低热值煤发电类项目在节能和资源循环利用 方面的措施

发表时间:2020/6/29   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:张元军 罗延林
[导读] 摘要:现阶段,社会进步迅速,我国的各行各业的发展也有了很大的改善。
        (贵州华电桐梓发电有限公司  贵州省遵义市  563200)
        摘要:现阶段,社会进步迅速,我国的各行各业的发展也有了很大的改善。发电企业应该找出导致能源消耗和环境污染的根本因素,从节能提升和能效管理方面,采取针对性措施来解决这些问题,从而实现电力行业的可持续发展。当前发电企业节能提升方面存在的主要问题是火电结构问题较为显著,节能技术水平比较落后和节能与能效运行管理不到位。提升节能与能效管理水平的重要策略是优化火电结构,发展清洁煤发电技术,发电热电联产,大力推广冷热电三联供技术。提升发电企业的节能管理水平的有效路径是加强机组的优化运行管理和发电企业的自律管理,并通过实施合同能源管理,减少企业节能成本。
        关键词:低热值煤发电类项目;节能;资源循环利用方面;措施
        引言
        我国是煤炭大国,随着原煤生产和入洗总量的增加,排放的煤矸石、洗矸、煤泥量持续增长,造成的环境影响越来越大,解决这一问题的难度也大幅提高。目前,热值在1254kJ/kg以下的煤矸石,主要通过填坑筑路、塌陷区治理、土地复垦、井下充填等方式进行处理。对于热值大于5016kJ/kg的煤矸石,发电是对其综合利用的最有效途径,通过发电回收热值,同时对产生的灰渣进行综合利用。发展煤矸石等低热值煤综合利用发电的主要优点包括可实现低热值煤资源就近高效转化,提高煤炭资源利用效率,对保护土地资源、避免运力浪费具有积极作用,可以大幅降低煤矸石、煤泥堆存对矿区生态环境的影响。
        1燃料智能化管理与控制技术
        火电厂中燃料是保证电厂安全生产的主要内容,是发电厂最大的可变成本,也是火电厂经营的最大风险。对燃料全过程的合理、高效的管控有助于电厂降低燃料成本,可以显著的提高电厂的利润收益。因此智能化管控被广泛应用到电厂燃料全过程管理当中。燃料智能化管理模式流程环节较多,人为因素不可忽略。燃料数据真实有效是整个燃煤管理过程中的核心,牢牢把控住这个核心才能科学掺烧和经济采购,进而有利于降低劳动强度。最终实现劳动效率和经济效益的提高,增加发电企业的核心竞争力。智能化的燃料管理系统主要有五大目标:一是入厂煤计量过程自动化,实现入厂煤计量的车号、矿别、称重、回空等信息自动生成。二是采制过程自动化,实现采样方案自动确定并执行,制备煤样自动封装,最终实现采样制样一体化运行。三是化验管理网络化,实现化验仪器联网运行,化验过程在线监控,化验报告自动生成。保证化验过程不受外部因素的影响,减少人为的错误。四是煤场管理数字化,实现不同煤种分堆分层存放,进耗存数据实时掌控,量质价信息动态显示。五是燃料管理全过程信息化,这是燃料智能化管理的中枢,通过建立统一的数据中心,实时管控设备运行,自动采集管理数据,及时传输管理信息。
        2重要性
        近年来,在国家相关激励扶持政策的推动下,我国的煤矸石、煤泥等综合利用发电项目快速发展。2016年4月,国家发展改革委印发《关于发展煤电联营的指导意见》(发改能源〔2016〕857号),指导意见中提出要“重点推广坑口煤电一体化”和“继续发展低热值煤发电一体化”。鼓励在主要煤炭产区的大型煤矿坑口建设低热值煤电厂,要求相关项目应按照煤矿、选煤厂、电厂一体化模式推进。在产业政策扶持和大型循环流化床发电技术发展的助力下,低热值煤发电迎来新的发展机遇期。相关数据显示,截止2018年底,全国煤矸石、煤泥等低热值煤发电装机规模达到3700万kW。国家在推动低热值煤发电的同时,也进一步提高了对低热值煤发电机组能耗控制的要求,在《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》、《煤炭清洁高效利用行动计划(2015—2020年)》中,对新建项目明确要求严格能效准入控制,对新建循环流化床低热值煤发电机组,30万kW级空冷机组设计供电煤耗不高于327g/(kW•h)。低热值煤发电项目的能耗控制,直接关系到相关产业政策的执行和落实。对于新建的低热值煤发电项目,在项目设计建设之初要从方案节能设计、工艺流程优化、设备选型等方面着眼,采用先进适用的节能技术措施和手段,实现能耗控制目标。


