努力推進技術創(chuàng)新和改革,并將這些創(chuàng)新技術的成果逐步的轉化成為現(xiàn)實的生產力,火力發(fā)電企業(yè)能夠迅速的發(fā)展和壯大的核心驅動力仍是科技創(chuàng)新的能力和水平,而這也是火力發(fā)電企業(yè)節(jié)約發(fā)展、安全發(fā)展和清潔發(fā)展的先決條件。
2.2 大容量機組的使用、汽輪機組運行效率的提高、變頻調速技術的應用
由于容量越大,那么能耗就會越小。在熱力學第一動力、第二動力以及蒸汽動力基本原理等理論的指引下,合理的規(guī)劃火力發(fā)電廠并實現(xiàn)節(jié)能減排,應該大力的推廣和使用大容量和高參數(shù)的火電機組也是一項重要的措施[3]。
汽輪機組在運行過程,理論上就是蒸汽熱能轉化成功能的過程,由于進汽節(jié)流影響,摩擦在汽流與噴嘴產生,余速損失以及葉片頂部間隙漏汽也會產生一部分的能量損失,從而真正轉化成為汽輪機內功的蒸汽熱能只有一小部分,因此我們便應采取措施來降低汽輪機組的內部損失,達到運行效率提升的目的[3]。
變頻調速技術的使用是對火電機組的輔助設備進行變頻改造,從而形成封閉環(huán)控制系統(tǒng),從而實現(xiàn)橫流量控制,鍋爐的整體運行情況都得到了很好的改善,在鍋爐運行的過程中,保證其各個指標都處于最佳的狀態(tài),大大的節(jié)約了火電廠的使用電能[3]。
2.3 燃料的優(yōu)化和管理
燃料是火電企業(yè)運行的物質基礎,同時燃料也是火力發(fā)電廠生產總成本之一,所以燃料對火電企業(yè)的經(jīng)濟效益起至關重要的影響,只有做好了燃料管理工作,才能保證發(fā)電企業(yè)經(jīng)營目標的順利完成。首先,我們應大力的改革和創(chuàng)新發(fā)電企業(yè)燃料管理的體制,創(chuàng)新燃料管理模式,同時最好對煤炭供應商的管理工作,提升熱值考核的標準,完善煤炭原料的買賣合同條款,不講誠信的或是供應煤炭質量不符合要求或是價格過高的供應商,應嚴禁選用。還應做好盤煤數(shù)據(jù)的計算工作,保證其準確性和真實性,控制標煤的單價,同時編制限價、限次以及限高的煤炭采購方案,盡可能的與大礦煤建立合作伙伴關系,保證燃煤的質量,同時降低發(fā)電企業(yè)的燃料成本[4]。
3 火電企業(yè)鍋爐節(jié)能減排智控技改的體會
3.1 鍋爐節(jié)能減排智控技改工作中存在的問題
我市現(xiàn)階段鍋爐的運行狀況來看,盡管已對其運作進行了一些改動,但是仍然存在一些問題,從而導致節(jié)能減排工作效果不佳。在鍋爐運行中主要存在以下幾點問題:第一,管理人員綜合素質不高;第二,機械設備以及材料對于鍋爐實施節(jié)能減排的影響不可忽略,例如水溫的影響;第三,鍋爐在運行過程中會排放大量廢氣對生態(tài)造成不良影響,尤其是燃燒過程中存在不全燃燒問題[5]。
3.2 鍋爐節(jié)能減排的建議
提高鍋爐的燃燒效率是最為重要的環(huán)節(jié),鍋爐是燃料消耗量最大的設備,其運行過程中主要會產生鍋爐散熱損失、排煙熱損失、固體未完全燃燒熱損失、可燃氣體未完全熱損失以及灰渣物理熱損失等類型的能量損失。對于鍋爐散熱損失的防治工作,第一,要保證爐墻以及水冷壁等結構的緊湊型和嚴密性,在先進的保溫材料使用的同時管道和爐墻的保溫也要良好要想做好排煙熱損失的防治工作,應盡可能的降低排煙的容積,為防止局部出現(xiàn)高溫的問題,還要準確的控制火焰中心的位置,同時要保證受熱面的整潔性要想做好固體未完全燃燒熱損失的防治工作,應合理的組織爐內空氣的工況,要選擇最佳的煤粉細度和過量空氣系數(shù)要想做好可燃氣體未完全熱損失的防治工作,首先煤粉與空氣必須是混合完全的,保證最佳的過量的空氣系數(shù)為保證一次和二次風的混合時間,要實時的關注爐內負荷的變化情況[5-6]。
4 火電行業(yè)節(jié)能減排長效機制建立的重要性
節(jié)約能源和保護環(huán)境具有外部性,市場機制本身并不能完全解決節(jié)能減排的問題,需要政府部門的介入和干預,需要對火電企業(yè)節(jié)能減排建立長效機制,保證節(jié)能減排工作的順利完成。
地方政府根據(jù)各地不同的火電企業(yè)的現(xiàn)狀,可以出臺符合市情的節(jié)能減排的優(yōu)惠政策,這些激勵性的政策的實施有助于火電企業(yè)增加利潤,并且采取措施的力度越大,企業(yè)的效益越好。
地方政府還應該完善節(jié)能減排的評價體系,建立節(jié)能減排長效機制需要完善的評價考核體系來保證,其主要任務是為火電企事業(yè)單位提供服務,并協(xié)助國家能源局和環(huán)境保護部加強行業(yè)管理。
5 總結
目前對于我市火電企業(yè)節(jié)來說,節(jié)能減排工作是任重而道遠,同時,作為一項復雜的系統(tǒng)工作,如果真正的做好節(jié)能減排工作,我們就必須制定科學合理的節(jié)能減排策略,這就需要從火電企業(yè)的電源結構的優(yōu)化、設備設施的改良、燃料管理工作等每一個環(huán)節(jié)入手進行有效的控制,從而才能從真正意義上達到節(jié)約能源,降低能耗。
【參考文獻】
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[4]王天正.電力行業(yè)節(jié)能減排的技術探討[J].山西電力,2010.
“十一五”期間,全國節(jié)能減排的約束性指標是:單位GDP能耗降低20%左右,主要污染物排放總量減少10%。我們**市確定的目標是:到2010年,單位GDP能耗較2005年降低22%左右,二氧化硫排放量降低26%左右,化學需氧量(COD)降低18%左右,所面臨的攻堅任務同樣很重。
節(jié)能減排,沒有退路,難在出路。打開出路,企業(yè)是主體,科技創(chuàng)新是支撐?,F(xiàn)以我市的“白泥”雙向治理為例,提出以技術改造和區(qū)域循環(huán)助推**節(jié)能減排的建議。
5月17日,**堿業(yè)、黃島發(fā)電廠、華電**發(fā)電3家企業(yè)聯(lián)手啟動了白泥與二氧化硫雙向治理項目。項目的實施,不僅可“消化”掉**堿業(yè)每年產生的14萬噸“白泥山”,還使發(fā)電廠鍋爐煙道氣的脫硫成本大幅降低,據(jù)測算,3家企業(yè)年可節(jié)約能耗支出和減少治污費用近3000萬元,膠州灣也將不復受“白泥之患”。此外,通過資源化途徑和循環(huán)經(jīng)濟模式,我市21萬噸的“鉻渣山”已提前半年處置完成,“電石泥”也正加快處置。
曾是污染源“白泥”、“鉻渣”,一經(jīng)循環(huán)模式下的資源化處置,則變成了經(jīng)濟效益巨大的“金山”,且換回了“綠水青山”。由此看來,我市搬掉的不單單是幾座“泥山”、“渣山”,更為下步加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、力行節(jié)能減排提供了新思路和新途徑。
一、轉換思路視角,通過循環(huán)經(jīng)濟模式“變廢為寶”,可實現(xiàn)“節(jié)能”、“減排”的雙贏。
在循環(huán)經(jīng)濟理念下,所謂廢物,不過是放錯了位置的資源?!鞍啄唷?在人們慣常印象里不過是導致環(huán)境污染和生態(tài)災害的“廢物”,而通過資源化處置的途徑,卻可點“泥”成金實現(xiàn)無害利用和產業(yè)開發(fā),變?yōu)閯?chuàng)造效益的寶貴資源。企業(yè)得到了切身實惠,由此產生的“減排”熱情必然更加持久,“減排”成果也將更為鞏固。
二、加快先進適用技術研發(fā)推廣和設施改造,讓企業(yè)有“泥山”變“金山”的前景預期及利益回報,是節(jié)能減排的關鍵。
應當看到,盡管從中央到地方各級都對節(jié)能減排給予了高度重視,且包括問責制、區(qū)域限批等政策措施紛紛出臺實施,但實際的“減排”成效卻差強人意。這其中的一個根本癥結是部分企業(yè)的畏于“減排”成本過高,不是不想“減”,而是不敢“減”或者無力“減”。要從根本上激發(fā)企業(yè)節(jié)能減排的積極性和動力,重要的是依靠科技,通過先進適用技術的研發(fā)和推廣應用,使企業(yè)在加大環(huán)境投入的同時,也如**堿業(yè)等企業(yè)一樣實實在在地嘗到“節(jié)”和“減”所帶來的“甜頭”,有“泥山”變“金山”的前景預期及利益回報。否則,一些企業(yè)的排污設施仍將是“聾子的耳朵”,諸如環(huán)境執(zhí)法部門與違法企業(yè)間“貓鼠游戲”的尷尬也很難從根本上消除。
三、協(xié)調引導企業(yè)變只靠自身“單打獨斗”式的內部節(jié)能減排,走多企業(yè)、跨行業(yè)、區(qū)域間循環(huán)經(jīng)濟之路,有利于廣領域、大幅度提升節(jié)能減排的成效。
