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电力节能减排管理的技术创新研究

作者:原创论文网 时间:2018-08-09 11:02 加入收藏

  摘要:通过开展节能发电管理技术支持系统建设, 对安徽省发电机组进行节能和减排监测, 为降低电煤消耗和强化大气污染防治管理提供了科学的技术手段。

  关键词:节能发电; 技术; 系统; 管理;

节能减排论文 配图

  目前, 我国火电机组装机为10.5亿k W, 电煤消耗占煤炭消费量的49.38%, 是大气污染物排放大户, 在运的发电设备及技术不够先进, 在电能供应中, 耗能高出发达国家近2%。因此, 火电厂的节能减排管理十分必要[1]。今后一段时期, “超低排放”仍然是电力行业大气污染控制的主要手段。为有效应对环保法规的严格要求, 实现烟尘20~30mg/m3、二氧化硫50mg/m3及氮氧化物100mg/m3的排放限值, 预测“十三五”电力行业烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量将分别降至20万吨、100万吨和100万吨。一方面, 国家能源政策上进一步调整, 16部委印发《关于推进供给侧结构性改革防范化解煤电产能过剩风险的意见》, 明确“十三五”期间, 全国停建和缓建煤电产能1.5亿k W, 淘汰落后产能0.2亿k W以上, 实施煤电超低排放改造4.2亿k W、节能改造3.4亿k W、灵活性改造2.2亿k W。同时加大新能源发展, 用清洁能源对落后火电产能加以替代。另一方面, 解决当前火电机组能源消耗和污染排放问题需要在管理上创新, 通过科学的技术管理手段加以管控, 压实责任, 将电力企业的经营效益与之挂钩。深挖节能减排潜力对电力事业的发展具有战略性作用, 对促进经济社会可持续绿色发展起到积极作用。

  一、目标导向

  以安徽为例, 全省现有火电装机容量5048万k W, 在“十三五”期间, 全省将关停小机组49.65万k W, 需要完成3257万k W的超低排放改造和1748万k W节能改造任务。到2020年, 全省煤电平均供电煤耗小于300g/k Wh, 烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放总量与2015年相比要分别减少53%、6.1%和17%左右。“十二五”期间, 全省发电行业开展了节能发电管理技术支持系统建设, 超额完成了节能减排指标, 为“十三五”电力节能减排的指标完成打下了坚实的基础。

  在电源规划建设方面, 安徽新建燃煤发电机组均为600MW和1000MW超临界、超超临界大机组, 并通过“以大代小”, 关停了200MW、125MW及以下的高煤耗火电机组, 同时新建了一批可再生绿色能源和资源综合利用电厂, 使电源建设朝着可持续的方向发展。在技术改造方面, 全省发电机组已普遍进行了汽轮机通流部分、辅机变频、锅炉燃烧器等改造, 节能新技术得到广泛应用。在生产运行方面, 替代发电和科学调度等政策的实施, 发挥了高参数大容量机组的节能优势, 发电企业通过优化运行方式, 减少发电能耗。在环境保护方面, 全省燃煤发电机组全部装设脱硫设施, 开展脱硝设施装设, 普遍进行四电场或电袋等高效除尘器装设或改造。但同时, 这些技术改进措施需要发电企业大量投资和长期运维, 应通过科学的管理手段加以监督控制, 以防止减排治污装置非正常运行。节能发电技术管理以少量的投资换取较高的经济和社会效益, 实现优化全省资源配置, 激励企业积极性, 进一步提高电力行业节能减排水平。

  二、措施对策

  开展火电机组节能减排全过程管理的基础是拥有一整套电力节能减排的基础数据源[2], 建立节能发电管理技术支持系统。

  1. 建立组织架构, 开展监督管理全覆盖

  作为省能源主管部门, 安徽省能源局组织实施国家能源发展战略, 保障全省能源可持续发展, 成立了电力节能减排技术中心, 保证了更加系统、深入、专业地开展全省电力行业节能减排政策和法规的制定、完善, 有利于开展电力行业节能减排新技术的研究、推广, 电力行业节能减排数据、信息的收集、分析、研究, 电力行业节能减排技术的国际交流与合作, 便于更好地发挥省能源局的政府管理职能, 深挖电力行业节能减排潜力, 进一步提高全省电力行业节能减排管理水平。

  2. 建立健全试验检测手段, 监督管理不间断

  电力节能减排技术中心积极利用技术优势, 依靠经验丰富的技术咨询专家, 协助政府编制系列电力行业节能减排管理法规、办法, 积极开展电力行业节能减排相关信息的收集、整理、分析和研究, 为全省电力企业节能、减排提供技术支持, 完成多项电力建设项目节能、减排评估工作, 并作为合同能源管理评价机构, 已成为省能源局在电力节能减排方面的重要技术支持。

  3. 节能减排管理措施全面落实

  开展全省电力节能减排相关运行数据的收集、整理、分析, 跟踪电力节能减排前沿科技发展和新能源、新技术、新工艺、新设备动态, 根据电力节能减排工作的进展情况, 适时组织编制全省电力节能减排管理和技术应用的相关规范和细则。协助省能源局开展全省电力建设项目节能减排评审工作, 编写及上报项目评审报告, 为决策项目实施提供技术依据, 负责全省电力节能减排新建及改造项目的咨询、评估工作;建立全省电力节能减排咨询评审专家库, 开展全省电力节能减排发展规划以及潜力的研究工作, 提出全省能源发展及节能减排发展规划的建议, 为构建节能、环保社会提供了可靠的技术支撑等。