        3提升节能与能效管理水平的重要策略
        有效提升能源的利用效率是实现节能减排和达到可持续发展目标的重要手段,发电企业应该将提升能源利用率放在促进发展的首要位置。发电企业存在的问题主要集中在火电结构不合理、技术水平较低以及运行管理不到位三个方面,因此,发电企业应该从这三方面入手,找出有效的策略,从而有效提升能源利用的效率。
        3.1优化火电结构,重点建设高效大机组设备
        发电企业机组的能耗水平,很大程度上受机组参数和机组容量的制约,要想显著降低发电企业的煤耗率,实现节能减排的目标,一方面,可以提高超临界和超超临界机组的比例;另一方面,则可以提高高效燃气轮机联合循环机组的比重。因为目前我国很多发电企业使用小火电机组的比例依然很高,所以政府对小火电机组关停工作给予了高度重视,大力提倡超临界技术的应用,推广高效大机组技术,力求显著降低发电煤耗率,减少有毒污染物的排放,从而减少对自然环境的负面影响,这方面的投入和运营应当加大。
        3.2要发展清洁煤发电技术,努力实现绿色煤电目标
        蒸汽—燃气联合循环发电技术(GTCC)是一种全新的节能技术,其高效性和可靠性优势较为明显,具有清洁程度高、污染排放量小已经运行灵活性高等特点。蒸气—燃汽联合循环机组可以作为可再生能源发电的重要设备,燃油和天然气的联合循环电站的发电效率随着燃气轮机技术的改善有了显著提高。还可以将燃煤发电与煤化工进行充分融合,实现煤化工、液体燃料以及氢气和高效洁净发电系统相结合的多联产,从而达到真正意义上“绿色煤电”的目标。
        3.3发电热电联产,大力推广冷热电三联供技术
        热电联产的优势主要在于:其不仅能实现节能减排、保护环境的目标,还能有效改善供热质量、为社会源源不断提供电力能源,可见热电联产是提高能源利用率的重要途径。冷热电三联供意味着在热电厂汽轮机发电机组正常运行的同时,汽轮机中已经存在做了部分功的低品位蒸汽热能,利用这些蒸汽热可以对外供热和制冷。国外热电联产通过提升能源标准和严格的能源环境税收机制来减少火力发电机组的比重,对使用可再生能源和污染排放较低的企业给予一定的优惠和补贴。事实证明,国外的这些举措对改善能源利用率、保护生态环境有很大的作用,我国发电企业应该充分借鉴国外经验,在发电的同时实行热电联产进行供热,在电力行业大力普及冷热电联产三联供技术,将冷源损失降到最低。
        3.4广泛选用节能工艺、设备,多举措降低厂用电率
        在设备选型中所选用的设备禁止使用属于《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录》中国家明令淘汰的高耗能设备。对主变压器、高压厂用变压器、低压厂用变压器等均采用节能型电力变压器,降低变压器的损耗,可降低损耗10%~20%;采用变频调速可对一次风机、二次风机采用变频调速装置,节能30%;优化汽轮机蒸汽管道,进行余热回收利用,降低汽轮机热耗;选用节能型照明器具可节约照明用电70%以上。
        结语
        低热值煤综合利用发电项目具有良好的节能环保前景,受多种原因影响,发展的过程中依然面临一系列问题,类似于将低热值煤发电项目完全等同于常规燃煤发电机组的情况仍然广泛存在,产业发展规模与“十三五”规划提出的发展目标还存在较大差距,需要从国家、地方和企业多个层面,合理推动该类项目的进一步发展。
        参考文献
        [1]吴文洋.浅议电厂降低厂用电率的方法[J].能源科技,2015(3):186.
        [2]郑均笛.低热值煤发电项目燃料论证存在的问题和建议[J].煤炭加工与综合利用,2015(1):61-64.
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