曾培炎副總理在去年12月21日國務院發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟電視電話會上,指出“**把白泥用于發(fā)電廠脫硫是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的典型”。我市資源化處置鉻渣也引起廣泛關注,很多城市前來學習。實踐證明,通過統(tǒng)籌區(qū)域產業(yè)結構布局,整合拉長產業(yè)鏈條,引導、協(xié)調相關企業(yè)走跨行業(yè)循環(huán)、區(qū)域間循環(huán)的路子,可實現(xiàn)參與企業(yè)多方得利、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設共贏。
以技術改造和區(qū)域循環(huán)助推節(jié)能減排,是實現(xiàn)環(huán)境友好與可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。為讓“泥(渣)山”加快向“金山”和“青山”轉變,特提出以下建議:
一、堅持“結構節(jié)能”和“技術節(jié)能”兩手抓,當前尤其要突出抓好“技術節(jié)能”。盡管根據(jù)發(fā)達國家經(jīng)驗,調整產業(yè)結構帶來的節(jié)能潛力高于技術進步。但從**的實際情況看,短時間內第二產業(yè)特別是重化工業(yè)的比重難以大幅下降,因此靠調整產業(yè)結構來實現(xiàn)能耗指標短期內的快速下降不太現(xiàn)實。針對于此,必須把“技術節(jié)能”提到突出位置上來抓緊抓好。
二、推行“白泥”雙向治理模式,密切校(院)企、企企合作,加快節(jié)能減排先進技術研發(fā)推廣和重點項目實施。白泥與二氧化硫雙向治理項目的實施,是**堿業(yè)與中國海洋大學、黃島發(fā)電廠、華電**發(fā)電聯(lián)合科技攻關的結果。節(jié)能減排單靠單個企業(yè)自身往往力量不足、收效不大。針對于此,政府有關部門應整合區(qū)域內的企業(yè)技術中心、高校院所等資源,為企業(yè)與院校、企業(yè)與企業(yè)間牽線搭橋,支持其開展科研合作與項目共營,統(tǒng)籌推動企業(yè)間、行業(yè)間、區(qū)域間的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。當前,應重點組織實施一批節(jié)能降耗和污染減排行業(yè)共性、關鍵技術開發(fā)和產業(yè)化示范項目,在重點行業(yè)中選擇一批節(jié)能潛力大、應用面廣的重大技術,加大推廣力度。
關鍵詞:火電廠;降低;廠用電;探討;研究
中圖分類號:TM621 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2014)01-00-01
一、引言
改革開放至今,我國火電廠發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)量上的蓬勃發(fā)展到如今質量上的不斷更新,火電廠節(jié)能減排與提高效能依然是當下火電廠改革的重要目標。在國家節(jié)能減排思想指導下,我國火電廠在降低廠用電方面正在投入研究與實踐,這既是新時代火電廠為促進資源高效應用樹立的典型,也是火電廠在市場競爭中的有力法寶。如何降低火電廠的廠用電是一個系統(tǒng)性的問題,本研究意在探討影響火電廠用電的因素,并在此基礎上提出降低廠用電建議。
二、影響火電廠降低廠用電的因素
1.火電廠內部影響因素
在發(fā)電機組方面,火電廠發(fā)電離不開高壓發(fā)動機,而高壓發(fā)動機用電占廠用電的近60%,高壓發(fā)動機在機組組合方面如何不協(xié)調,那么其功率往往會高出實際的運行功率,這種現(xiàn)象在許多火電廠都存在,因而是引發(fā)用電量偏高的主導因素;火力發(fā)電機組的符合效率偏低,當前主力電機和輔機在功率匹配上出現(xiàn)一定問題,許多輔機是按照主力電機額定的發(fā)電量來進行匹配,理論上來講,當整體機組出力減少時,用電也會相應減少,但是,實際工作中,兩者不存在這種正比關系,當整體機組降低負荷率、發(fā)電量降低時,整體機組供電消耗并沒有隨之降低,這是導致火電廠耗電過過多的又一主導因素;許多火電廠新引入的發(fā)電機組在處于磨合期時,由于各個參與和標準都要在工作狀態(tài)下進行調試,進而起停的次數(shù)會比較多,這種情況下就導致發(fā)電機組運行時間短,進而出現(xiàn)發(fā)電機組用電率偏高的情況。
2.火電廠外部影響因素
火電廠外部因素影響廠用電量的主要是燃煤。一是燃煤發(fā)熱量低導致整個發(fā)電機組的用煤量增加,而發(fā)電系統(tǒng)就會耗費一部分電量來制煤粉。尤其是當前我國電煤緊缺,許多火電廠會對購進的電煤進行摻雜其他燃燒物質,降低了煤的使用效率,那么整體發(fā)電機組就會消耗更多的煤來發(fā)同樣額度的電,造成磨粉機耗電量增加。二是燃煤本身的磨粉系數(shù)對耗電有直接影響,當前研究表明,對于300MW的發(fā)電機組,當可磨系數(shù)硬度由65降低到55時,耗電率會增加0.2%。這說明煤本身的磨粉系數(shù)直接影響著磨煤機的耗電量,進而影響整個發(fā)電機組的用電量。
三、火電廠降低廠用電的對策
1.配置機組參數(shù)要合理
發(fā)電機組在火電廠耗電占據(jù)比例較大,其中高壓輔機設備參數(shù)的選擇對廠用電影響顯著。為了提高發(fā)電機組效率,降低耗電,在機組配置參數(shù)方面要進行科學配置。當前,火電廠配置機組中的磨煤機組和風機組利用率相對不高,富余量在25%左右,這就使得機組配置出現(xiàn)大卡車拉小貨的情況,嚴重浪費了電量。因此,對于磨煤機組和風機組選配和利用方面要高度重視。
2.合理調整發(fā)電設備機速
由于發(fā)電機組經(jīng)常處于不同的工作狀況,合理調整發(fā)電機組機速對降低耗電量有著重要的意義。當前,火電廠循環(huán)水泵有定速泵和雙速泵,根據(jù)冬季和夏季工作狀態(tài),調整雙速泵來實現(xiàn)降低用電量具有顯著應用性。以3臺定速循環(huán)水泵(電動機容量3000kW)和1臺雙速泵(高速是電動機容量3000kW,低俗時2200kW)為例,在夏季雙速泵以最高機組容量運行,在冬季時,雙速泵以低機組容量進行,通過變頻設備來科學調整雙速泵運行效率,對于1臺雙速電機全年按低速運行2000h計算,可節(jié)省電量160kW/h??梢钥闯觯侠碚{整發(fā)電設備機速,控制機組的效能,對降低用電量具有可操作性。
3.應用高科技節(jié)能裝備
火電廠耗電量過高,與傳統(tǒng)設備效能低以及整個發(fā)電系統(tǒng)未進行新設備介入有一定關系。在發(fā)電機組中多應用高科技節(jié)能設備對節(jié)能具有重要影響。在傳統(tǒng)的機組工程內部,引入高頻電源來控制電除塵,能夠保證機組在額定出力的狀態(tài)下降低近一半的耗電量;另外,傳統(tǒng)的電動機耗電量較多,可采用高效電動機結合高效率低能變壓器來控制機組電耗。
四、火電廠降低用電注意事項
火電廠不能單純考慮降低用電量而忽略安全因素,一定要在確保安全運行的前提下來處理技能問題,尤其要注意對機組設備參數(shù)的合理設置,一定不能忽略機組額定功率來超負荷運行,以免造成意外事故;火電廠降低耗電量是一個系統(tǒng)功能,在處理降低用電的過程中要把握整體因素,不能單純考慮某一個環(huán)節(jié)的節(jié)能而造成其他環(huán)節(jié)能耗上升,力爭通過設備引入和技術革新達到降低整體發(fā)電機組的耗電量;火電廠要想更深入的進行節(jié)能減排,就需要引入專業(yè)化技術人才,如果僅憑引入設備或嫁接技術來降低用電量,僅僅是飲鴆止渴,專業(yè)技術人才的引入能夠形成科研團隊,對火電廠整體降低用電量進行實驗分析,然后采用更為高效的技術手段,以保證火電廠降低用電的科學性。
參考文獻:
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關鍵詞:余熱利用;煙氣余熱利用換熱器;煙氣冷卻器;低溫省煤器;節(jié)能減排
中圖分類號:TK172 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2012)33-0001-06
1 煙氣余熱利用的前景
1.1 我國余熱資源情況
余熱資源是指在現(xiàn)有條件下,在能源利用設備中沒有被利用的多余或廢棄的能源,是有可能回收而尚未回收的能量,廣泛存在電站鍋爐及工業(yè)設備中。從其來源分可分為高溫煙氣余熱、冷卻介質余熱、廢汽廢水余熱、高溫產品和爐渣余熱、化學反應余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱等六類,其中,高溫煙氣余熱總量約占余熱總資源的50%,冷卻介質余熱占余熱總資源的20%,廢汽廢水余熱占11%。
余熱屬于二次能源,我國余熱資源豐富,各種工業(yè)爐窯的能量支出中,廢氣余熱約占15%~35%,鍋爐煙氣熱損失是各項熱損失中最大的一項,一般在5%~8%之間。特別是在鋼鐵、電力、有色、化工、水泥、建材、石油與石化、輕工、煤炭等行業(yè),余熱資源約占其燃料總消耗量的17%~67%,其中可回收率達60%。目前,我國余熱資源利用比例低,大型鋼鐵企業(yè)余熱利用率約為30%~50%,其他行業(yè)則更低,余熱利用提升潛力大。