  目前, 安徽省节能发电管理技术支持系统已经建成, 系统设备多, 数据繁杂。该系统包括政策法规和工作通知, 节能发电管理在线监测, 统调常规燃煤发电机组技术参数数据库, 非统调机组发电性质现场核查, 全局硬件设备及通讯状态监测报警等5个大项。其中, 节能发电管理在线监测包括节能发电管理技术支持系统总览, 节能发电在线监测主要指标表, 统调燃煤发电机组烟气排放在线监测系统, 非统调燃煤发电机组烟气排放在线监测系统, 常规燃煤发电机组煤耗查定试验数据平台, 供热机组在线监测, 资源综合利用机组在线监测;全省发电机组以地域划分, 以机组为单位实时显示包含脱硫效率、脱硝效率、热电比、低位发热量、供电煤耗等运行机组节能减排控制的重要参数。

  系统从使用能源的性质等方面对发电机组进行分类, 对不同类别机组采取不同的管理办法, 分为四类:第一类是可再生绿色能源和资源综合利用发电机组, 可再生绿色能源主要包括风能、太阳能、水能和生物质能, 资源综合利用主要包括煤泥、煤矸石、垃圾、沼气、高炉尾气和余热余压余渣等, 对此类发电机组实施优先发电政策;第二类是热电联产机组, 实施以热定电政策;第三类是普通燃煤发电机组, 包括燃煤纯凝发电和热电比达不到要求的供热机组, 实施以煤耗和排放综合指标排序, 按等效微增法调度发电的政策;第四类是能耗指标达不到要求的第三类发电机组和综合利用指标达不到要求的第一类发电机组, 即小火电, 实施关停政策。对第一类发电机组, 通过现场核查, 确定其没有装设燃用化石燃料装置, 改变可再生绿色能源和资源综合利用性质, 对天然可能燃用化石燃料改变资源综合利用性质的煤泥、煤矸石、垃圾焚烧发电机组, 装设资源综合利用在线监测系统以判定其性质;对第二类发电机组, 装设热电比在线监测系统, 判定热电联产性质, 为实施以热定电调度;对第三类发电机组, 开展煤耗查定试验, 装设烟气排放在线监测系统, 对机组按能耗和排放综合指标进行排序, 为按等效微增法实施调度奠定技术基础;对第四类发电机组, 通过上述在线监测、核查、试验判定其为小火电性质, 通过物理隔绝手段实施关停。烟气排放在线监测系统是节能发电调度必需的子系统, 是执行脱硫电价 (脱硝电价) 政策必需的技术支持系统。建立安徽省统调燃煤发电机组烟气排放在线监测系统镜像数据库服务器, 与安徽电力调度数据网安全III区镜像数据库进行安全通信, 实现全省燃煤发电机组脱硫、脱硝设施运行状态, 烟气排放主要参数, 脱硫、脱硝设施投运率, 脱硫、脱硝效率在线监测, 按照脱硫、脱硝电价考核标准进行脱硫、脱硝电价计算;煤耗在线监测和煤耗查定试验是技术支持系统中作用最重要、技术最复杂的。在各监测子系统基础上, 为综合分析和统一管理各在线监测系统和煤耗查定试验技术数据, 建立了安徽省节能发电管理技术支持系统统一平台, 促进安徽省燃煤发电机组的日常运行管理, 方便实施安徽电网节能发电调度。

  三、应用成效

  依托该系统, 安徽省在全国率先采用煤耗查定试验方法, 获取常规燃煤机组的实际能耗结果。在全国率先实现以燃煤机组能耗和排放综合指标的在线监测与现场查定结果作为政府安排火电机组发电计划的技术依据, 具备了开展节能发电调度的技术条件。截至2015年9月, 安徽省所有统调机组全部完成了脱硫、脱硝、烟尘在线监测系统的建设和接入技术支持系统工作, 供热机组、资源综合利用机组以及新能源发电机组也在不断地接入系统。燃煤发电机组二氧化硫、氮氧化物和烟尘平均排放浓度分别为63.34mg/m3、60.1719.52mg/m3和19.52mg/m3。安徽省电力行业二氧化硫、氮氧化物排放占全社会排放的比重大幅下降, 全省燃煤电厂减排效果显着, 跃居全国领先水平。通过节能发电管理, 安徽省统调机组供电煤耗率有了显着的下降, 2014年全省发电机组供电煤耗水平309g/k Wh, 位居全国第4, 同比降低3g/k Wh, 比全国平均水平低9g/k Wh。

  目前, 系统的运行、监控、考核工作逐渐规范、完善, 各受监机组处于有序运行状态, 系统已成为节能减排管理的技术创新手段。通过系统的研究与应用, 提高了经济性和排放控制好的大机组的运行利用小时和负荷率, 优化了安徽电网运行方式, 为节能发电调度和发电权交易的优化提供了可靠的技术支持, 同时为政府实施发电节能减排考核管理办法提供了手段。

  参考文献
  [1]周强.火力发电厂的节能减排管理探索[J].科技创新与应用, 2017 (2) :148-149.
  [2]杜贵和.安徽电力节能减排综合研究与应用[J].华东电力, 2012, 40 (08) :1277-1281.

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