高溫煙氣的排煙溫度高一直是影響鍋爐經(jīng)濟運行的主要原因。國家質檢總局頒布的《鍋爐節(jié)能技術監(jiān)督管理規(guī)程》也明確規(guī)定,“鍋爐排煙溫度設計應當綜合考慮鍋爐的安全性和經(jīng)濟性,并且符合以下要求:(一)額定蒸發(fā)量小于1t/h的蒸汽鍋爐,不高于230℃;(二)額定蒸發(fā)量小于0.7MW的蒸汽鍋爐,不高于180℃?!睘闇p輕低溫腐蝕,一般排煙溫度設計在130℃~150℃,但由于尾部受熱面積灰、腐蝕、漏風和燃燒工況的影響,實際運行排煙溫度大都高于設計值20℃以上,燃用高硫煤的鍋爐排煙溫度甚至高達200℃。排煙溫度每升高10℃,鍋爐熱效率約下降1%。對大型發(fā)電鍋爐,鍋爐效率已高達90%~94%,哪怕鍋爐效率提高1%,其經(jīng)濟效益和社會效益也是巨大的,因此鍋爐的運行效率直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。如果能有效利用這些余熱,則可節(jié)約大量能源,減少大氣污染,且降低企業(yè)生產成本,因此余熱利用對我國實現(xiàn)節(jié)能減排及環(huán)保戰(zhàn)略具有重要的現(xiàn)實意義。
1.2 燃煤電廠的發(fā)展
目前,我國煤炭產量約一半用于發(fā)電,約73.4%的裝機是火電機組,發(fā)電量的81%來自火電。一次能源結構決定了我國在相當一段時間內以化石燃料為主要能源。火電裝機仍然在發(fā)電裝機中占有決定性地位。發(fā)電企業(yè)燃料成本占全部成本的70%以上。
1.3 煤電機組大氣污染情況
2011年全國火電裝機容量和發(fā)電量分別比上一年增長8.17%和14.16%,2009年全國電力煙塵年排放量為235萬噸,2011年就降到155萬噸;2009年全國二氧化硫排放總量為2214.4萬噸,電力行業(yè)二氧化硫排放量約占全國排放總量的46.4%,為1027.5萬噸。2011年全國電力二氧化硫排放降到913萬噸,電力行業(yè)二氧化硫排放量約占全國排放總量的比重降到41.2%;2009年全國氮氧化物排放總量為1692.7萬噸,電力行業(yè)氮氧化物排放量約占全國排放總量的49%,截止2011底,全國已投運脫銷機組1.4億千瓦,具有年脫除氮氧化物140萬噸的能力。說明近幾年來,電力行業(yè)污染物排放大幅度下降,在全國所占的比例也同時降低。
1.4 “十二五”煤電發(fā)展趨勢
因此,發(fā)電企業(yè)面臨污染物排放的總量控制和指標控制的雙重壓力,不得不在提高機組參數(shù)、提高效率、節(jié)水、節(jié)油、節(jié)電以及余熱回收方面下功夫,這增加了電廠投資和運行成本。對鍋爐輔助設備制造廠來說帶來了新的市場,對煙氣余熱回收這種新項目的推廣帶來了不可多得的機遇。
1.5 煤電鍋爐余熱利用情況
電站鍋爐是現(xiàn)代火力發(fā)電廠的主要設備之一,鍋爐排煙熱損失是電站鍋爐各項熱損失中最大的一項,一般在5%~8%之間,占鍋爐總熱損失的80%或更高。一般來說,排煙溫度每升高10℃,鍋爐熱效率大約降低1.0%,發(fā)電煤耗增加2克/千瓦時左右。我國“十二五”煤電發(fā)展的目標是從機組運行經(jīng)濟性分析、設備質量以及燃料管理等多個方面入手,在燃煤發(fā)電生產過程中減少煤源消耗、降低供電煤耗,實現(xiàn)2015年比2010年通過火電煤耗下降而節(jié)約標煤3523萬噸。推動煤電繼續(xù)向大容量、高參數(shù)、環(huán)保型方向發(fā)展,優(yōu)化機組運行方式。實現(xiàn)電力生產的綠色發(fā)展,化石燃料的高效清潔利用,燃煤電廠煙氣余熱深度回收利用,火電廠煙塵、二氧化硫、氮氧化物等污染物的達標排放成為重要課題。煙氣余熱利用換熱器是有助于實現(xiàn)電力生產綠色發(fā)展的有效鍋爐輔助設備,目前在我國還處于起步
階段。
2012年國家發(fā)改委、國家能源局、財政部以[2012]1662號文下發(fā)了《關于開展燃煤電廠綜合升級改造工作的通知》,要求各發(fā)電企業(yè)針對單機容量大于10萬千瓦、小于100萬千瓦的燃煤機組實施綜合升級改造,項目的年節(jié)能量包括發(fā)電降耗和供熱改造提效兩部分,并給予一系列優(yōu)惠政策的支持。其中鍋爐系統(tǒng)改造項目列為首項的是“鍋爐排煙余熱回收利用”,升級提效的效果是“采用煙氣余熱利用換熱器技術,若排煙溫度降低30℃,機組供電煤耗可降低1.8克/千瓦時,脫硫系統(tǒng)耗水量減少70%”。目前鍋爐煙氣余熱回收已是一項成熟技術,適用于排煙溫度比設計高20℃的機組運用。國家發(fā)改委等三部委文件的下發(fā),對煙氣余熱回收利用起到了助推的作用。
2 煙氣余熱利用換熱器產品介紹
省煤器是鍋爐重要部件之一,是在鍋爐尾部煙道中加熱鍋爐給水的受熱面,起到節(jié)省燃料和降低排煙溫度的作用。而煙氣余熱利用換熱器為近年來的行業(yè)新產品,其既可以通過改造方式加裝在原有鍋爐上,也可以安裝在新建鍋爐上。從1985年開始,我國開始引進國外“煙氣深度冷卻余熱利用”技術,進行煙氣余熱利用換熱器的研究。進入21世紀,針對行業(yè)中的關鍵技術,國內制造商加大了研究力度和投入,針對煙氣深度冷卻余熱利用技術所涉及的酸腐蝕和積灰問題進行重點突破。隨著國內材料技術、外擴展受熱面技術及火電行業(yè)整體技術水平的提高,鍋爐輔助設備行業(yè)技術也取得了重大進展,“煙氣深度冷卻余熱利用”中的酸腐蝕和積灰等關鍵性難題得到突破。我國煙氣余熱利用換熱器制造開始進入技術創(chuàng)新和突破的新時期。
近幾年,煙氣余熱利用換熱器原材料成本逐步走低,電煤價格卻步步攀升,火電行業(yè)最大的成本支出為煤等化石燃料,發(fā)電煤耗指標的高低決定著火電行業(yè)的盈虧。同時在節(jié)能環(huán)保意識不斷增強、國家對火電廠節(jié)能減排工作要求不斷提升的情況下,實現(xiàn)節(jié)能降耗、減排環(huán)保對發(fā)電企業(yè)變得日益重要。降低排煙溫度成為火電行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降耗、減排環(huán)保的重要途徑之一。目前煙氣余熱利用換熱器在國內電廠的應用處于起步階段。
2.1 節(jié)能降耗
2.1.2 加熱熱網(wǎng)水用于供熱,也可作為冷暖空調的熱源。
2.1.3 用于加熱脫硫后的低溫煙氣(相當于GGH的功能)。布置在脫硫塔之前的煙氣冷卻器與脫硫塔之后的煙氣加熱器的工質形成一個閉式循環(huán)系統(tǒng)。煙氣余熱利用換熱器加熱工質,工質在煙氣加熱器側放熱,加熱低溫煙氣,其具有降低煙囪的低溫腐蝕作用;同時有利于消除煙囪的“煙羽”(影像視覺效果)、“石膏雨”(污染環(huán)境)的現(xiàn)象。與GGH相比,換熱器無轉動部件,具有不漏風(原煙氣側與凈煙氣側實現(xiàn)完全隔離)、不易堵塞、換熱面易于清理的優(yōu)點。
2.1.4 作為暖風器的熱源,加熱鍋爐進風。
2.2 節(jié)水
除以上用途可實現(xiàn)節(jié)能降耗之外,將煙氣余熱利用換熱器安裝于脫硫塔之前,有利于降低脫硫系統(tǒng)為使煙塵溫度降至脫硫最佳工藝溫度的強制冷卻耗水量,具有“節(jié)水”的功效。
2.3 減排
在電除塵器之前加裝煙氣余熱利用換熱器,降低進入電除塵器的煙氣溫度,可以降低煙氣體積流量,降低煙氣流速,同時降低飛灰比電阻,從而大大提高電除塵器的除塵效率。對電袋復合式除塵器或布袋除塵器而言,降低煙氣溫度,可提高除塵器濾袋的使用壽命,延長濾袋的更換周期,減少電廠的維護費用。
3 煙氣余熱利用換熱器行業(yè)發(fā)展推動因素及需求情況
3.1 火電行業(yè)的大發(fā)展帶來的市場新增需求
隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)高速增長和對電力的需求擴大,2011年火力發(fā)電量達到3.90萬億千瓦時,電站鍋爐產量達到53.88萬蒸發(fā)量噸。持續(xù)增長的電力需求為煙氣余熱利用換熱器創(chuàng)造了市場空間。
根據(jù)相關規(guī)劃,我國火力發(fā)電裝機量2015年將達9.28億千瓦,2020年裝機量將達11.7億千瓦,比2011年的7.07億千瓦有大幅提升。
3.2 國家“節(jié)能減排”政策推動新型省煤器的發(fā)展
節(jié)能減排是我國未來社會發(fā)展的重要工作。煙氣余熱利用換熱器通過對煙氣余熱的二次吸收,有效節(jié)約能源,提高煤利用效率,利于煤炭深加工利用的實現(xiàn),將有效推動煤電機組滿足《節(jié)能減排“十二五”》中對火電行業(yè)單位機組每千瓦時的發(fā)電耗煤量減少8克的節(jié)能要求。
5 行業(yè)發(fā)展存在的主要問題及對策建議
節(jié)能減排是我國當前推動工業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的國策。隨著《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》的實施,我國火電行業(yè)在培養(yǎng)大型化、規(guī)?;拇笾行碗娬镜耐瑫r,向低能耗、低排放的方向發(fā)展,而煙氣余熱利用換熱器能夠在降低大型火電鍋爐能耗的基礎上進一步提升除塵器的除塵效果,在政策和市場需求的雙重推動下,煙氣余熱利用換熱器未來將迎來廣泛的市場空間。雖然國內開展燃煤電廠余熱深度利用研究已有較長時間,但煙氣余熱利用換熱器技術的成熟及應用始于近兩年,仍存在推廣及應用速度緩慢及市場機制不健全、產品標準不統(tǒng)一、技術交流欠缺等問題。
針對上述問題,相關協(xié)會及政府部門應首先充分發(fā)揮政策的導向作用,積極扶持煙氣余熱利用換熱器骨干企業(yè)并提高其自主創(chuàng)新能力,健全行業(yè)的市場管理機制,規(guī)范監(jiān)督管理;其次還應進一步加強國際交流與合作,加強國內新型省煤器生產企業(yè)與國外同行業(yè)先進企業(yè)的溝通交流,推動技術引進與吸收,不斷提高行業(yè)的整體水平。
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關鍵詞:熱能系統(tǒng)分析;最優(yōu)化;課程建設;教學改革
作者簡介:張艾萍(1968-),男,內蒙古興和人,東北電力大學能源與動力工程學院,教授;張炳文(1953-),男,天津人,東北電力大學能源與動力工程學院,教授。(吉林 吉林 132012)
基金項目:本文系東北電力大學教學改革研究項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)22-0083-02
教育部2003年發(fā)出了《關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》,力圖通過精品課程建設,推進高校課程建設,提高整體教學水平。[1]具有較高綜合素質基礎的應用型、復合型人才的培養(yǎng),體現(xiàn)了東北電力大學(以下簡稱“我?!保┺k學的基本特色,這是我校課程建設工作的出發(fā)點。我校根據(jù)社會人才需求,依托學校原有優(yōu)勢著力在相關學科的交叉結合部開拓新專業(yè)方向,培養(yǎng)社會急需的復合型人才。[2]
當前我國火電廠每年煙塵排放量約360萬噸,占全國工業(yè)煙塵排放量的35%,火力發(fā)電廠又是二氧化硫等有害氣體的主要排放源,排放的有害氣體進入大氣,形成酸雨等有害物質,造成大氣污染,使大氣環(huán)境日益惡化。熱能與動力工程專業(yè)作為火電廠生產的主要專業(yè),深知自己的使命“在滿足供電供熱的前提下,盡量減少煤炭消耗、降低環(huán)境污染”,選擇了自己的發(fā)展方向“應用基礎研究不斷深化,描述愈來愈定量化、精確化,節(jié)能減排成為電力規(guī)劃建設和電站運行的努力目標”。基于此并為滿足“一實兩創(chuàng)”人才培養(yǎng)的需要,我校從2002年開始,為熱能與動力工程專業(yè)本科生開設了“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程。該課程的設置主要為了使學生掌握火力發(fā)電廠節(jié)能減排的理論基礎,同時也為具有綜合素質的復合型技術人才的培養(yǎng)提供理論支撐。本文針對“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程的建設和教學改革進行了初步探索。
一、“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程建設和教學方法改革的必要性
“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程綜合了熱能與動力工程專業(yè)多門專業(yè)課程(工程流體力學、工程熱力學、傳熱學、汽輪機原理、鍋爐原理、泵與風機、熱力發(fā)電廠)的知識點,以及現(xiàn)代運籌學理論和微機編程技巧,以火力發(fā)電廠節(jié)能減排、減少消耗的若干決策問題為訓練科目,培養(yǎng)本科生解決本專業(yè)決策問題的實際動手能力。
“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程的內容和人才培養(yǎng)目標符合國家節(jié)能減排、減少消耗的總方針,符合熱力發(fā)電廠“以安全發(fā)電供熱為條件,以降低消耗減少污染為目標”的設計、運行基本原則。所以,將“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程建設成為精品課程,對該課程的教學方法和手段進行改革,使其更適合學生對知識的掌握,有利于學生深入認識本專業(yè)各門課程相互關聯(lián)的實質內涵,有利于學生早日完成從理論學習到實際應用的跨越,有利于學生上崗后早日成為節(jié)能減排工程師,是培養(yǎng)“一實兩創(chuàng)”人才的需要,是國家節(jié)能減排事業(yè)的需要。
人才培養(yǎng)目標主要是通過課程教學實現(xiàn)的。課程建設水平的高低及課程體系的合理性、科學性是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的基本保證。[3]為了更好地實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標,達到課程設置的目的,對“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程進行精品化建設和進行必要的教學方法、手段改革是非常必要的。
二、“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程建設
課程是由一個或幾個學科的若干內容按一定的體系與結構組成的教學基本單位。課程建設包括形成和決定課程質量的各種條件和內涵建沒:教學文件建設、教材建設、實驗室建設及師資隊伍建設等。精品課程是具有一流師資隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程。[4,5]
1.切實加強教師隊伍建設
教師在課程建設中起著關鍵的作用,學生獲取知識的主要來源是教師。從長遠來看,教學團隊在未來的課程建設中將扮演極其重要的角色,隨著遠程網(wǎng)絡技術、多媒體技術的發(fā)展以及教學聯(lián)合體、學分互認的發(fā)展,學生選課時可選擇各學校精品課程,通過網(wǎng)絡學習最適合他的課程,因此各學校教學團隊的激烈競爭將不可避免。
有了明確的教學目標和良好的教學條件,能否實現(xiàn)教學目標,教師起著決定性的作用,這是課程建設的關鍵。因此要建設一支結構合理、水平高、素質好,團結合作,并有學術帶頭人的師資隊伍。這支隊伍應該是由治學嚴謹、知識淵博、德高望重的老教師把關,由經(jīng)驗豐富、思想成熟、學有專長、教有成效的中年教師作中流砥柱,由年輕力壯具有教學科研良好素質的青年教師沖鋒陷陣的合理匹配的有機整體。其職稱和年齡結構,主講教師的高、中職比和任課率,教學和科研工作量比,科研成果率等均能達到結構合理,既能滿足教學的要求,又具有相當?shù)目蒲心芰退健?/p>
2.重視教學內容和課程體系改革
融合多門課程知識,提高綜合應用能力,關聯(lián)節(jié)能減排。在熱力發(fā)電領域,無論是設備制造、工程設計還是電站運行,到處存在著“以安全發(fā)電供熱為條件,以降低能耗為目標”的決策問題,直接關聯(lián)著國家的節(jié)能減排目標。在多年的教學過程中,本課程組一直為將“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程建設成為培養(yǎng)節(jié)能減排工程師的培養(yǎng)平臺而努力。結合火電廠在節(jié)能減排中的基本任務,精心編排了教學內容,融合了包括汽輪機原理、鍋爐原理、泵與風機、集控運行、工程流體力學、工程熱力學、傳熱學、高等數(shù)學、運籌學在內的多門課程的知識點,引導學生對熱能系統(tǒng)或設備進行深入分析,指導學生針對火電工程實際決策問題建立數(shù)學優(yōu)化模型,并編制微機程序求解,提高學生解決實際決策問題的能力。
3.重視教材建設
國內已經(jīng)有一些關于火電廠熱能系統(tǒng)綜合分析與節(jié)能減排技術方面的教材,但是,都存在著某方面的不足:主要介紹其他行業(yè)的熱能系統(tǒng),火電廠的內容很少;主要針對小機組介紹,不能滿足當前超臨界600MW及1000MW機組的需要;原則多,應用少,只能作為一般的概念了解,不便于使用操作;由于峰谷差別日益加大,600MW機組也參加調峰調頻,給定功率是多數(shù)機組的運行方式,例如有些教材中假設“余下的排擠抽汽(1-α1-2)將直達凝汽器”,在給定功率的運行方式下,必然引起發(fā)電功率的變化,調節(jié)汽門將關小,以改變蒸汽量,維持給定的功率。
本課程組編寫的教材將克服上述同類教材的不足和缺點,達到教材建設目標。本教材的特色是“融合多門課程知識,提高學生綜合應用能力”,創(chuàng)新點是“學生作業(yè)內容關聯(lián)節(jié)能減排”。
本教材建成后,將成為:融合了汽輪機原理、鍋爐原理、泵與風機、集控運行、熱力發(fā)電廠、工程流體力學、工程熱力學、傳熱學、高等數(shù)學、運籌學、微機編程等多門知識點的綜合性教材用書;火電廠熱能系統(tǒng)分析工具書和節(jié)能減排工作手冊,其內容包括火電廠和熱電廠的各種裝機方案。
本教材將在人才培養(yǎng)中起到如下作用:各門課程知識點得到多次強化和應用訓練;提高學生對復雜系統(tǒng)的綜合分析能力和建立數(shù)學優(yōu)化模型的能力;提高學生使用電腦編程求解的水平;提高學生參加熱力發(fā)電節(jié)能減排工作的技能和意識。
4.理論教學與實踐教學并重
采用的練習題都是每個火電工程實際存在的優(yōu)化決策問題,以下舉兩個編程練習的例子:
編程練習一:以優(yōu)化運行減少消耗為題材,與學生林志峰共同發(fā)表了論文《給定出力660MW機組最佳真空確定方法》(《汽輪機技術》2008年第5期)。該論文介紹了功率控制方式下單元機組最佳循環(huán)水量的尋找方法。傳統(tǒng)的最佳循環(huán)水量尋找方法,也是目前教材中介紹的方法,是在汽輪機入口參數(shù)和調節(jié)門開度不變的前提下,尋找使供電功率達到最大的循環(huán)水量。這種方法不適合于功率控制方式下的單元機組。為此,本練習建立了全面的單元機組資源消耗數(shù)學模型,其C程序可以在1~2秒鐘內求解得出給定發(fā)電功率下使資源消耗最低的最佳循環(huán)水量,能夠為機組的在線優(yōu)化運行提出合理建議。這里,資源消耗包括燃料費、水費和排污費。編程練習一的資源消耗數(shù)學模型符合汽輪機原理的有關定性結論,其微機程序給出的優(yōu)化結果符合運行常識,學生得到了達到或接近實用水平的訓練。
編程練:考慮更多因素的單元機組冷端優(yōu)化設計參數(shù)?!痘鹆Πl(fā)電廠水工設計技術規(guī)定》指出,新建火力發(fā)電機組,要根據(jù)當?shù)貧庀髼l件變化規(guī)律和循環(huán)水管道系統(tǒng)布置方案,對于冷端設計參數(shù)(凝汽器換熱面積、循環(huán)水量、冷卻塔淋水面積、凝汽器管材規(guī)格、凝汽器管長度、循環(huán)水管道規(guī)格、循環(huán)水泵揚程、循環(huán)水溫度)在一定的變化范圍內進行多方案的優(yōu)化計算。但是,目前火力發(fā)電設計單位沒有包含上述多變化因素的優(yōu)化計算方法和微機程序,手工進行優(yōu)化計算又難以達到要求。為此,本練習建立了全面的單元機組冷端優(yōu)化設計數(shù)學模型,考慮到有離散變量,采用枚舉法求解,編制調試了Auto Lisp實用程序,計算結果符合正常規(guī)律,優(yōu)化計算時間為1.5~2小時,為火力發(fā)電設計單位提出一個合理可行的優(yōu)化設計工具。
三、“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程教學改革
教學方法和教學手段是實現(xiàn)教學目標,落實人才培養(yǎng)模式,提高教學質量的直接、具體實施環(huán)節(jié),也是“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程教學改革的重頭戲。
第一,開展研究性學習,提高工科學生素質。課程組在指導學生完成編程作業(yè)的教學過程中,鼓勵學生探究解決實際問題的思維過程,鼓勵學生進行研究性學習,提高學生獨立深入思考的能力和習慣。
第二,建設課程教學網(wǎng)站。在“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程現(xiàn)有QQ群的窗口內擴建成課程教學網(wǎng)站,內容包括教學大綱、授課計劃、教案、推薦教材、參考教材、參考文獻、動態(tài)習題集、QQ在線答疑。教學網(wǎng)站內容與課程組教師授課內容一致,課程組教師也使用相同的授課計劃和教案,于是,教學網(wǎng)站的投入使用,不但方便了學生,也擴大了課程組的教學容量。
第三,將培養(yǎng)學生思維能力和應用能力放在教學目標的第一位。對主要方法,要講清思維本質、應用原則與其他方法的聯(lián)系,要強調方法的科學性和靈活性等。教學中要特別注意引導學生抓住對所學知識的閱讀、理解、分析和總結環(huán)節(jié),勤于動腦和動手,提高計算的準確性,推理的邏輯性和表達的數(shù)學性。
第四,開發(fā)應用CAI課件,邁出教學手段現(xiàn)代化的步伐。
第五,通過教學改革,使學生受益。根據(jù)個體學生的不同類型,學生受益可以從以下兩個方面分析:其一,綜合性實用性的規(guī)劃教材、隨時可用的教學網(wǎng)站、老師實時在線的親切感覺,為積極向上、勤奮好學的學生創(chuàng)建了良好的、溫馨的自主學習環(huán)境;其二,對于死記硬背、不習慣于研究學習的學生,動態(tài)習題集是通過考試的捷徑。
四、結論
通過對“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程設置的目的、師資隊伍的建設、教學內容和教材的改革和建設以及教學方法和手段的改革等進行分析,得到如下結論:
“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程的設置主要為了使學生掌握火力發(fā)電廠節(jié)能減排的理論基礎,同時也為具有綜合素質的復合型技術人才的培養(yǎng)提供理論支撐,對該課程建設和教學改革是非常必要的。
“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程建設的內容包括師資隊伍建設、教材建設、理論教學與實踐訓練并重,注重理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學生的實踐能力。
在教學方法改革方面采取了研究性教學、網(wǎng)絡輔助教學等方法,并引進了多媒體、QQ群答疑等現(xiàn)代化教學手段,取得了良好的效果。
“熱能系統(tǒng)分析與優(yōu)化”課程的建設和改革為熱能與動力工程專業(yè)的發(fā)展和其他類似課程的建設提供了思路。
參考文獻:
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1 火電廠能源審計技術和方法
在實踐中,各類學科都在發(fā)展自己的方法,逐步建立和完善適合于本學科的認識和研究方法體系?;鹆Πl(fā)電廠能源審計是一門新興的交叉學科,也需要建立系統(tǒng)完整的評價指標和研究方法體系。根據(jù)《熱力發(fā)電廠》和《審計學》的原理,火力發(fā)電廠能源審計可以描述為:火力發(fā)電廠能源審計是依據(jù)國家有關的節(jié)能法規(guī)和標準,應用熱力發(fā)電廠原理和審計學方法,對火力發(fā)電廠的能源轉換和利用的物理過程、財務過程和管理過程的合理性、合規(guī)性、經(jīng)濟性和潛力進行調查、分析和評價,屬于技術性專項審計。
從傳統(tǒng)審計學角度,審計方法是實施審計工作的模式、程序、手續(xù)、措施和手段的總和,涵蓋了審計管理方法、審計取證方法和取證的技術手段?;鹆Πl(fā)電廠能源審計在審計分類上屬于企業(yè)內部審計,在審計性質上屬于技術審計的范疇,是傳統(tǒng)審計科學的工程化,見圖1。
研究火力發(fā)電廠能源審計的方法論體系必須注重能源審計的實務和操作性。在火電廠能源審計的實務工作中,從火力發(fā)電廠的能源轉換和利用的物理過程、財務過程和管理過程3個方面切入,可以把火電廠能源審計方法具體分為:考察物理過程,依托熱量法、作功能力法等以技術為基礎的熱力學方法;考察財務過程,依托以賬戶為基礎的會計系統(tǒng)的審閱法、核對法等會計學方法;考察管理過程,依托以制度為基礎的內部控制檢查法、對比法等管理學方法。
2 火電廠能源審計程序及內容
2.1 火電廠能源審計程序
審計學認為,審計程序是確定審計方法的前提,是使審計工作能夠按照科學合理的軌跡有序運轉的保證。只有先確定出科學、合理和規(guī)范的程序,審計人員才能選定適用的審計方法,高效地實施審計和實現(xiàn)審計目標。不同類型的審計有不同的審計程序。研究審計程序需要解決3個問題:審計程序的一般規(guī)律、影響審計程序制定的制約因素和不同類型審計程序的特點?;鹆Πl(fā)電廠能源審計主要運用審計學中關于行業(yè)審計與專項審計的基礎審計理?;鹆Πl(fā)電廠能源審計主要運用審計學中關于行業(yè)審計與專項審計的基礎審計理論,對火力發(fā)電廠能源轉換和利用的專門事項開展節(jié)能分析工作?;鹆Πl(fā)電廠能源審計根據(jù)審計目標不同,可分為初步能源審計、重點能源審計和詳細能源審計3類;根據(jù)審計實施主體不同,分為實施基本項的企業(yè)內部能源審計、實施規(guī)定項的社會(行業(yè))能源審計、實施選擇項的政府能源審計3級。綜合有關能源審計的研究成果,雖然火力發(fā)電廠能源審計有不同類型和分級要求,相應的審計程序會有差異,但也有共同的步驟,可以歸納為l2個環(huán)節(jié),詳見火力發(fā)電廠能源審計程序,如圖2所示。
2.2 火電廠能源審計內容
針對上文所述,火電廠能源審計關注的是火力發(fā)電廠能源轉換以及利用的物理過程、財務過程和管理過程的合理性、合規(guī)性、經(jīng)濟性和潛力等目標,應用熱力發(fā)電廠、審計學等原理分析其合理性;根據(jù)與節(jié)能減排相關的法律規(guī)定、政府監(jiān)管機構制定的監(jiān)管規(guī)則、行業(yè)標準化中心制定的行業(yè)導則以及各大發(fā)電集團制定的內部規(guī)章制度等考察其合規(guī)性;評價其用較少的投入獲得較大的成果帶來的經(jīng)濟性;分析存在于企業(yè)內部不容易發(fā)現(xiàn)或發(fā)覺的能力,挖掘其潛力,構成火電廠能源審計實務的核心內容?;痣姀S能源審計實務具體包括:
(1)立項。包括確定火力發(fā)電廠能源審計任務;擬定火力發(fā)電廠能源審計工作計劃;成員組成和分工;必需的設備與儀器等技術條件。
(2)數(shù)據(jù)采集。確定火力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)及測點;火力發(fā)電廠能量平衡方框圖、能流圖的計算及其數(shù)據(jù)采集;查閱能源數(shù)據(jù)臺賬、主要參數(shù)報表和有關數(shù)據(jù)信息。
(3)調查測試。火力發(fā)電廠能源審計調查大綱;火力發(fā)電廠的用能概況、能源管理現(xiàn)狀;必要的能源檢測以及確定重點等。
(4)能量平衡計算?;鹆Πl(fā)電廠的能源計量及統(tǒng)計狀況;火力發(fā)電廠能源消費指標(如供電煤耗率、水耗率等)計算分析;火力發(fā)電廠能量平衡和分析。
(5)能源物理過程分析。鍋爐熱力系統(tǒng)、管道熱力系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機組熱力系統(tǒng)和輔助生產系統(tǒng)的能量平衡分析;主要設備或系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性分析。
(6)能源財務過程分析?;鹆Πl(fā)電廠能源成本指標計算分析;火力發(fā)電廠電、熱產品財務成本指標分析;火力發(fā)電廠能源消耗、價格、成本數(shù)據(jù)核定,以及小機組發(fā)電量指標交易補償?shù)墓?jié)能量等。
(7)能源管理過程分析。按國家或行業(yè)標準檢查能源管理、計量、統(tǒng)計等的合規(guī)性。通過火電力發(fā)廠節(jié)能潛力的計算分析,與國內外同類型電廠的先進水平作對比,改進能源管理,完善內部控制,提高技術維護水平,健全管理制度。
(8)能源審計報告。提出火力發(fā)電廠能源審計報告是本項工作的標志性成果,要按照規(guī)定格式編寫火力發(fā)電廠能源審計報告,主要內容有能源審計概況、依據(jù)、結論、決定、從管理和技術途徑提出建議以及必要的附件說明。
(9)制定整改措施。根據(jù)火力發(fā)電廠能源審計報告提出的意見和建議,制定整改措施。
(10)無/低成本項目。通過能源審計,可以確定的無成本/低成本節(jié)能技術項目優(yōu)先實施,有的應該即知即改。
(11)重大項目?;鹆Πl(fā)電廠重大節(jié)能技術改造項目是節(jié)能的根本措施,要進行可行性分析、環(huán)評分析以及提出進度表等。
(12)能源審計回訪。為保證能源審計效果,檢查和回訪火力發(fā)電廠能源審計報告的落實情況是必要的,可以參照后續(xù)審計的準則進行?;鹆Πl(fā)電廠能源審計工作的質量取決于能源審計工作底稿的質量。根據(jù)中國內部審計協(xié)會2003年6月的內部審計基本準則第4號關于審計工作底稿的定義,能源審計工作底稿應該是審計過程中形成的工作記錄,是聯(lián)系審計證據(jù)和審計結論的橋梁?;鹆Πl(fā)電廠能源審計底稿類似于節(jié)能減排專項工作的熱力計算書、調研分析報告、熱力測試報告等,是火力發(fā)電廠能源審計工作報告的基礎。
3 火電廠能源審計報告體系
一般審計方法是在審計過程中,審計人員根據(jù)所確定的審計目標和可支配的審計資源,針對具體的審計事項取得具有充分證明力的審計證據(jù),依據(jù)審計證據(jù)去證實審計事項與審計依據(jù)的相符程度,就審計事項的性質作出審計結論,并將審計結果傳達給企業(yè)。火電廠能源審計是針對火力發(fā)電廠生產過程的經(jīng)濟運行水平、能源管理現(xiàn)狀以及節(jié)能潛力分析所開展的專門檢查和評價。根據(jù)火電廠能源審計任務,運用國家或行業(yè)相關標準,獲取在火電廠能源審計規(guī)定期限內相關的技術數(shù)據(jù)、文本文件,或進行必要的檢測,可以通過“三圖三表一報告”技術分析體系,實現(xiàn)火電廠能源審計目標。“三圖三表一報告”是開展火電廠能源審計的簡捷評價方法和實現(xiàn)途徑。具體為,繪制火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)圖、火力發(fā)電廠能量平衡方框圖、火力發(fā)電廠能流圖;編制火力發(fā)電廠能源統(tǒng)計表、火力發(fā)電廠能量平衡表、火力發(fā)電廠能源財務分析表以及火力發(fā)電廠能源審計報告。
(1)火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)圖是熱力發(fā)電廠實現(xiàn)熱功轉換熱力部分的工藝過程圖,有原則性和全面性之分?;痣姀S能源審計以全廠原則性熱力系統(tǒng)圖為基礎,相應的火力發(fā)電廠能量平衡方框圖為依據(jù),完成火力發(fā)電廠能源統(tǒng)計表、火力發(fā)電廠能量平衡表以及火力發(fā)電廠能源財務分析表的編制,計算并繪制火力發(fā)電廠能流圖,最終完成火力發(fā)電廠能源審計報告。
(2)火力發(fā)電廠能量平衡方框圖。清晰、簡明地表示火力發(fā)電廠生產過程,繪制熱平衡、電平衡、水平衡方框圖,或能源審計期限內的能源平衡網(wǎng)絡圖。
(3)火力發(fā)電廠能流圖。根據(jù)熱力發(fā)電廠原理,通過計算,繪制出與動力循環(huán)能量轉換、傳遞和利用物理過程一致的火力發(fā)電廠熱流圖和質流圖。
(4)火力發(fā)電廠能源統(tǒng)計表。能源統(tǒng)計是開展火力發(fā)電廠能源審計的基礎性工作,按照統(tǒng)計學原理,圍繞火力發(fā)電廠能源審計任務,設計統(tǒng)計指標體系,按能耗分類采集數(shù)據(jù),確定能量單位及其換算方法,編制火力發(fā)電廠能源統(tǒng)計表。
(5)火力發(fā)電廠能量平衡表?;鹆Πl(fā)電廠能量平衡是以火力發(fā)電廠為對象,研究各類設備的能源收入與支出平衡、消耗與利用以及損失的數(shù)量平衡,并進行定性與定量分析,依據(jù)DL/T606《火力發(fā)電廠能量平衡導則》的規(guī)定設計表格,進行熱平衡、電平衡、水平衡計算與分析,計算技術經(jīng)濟指標,編制能量平衡表。
(6)火力發(fā)電廠能源財務分析表。根據(jù)會計學原理,火力發(fā)電廠能源財務分析是關于火力發(fā)電廠能源管理、電量和熱量交易及其資金流的收支平衡和計算的事務。設計的能源財務分析表要包含購入能源消耗(實物)費用、產值能耗及能源成本分析、企業(yè)自用能源費用、能源單價以企業(yè)平均結算價計算等內容。
(7)火力發(fā)電廠能源審計報告?;鹆Πl(fā)電廠能源審計報告的主要內容有,火電企業(yè)能源管理、能源統(tǒng)計的體系和制度;火電企業(yè)節(jié)能管理與技術措施;能源利用效果評價,存在的主要問題及節(jié)能潛力分析,節(jié)能技術改造的財務分析和合理化建議等?;鹆Πl(fā)電廠能源審計,要盡可能利用電力企業(yè)已有的相關數(shù)字化技術平臺實現(xiàn)計算機能源審計。
關鍵詞:發(fā)電廠;凝結水泵變頻器;節(jié)能改造
1 發(fā)電廠凝結水泵變頻器節(jié)能改造前的情況
一般情況下,發(fā)電廠凝結水系統(tǒng)的工作流程為:凝汽器冷卻-熱井-凝結水泵-精處理設備-相關設備組低加-除氧器。而發(fā)電廠為了降低其工質損失,也都會采取相應的控制措施,但是卻還是無法取得較好的循環(huán)效果,要想確保循環(huán)過程的高效穩(wěn)定,還必須人工進行補充。在凝汽器中繼續(xù)補充水,同時調節(jié)水量時必須考慮到除氧器水位和熱井水位這兩大因素,雖然卻是提高了熱循環(huán)的經(jīng)濟效益,但是也加大了機組水位調節(jié)的復雜程度。
通常調節(jié)凝結水泵的流量時,我們選擇擋板式的調節(jié)方式,這種方式無法有效的改變驅動源的輸出功率,既浪費了大量的電源,同時也產生了很大的節(jié)流損失,這就直接導致了我國發(fā)電企業(yè)的十分高的生產成本。另外,在機組啟動的過程中,沖擊電流也是要遠大于正常的電流的,同樣也會對機組設備造成一定的損害。在進行節(jié)能改造前,作為反應電機內部相間的短路故障,在出現(xiàn)短路的問題時,大型機電差動保護會保護可靠動作,所以其必須與保護區(qū)外相鄰元件保護在動作值和動作時緊密的配合,這就出現(xiàn)故障時就可以做出即時的反應了。變頻器節(jié)能改造之前,差動保護在兩側會出現(xiàn)明顯的差流,如果這個差流值大于保護整定值,那么就會出現(xiàn)差動保護誤動作,此時差動保護就無法滿足電機相間短路的要求了。
2 發(fā)電廠凝結水泵變頻器的改造原理
在對凝結水泵變頻器進行改造之前,我們必須妥善的解決以下幾個問題:首先,必須嚴格的管控設備安裝的位置和設備室,確保其內部是有足夠的空間的,這對日后的維修和保養(yǎng)工作也是十分有利的;其次,要保證整體設備具有良好的運行環(huán)境,必須是沒有任何雜物和灰塵,在熱交換的過程中還要防止雜物進入到變頻器中,從而為電廠帶來不必要的經(jīng)濟損失。
確定最終的改造方案之前,應先詳細分析凝結水泵設備的特點,之后再進行設備設計的工作。而如果凝結水泵是在較低的負荷下進行工作時,我們必須保證凝結水母管的壓力值是出于正常的狀態(tài)的,這樣才能保證提供給低壓旁路的減溫水、汽輪機低壓軸封的減溫水、低壓噴缸的減溫水以及水泵機械設備的密封水都是足夠的;在設計新方案的過程中,應協(xié)調并且控制好除氧器水位、凝汽器水位以及凝汽器母管壓力等參數(shù)值。在經(jīng)過充分的實踐驗證后,我們確定了將凝結水泵的轉速控制系統(tǒng)、凝結水整閥門控制系統(tǒng)和補充水閥門控制系統(tǒng)設置為控制系統(tǒng),這樣就充分的提高機組運行的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性,同時也保證了凝汽器水位、凝結水母管的壓力以及除氧器的水位等參數(shù)都處于最佳的工作狀態(tài)。
對于解決凝結水泵電機保護這一問題,我們應重點解決差流誤動的問題,建議將差動電源側TA轉移到變頻器出線側的位置處,這樣也就方便了電機兩側在變頻后的電流進行比較。如果沒有采用保留差動保護這一方法,還可以選擇安裝相應的高壓變頻裝置這一方法,比如說可以安裝MAXF高壓變頻裝置等設備。
3 發(fā)電廠凝結水泵變頻器的改造成果
3.1 凝汽器的水位控制
作為非常重要的反饋信號,凝汽器的水位值能夠有效的減小凝汽器的水位波動情況,另外,在補充水的過程中,控制器也能夠在充分考慮所采集到的凝結水流量和凝汽器水位等參數(shù)值的基礎上,準確的控制補充水閥門,這樣也就更有效的控制了整個熱循環(huán)系統(tǒng)的運行。
3.2 除氧器的水位控制
在機組運行時,控制器在考慮到系統(tǒng)反饋信息以及凝結水母管壓力的控制模式的基礎上,將變頻自動的控制方式分為滑壓控制和定壓控制兩種方式,并且借助于設備的按鈕對其進行準確的調制。而要想取得最佳的節(jié)能減排的效果,我們還應在定壓的環(huán)境中對改造完成的凝結水泵進行檢測,建議其工作過程應是以滑壓的方式完成的。在控制器工作的過程中,其能夠將水流量的變化情況轉化為信息向系統(tǒng)反饋,如果除氧器的水位與給定的水位有偏離,那么控制器就會及時的調節(jié)凝結水泵的轉速,保證除氧器的水位處于正常的工作值。
3.3 凝結水母管的壓力控制
為了最大限度的提高控制系統(tǒng)的實時性和工作效率,我們還應將凝結水母管的壓力值作為反饋的信號,控制器會對這些反饋的信號進行詳細的分析并做出準確的判斷,之后會控制凝結水母管調整閥門,取得最佳的水流速度,從而取得了理想的節(jié)能減排的效果。
4 發(fā)電廠凝結水泵變頻器改造后的節(jié)能分析
在工頻運行的過程中,水泵主要是借助于調節(jié)閥門來控制水量的大小從而符合工藝方面的實際需求,但是如果系統(tǒng)始終是在高水壓的情況下工作,那么一旦系統(tǒng)末端的需求量出現(xiàn)變化,就會大大的降低了系統(tǒng)的工作效率,同時也極大的造成了電能資源的浪費,系統(tǒng)在高水壓的狀態(tài)下工作時,維修和保養(yǎng)等多項費用都會有所提高。而在我們對凝結水泵變頻器進行節(jié)能改造后,就有效了解決了這一問題,在對實驗數(shù)據(jù)進行整合和計算的過程中,如果一臺機組設備每一年的發(fā)電量按照6.5億千瓦?時來計算,只需要兩年便可以收回投入的成本,大大的增加了發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟效益。
而同時如果采用了變頻器后,我們還能夠實現(xiàn)機組設備軟啟動的過程,還能夠有效的降低電流沖擊對設備造成的損傷,也保證了電機設備運行的安全性和穩(wěn)定性。另外,凝結水泵變頻器進行了節(jié)能改造后,也大大的降低了后續(xù)的對機組設備的維修費用和更換的費用,為企業(yè)節(jié)約了很大一筆資金。采用變頻器后,能夠保證凝結水泵的加減速特性曲線和電機轉速的變化曲線是一致的,在軸承上就不再有應力負載作用了,大的延長了軸承的使用壽命,減速了對機組設備的維修和保養(yǎng)的費用。
5 結束語
通過以上的論述,我們對發(fā)電廠凝結水泵變頻器節(jié)能改造前的情況、發(fā)電廠凝結水泵變頻器的改造原理、發(fā)電廠凝結水泵變頻器的改造成果以及發(fā)電廠凝結水泵變頻器改造后的節(jié)能分析四個方面的內容進行了詳細的分析和探討。在對發(fā)電廠凝結水泵變頻器進行節(jié)能改造后,取得了非常理想的節(jié)能減排的效果,并且也實現(xiàn)了電機設備的軟啟動的功能,降低了沖擊電流對機組設備所造成的損傷,有效的減少了勞動力方面的投入。發(fā)電廠采用變頻技術后,大大的提高了電廠的生產效益,同時還可以較快的收回更換設備以及維修設備所投入的成本。現(xiàn)階段,社會的不斷發(fā)展也對技術改革提出了更高的要求,因此,相關的技術人員也應大膽的進行創(chuàng)新,力爭創(chuàng)造出性能更佳、效率更高并且更加可行的電力設備系統(tǒng)。
參考文獻
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[2]王邦群.火電廠凝結水泵各種調節(jié)方式耗電特性的計算[J].寧夏電力,1999.
[3]張宇.淺談凝結水泵的變頻改造和性能分析[J].科學之友,2011.
【關鍵詞】電力企業(yè);碳配額;歷史法;基準法
0 引言
面對國際氣候談判壓力和國內轉變經(jīng)濟增長方式的需要,國家制定了到2020年國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的目標。2013年深圳、北京、廣東、上海、天津率先建立碳排放交易試點,標志著我國碳排放權交易正式啟動,作為一種減排機制,其目標是以市場手段實現(xiàn)減排成本的最小化。如何在一個國家的內部公平地分配碳排放權成為一個非常重要的問題[1]。根據(jù)科斯定理,在實際交易成本不為零、市場勢力廣泛存在的市場條件下,二氧化碳排放權的分配量作為構建碳排放交易制度的基礎,會影響碳市場的運行效率。如何公平有效的發(fā)揮碳市場機制鼓勵減排行為,減少二氧化碳的排放,碳配額的分配量是碳市場機制設計有效性的先決條件。借鑒《京都議定書》下的三種靈活機制之一的排放交易(ET),以及全球最成熟的歐盟EU-ETS市場,各試點對碳配額分配計算方法進行了一系列的探索和創(chuàng)新。
1 試點省市配額的計算方法
試點省市分配配額的計算方法大致分兩種,一是歷史法,二是基準法。歷史法是最常用的計算方法,設定過去一段時間或某一年為基準年,以基準年期間的歷史碳排放數(shù)據(jù)為依據(jù)計算控排企業(yè)的配額分配量。基準法就是先設定一個行業(yè)基準值或標桿值,可以是行業(yè)內的平均排放量、燃料消耗量或單位生產產量。電力企業(yè)的基準值是指碳排放強度,熱電聯(lián)產企業(yè)一般將供熱量乘以默認的轉化系數(shù)折算成發(fā)電量,也有試點如北京將發(fā)電和供熱排放強度分開計算,并稱基準值為行業(yè)二氧化碳排放先進值。較典型的基準法是基于“最佳實踐”原則,就是將不同企業(yè)(設施)同種產品的單位產品碳排放由小到大進行排序,選擇其中前10%位(不固定,也可選30%位或行業(yè)平均值)作為基準線。另一種比較簡化的原則是基于“最佳可獲得技術”,即根據(jù)企業(yè)(設施)可獲得的最優(yōu)技術確定單位產品(產值)基準線。
各試點均將既有設施和新建設施分開規(guī)定,也有將不同類型的電廠分開規(guī)定不同的計算方法,對其總結如下:
表1 各試點電力企業(yè)配額分配計算方法
對既有設施,廣東的熱電聯(lián)產機組及資源綜合利用發(fā)電機組、北京和天津的所有類型機組采用歷史法,廣東的純發(fā)電機組、深圳和上海的所有類型機組采用基準法,對于新建設施,試點大都采用基準法計算配額。
湖北采用歷史和基準線混合法,當企業(yè)年度實際發(fā)電量超出或低于基準年平均發(fā)電量50%的,向企業(yè)補充事后調節(jié)配額量,超出的發(fā)電量乘以標桿值就是需要向企業(yè)增發(fā)的配額,低于的發(fā)電量乘以企業(yè)當年的碳排放強度就是向企業(yè)收繳的配額,其中純凝火電廠標桿值是2011年位于第50%位納入火電企業(yè)的碳排放強度值,熱電聯(lián)產標桿值等于企業(yè)當年的碳排放強度。
重慶市進行了更加特別的創(chuàng)新,既不是歷史法也不是基準法,而是保證重慶市年度配額總量控制目標完成的情況下,以企業(yè)自主申報量為基礎調整分配量的方法。第一,自主申報量之和小于年度配額總量,其年度配額按申報量發(fā)放。第二,自主申報量之和大于年度配額總量,首先確定每個企業(yè)的分配基數(shù),當企業(yè)申報量超過歷史最高排放量(2008-2012年),分配基數(shù)等于申報量與最高量的算術平均值,如果低于歷史最高量,分配基數(shù)等于申報量;若所有企業(yè)分配基數(shù)之和低于年度配額總量,按分配基數(shù)分配配額,反之,以年度配額總量為基數(shù),分配基數(shù)所占比例為權重分配配額。
2 試點省市配額的主要計算方法的比較
2.1 歷史法
采用根據(jù)基準年的碳排放數(shù)據(jù)為基數(shù)分配初始配額的方法,不利于前期做出減排努力的企業(yè),分配的初始配額較少,而對基準年排放量大、能效低的企業(yè)將分配更多的初始配額,未來減排空間足夠大,更容易完成年度配額下降指標,造成了不公平的分配,不利于激勵企業(yè)的節(jié)能減排行為。
另一方面,基準年的選取對企業(yè)的配額分配有較大影響,試點所選基準年涵蓋范圍為2008-2012年。近幾年,隨著中國經(jīng)濟增速的下滑,主要高耗能行業(yè)例如鋼鐵、電力等生產停滯不前,電力企業(yè)生產負荷率大幅度下降,很多電廠只有50%的生產負荷率,基準年期間的排放量偏低,初始配額分配較少,一旦經(jīng)濟形勢好轉,企業(yè)高負荷甚至滿負荷運行,將出現(xiàn)部分即使努力做出減排技術改造仍無法履約的情況。面對發(fā)展中國家經(jīng)濟增長的必然趨勢,以及過程中出現(xiàn)的外部經(jīng)濟環(huán)境波動給生產帶來的臨時沖擊,如何對基準年進行較為合理的設計成為重要的研究課題。有些試點針對基準年期間產量的顯著差異或碳排放邊界的變化做了特殊的規(guī)定。湖北規(guī)定有新建項目或有改造使產能顯著擴大的,基準年從發(fā)生產能變化的次年至2011年;如果期間數(shù)據(jù)缺失,或持續(xù)發(fā)生重大產能變更,導致數(shù)據(jù)無法體現(xiàn)企業(yè)當前產能水平,基準年為2011-2012年平均或2012年;若期間有停產檢修的,其年度碳排放量根據(jù)實際月均碳排放量乘以12予以修正。上海規(guī)定2009-2011年每年排放量增長超過50%,允許使用最近一年的數(shù)據(jù)。像EU-ETS將碳排放交易市場分三階段實施,每一階段建議成員國不用前一階段的歷史數(shù)據(jù)分配配額[2]。還有些國家允許將其中碳排放量最低的年份數(shù)據(jù)去掉。
為進一步完善配額分配量的計算,以歷史排放量為基數(shù),在其后乘以多項調整因子或特殊系數(shù)。中國試點省市分為兩類:一是,企業(yè)修正系數(shù):如上海的負荷率修正系數(shù),燃氣電廠取1,燃煤電廠根據(jù)電廠機組性能及年均負荷率確定,但未公布細節(jié),這是考慮當電廠高負荷運行時,以協(xié)調過低的初始分配配額與未來實際排放量較大增長的矛盾。二是,行業(yè)減排系數(shù):如北京的控排系數(shù),燃氣電廠每年為100%,燃煤電廠逐年下降0.2%,分別為99.9%、99.7%和99.5%。但企業(yè)的初始配額分配仍絕大部分取決于基準年期間的歷史排放,各類修正因子的作用十分有限。
碳減排初期推行歷史法計算碳配額,方法比較簡單,只需調查清楚電廠的歷史排放情況,可操作性強,各控排企業(yè)更容易理解,執(zhí)行和交易成本較少,配合度較高,有利于快速推動碳排放交易市場的建立和運行,同時也讓企業(yè)在前期有更長的緩沖期適應碳市場規(guī)則。
2.2 基準法
基準線法對于前期已作節(jié)能減排的控排企業(yè)更有利,基準值是某個行業(yè)居于領先地位或前位的企業(yè)的碳排放強度值,如果企業(yè)自身的碳排放強度低于行業(yè)基準值,差值部分就是企業(yè)從配額交易中獲利的基礎,企業(yè)的碳排放強度越低,獲利越多,有利于激勵企業(yè)的節(jié)能減排行為。而對于那些落后產能的企業(yè),碳排放強度高于行業(yè)基準值,高出的部分需要企業(yè)額外付出成本購買,不管是研發(fā)和引進清潔技術還是進行節(jié)能減排改造,必能促使高耗能高排放企業(yè)為了減少二氧化碳排放做出努力。這是基準線法設計的初衷,選取能科學合理的反映整個行業(yè)的現(xiàn)狀水平的基準值成為重中之重。
基準值法首先需要制定一個分類標準,對于電力行業(yè)來說,是按照機組類型標準、裝機規(guī)模標準、能源消耗類型、產品類型標準,還是更加精細的標準,如機組的冷卻方式標準、純凝機組還是供熱機組等。首先分類層級的多少決定了基準值的差異大小,企業(yè)由此獲得配額也有天壤之別,如果分類和制定不當,極易造成企業(yè)利益的不均衡和碳市場的混亂,所以質量要求更高,過程更加復雜,需要更長時間的實踐積累;其次,基準值分類標準越多,雖對廣大不同類型企業(yè)更具適用性,但分類過細,不能激勵節(jié)能落后企業(yè)向處于行業(yè)領先或前位的企業(yè)看齊。同一電力行業(yè),各試點劃分的等級不同,即使同一等級,基準值也有地區(qū)差異。如上海按照燃煤/燃氣、超超臨界/超臨界/亞臨界、裝機容量(300-1000MW)從2013年至2015年每年分為7個等級,除燃氣機組每年基準值相同,其它分級標準逐年下降0.5%。廣東與上海相似,不同的是對于300MW及其以下燃煤機組按照是否循環(huán)流化床機組分類,燃氣電廠按照390MW及390MW以下分兩級,共分為10個等級。即使與上海同一分類標準基準值也不相同,如600MW燃煤超臨界機組,廣東和上海基準值分別為865gCO2/KWh、795.4gCO2/KWh。北京的基準值劃分差別更大,將電力行業(yè)按供熱和供電分開規(guī)定,供電機組又分為供電E級0.3、F級
基準線法非常適合新建設施,因沒有歷史數(shù)據(jù)參考,新設施在設計之初就將已經(jīng)確定的基準線考慮進來,確定配額數(shù)量。無論是既有設施還是新建設施,一旦基準線確定下來,每年的碳配額計算和發(fā)放操作起來也很簡便,只需將企業(yè)的發(fā)電量或供熱量乘以基準值即可計算出企業(yè)的配額量。
2.3 歷史和基準線混合法
試點省市只有湖北采用了混合法,配額分配包括兩部分,一是采用歷史法計算所得基準年期間排放量的50%,二是采用基準線法計算年度實際發(fā)電量超出或低于歷史年均發(fā)電量50%的部分配額量。這種方法結合了兩種方法優(yōu)缺點,既給前期做出減排努力能效水平高的企業(yè)一定的獎勵,又給部分企業(yè)較為寬裕的資金和時間適應碳市場交易規(guī)則,但這種方法相對較復雜,可供參考借鑒的經(jīng)驗較少,在碳交易體系建設初期操作較有難度。
3 小結和建議
各試點省市碳配額計算采用了歷史法、基準法及混合法,或者像重慶制定更大膽的創(chuàng)新的方法,采用每年總量控制目標下的企業(yè)自主申報再調整方式,但風險較大,因素不可控,能否保護減排優(yōu)勢企業(yè)、維護碳市場健康有序的運行有待實踐的檢驗。設計適當?shù)呐漕~計算方法不僅要考慮是否能代表絕大多數(shù)控排企業(yè)的真實排放水平,還要考慮各種復雜因素,比如數(shù)據(jù)是否可得、企業(yè)是否容易掌握操作、是否有利于初期碳市場的建立等,這是一個復雜的過程。雖然目前各試點公布了配額的計算方法,但有些試點具體的執(zhí)行操作方法并不清晰,很多計算因子的取值模糊不清或者并未公布,單個企業(yè)所得配額多少以及計算過程也未公開,不利于企業(yè)的公平競爭和社會的監(jiān)督。試點省市碳配額的分配計算方法關系到碳交易市場的良性有序發(fā)展,當控排企業(yè)這一交易主體獲得代表其真實排放水平的配額,有利于市場的健康穩(wěn)定運行,推動各企業(yè)共同向節(jié)能減排的方向努力。
碳市場的建立初期大多采用更為控排企業(yè)接受的歷史法,但由于選取不同的基準年和修正系數(shù)造成采用歷史法得出的結果也不同,單一的歷史法很難滿足中國工業(yè)生產的多元化需求,而且歷史法不利于激勵控排企業(yè)的節(jié)能減排行為,不適合長期作為配額分配計算方法使用。由于電力行業(yè)產品比較簡單,只生產電力和熱力兩種產品,并有一套比較健全的數(shù)據(jù)監(jiān)測和統(tǒng)計系統(tǒng),能極大的滿足碳計量體系的要求,相對別的行業(yè)較容易確定基準值,另外基準值法的分配思路與碳市場建立的初衷吻合,均是為了鼓勵減排績效好的企業(yè),促進高耗能高排放企業(yè)向低耗能低排放努力。預計未來政府將主要采用基準值法作為電力行業(yè)配額計算的方法,但是建立具有地區(qū)差異的基準值標準,還是充分考慮公平機制制定全國統(tǒng)一的基準線,還需要分析利用已獲得的歷史數(shù)據(jù)和試點經(jīng)驗,設計一個較為合理的分級標準的基準值。而隨著科學技術的進步,以及各項標準制定的日益嚴格,行業(yè)的技術水平也將逐步提高,電廠會基于此被動做出有利于減排的工作,基準線水平的上調幅度也將在此基礎上進一步調整,鼓勵電廠做出一些額外的減排工作,從而實現(xiàn)碳交易市場建立的初衷。
【參考文獻】