节能技术分析

热度654票  浏览2159次 时间:2012年7月16日 15:49

摘要:节能降耗是我国经济可持续发展战略的重要任务,电力行业是节能降耗大户。为此,对火力发电企业的节能降耗技术进行总结和介绍,对推广节能降耗技术具有参考价值。中国环境保护网'k m7]9j7w7_

关键词:火力发电、 节能降耗、发展战略

$u4Ppmb'E:E4aLL0

Abstract:Energy conservation and loss reduction is an important task to China’S strategy of economic sustainable development,and the electric power sector plays a concernful role in the task.This paper summarizes and presents the energy conservation and loss reduction techniques of thermal power generating enterprises in China, which is of referential value to the promotion of the techniques.

3K U@"olJ0

Key words:thermal power generation、energy conservation and loss reduction、development strategy中国环境保护网.H.{Sp8daq

Z]4M0@c,S&]#}6DJ0

中国环境保护网 }+Ld'dm,qZm

0前言中国环境保护网 w%Q-z3W?en?)N

节能降耗是我国经济可持续发展战略的重要任务,国家计划在“十一五”期问单位产值能耗降低20%,广东省计划单位产值能耗降低16%。一般来说,电力行业单位产值能耗降低1%,则社会单位产值能耗降低0.3%~0.7%。

a6a'^9ue@-C7DX Q3w2k0

发电企业主要的节能降耗手段是在设计阶段采用高效率的机组、低耗电量的变频技术、低耗能煤粉点燃技术和先进的监测系统等。在设计阶段保持低耗能,就能在生产运营阶段保持低耗能。中国环境保护网VT q,r1}+S~f

V%[CMG6d0

1高效率的机组

oX X h9p0EQ9ae0

为了进一步提高火电厂的效率, 目前火电常规机组的发展趋势仍向更高的参数发展,即采用超临界和超超临界机组。国外超超临界机组的最大容量已达1000Mw等级,蒸汽压力达31 MPa,蒸汽温度达610℃,北欧地区最高效率已达47%。经40多年的发展,超临界和超超临界机组目前已具有成熟的技术、较高的可靠性和良好的经济性能。采用超临界参数可以提高机组热效率,与同容量亚临界火电机组比,理论上可提高效率25% ,采用更高参数可提高效率4% ~5%。

$K wM g7k D*H-v]0

高效率的机组中,包括液化天然气(LNG)一燃气蒸汽联合循环机组,它具有效率高、污染少、启动快、适合调峰等特点,尤其受发电企业欢迎。中国环境保护网 `*WD? a ?*HIk

LNG机组E级联合循环效率为51% ~52% ,F级效率为55%~57% ,H级效率达到60% 以上。机组采用低氮氧化物燃烧器,可以将NO 排放控制在50mg/m3 以内(标准状态下)LNG机组燃机单循环可以在20 min内带满负荷,联合循环可以在6()min内带满负荷。更重要的是,LNG机组可以实现黑启动,这对提高电网安全性有极大的好处。

I3jy%| F*G4S"pX0

中国环境保护网s4PBCX!\ XB

2低耗电量的变频技术

xj-wB"y0L0s0

交流电动机变频调速是在现代微电子技术基础上发展起来的新技术,它的特点是调速平滑,调速范围宽,效率高,特性好,结构简单,机械特性硬,保护功能齐全,在生产过程中能获得最佳速度参数,是理想的调速方式。中国环境保护网$ugnS-d

在变频凋速中使用最多的变频调速器是电压型变频调速器,由整流器、滤波系统和逆变器三部分组成。在工作时,首先将三相交流电经桥式整流器整流为直流电,脉动的直流电压经平滑滤波,在微处理器的调控下,用逆变器将直流电再逆变为电压和频率可调的三相交流电源,输出到需要调速的电动机上。由电工原理可知电机的转速与电源频率成正比,通过变频器可任意改变电源输出频率,从而任意调节电机转速,实现平滑的无级调速。变频调速技术的优势在于:节能效果显著,一般情况下可以节能约30%;电机转速降低,减少了机械磨损,电机工作温度明显降低,检修工作量减少;电机采用软启动,启动电流从零逐渐上升到额定电流值,不仅节能,而且不会对电网造成冲击。

f2c)t3e+C y#oe'^"y0

变频调速技术在工业发达国家已被广泛采用,在我国也是国家重点推广的节电新技术。在风机、水泵等大型电机上采用变频调速,必将产生良好的节能效果。中国环境保护网s|gB.U%R,R

中国环境保护网 R_8N1dcp.]

3 低耗能煤粉点燃技术

2NQ$J,|;?a]0

与同类型锅炉相比,在燃煤锅炉上采用等离子点火、微油点火或少油点火等技术实现锅炉冷态启动,启动平均耗油量可减少20~25 t,投粉时间可提前23 h,在低负荷工况下使用等离子点火、微油点火或少油点火等技术助燃,完全可以实现无油助燃或少油助燃,机组的经济效益和环保效益明显提高,对于调峰大机组尤为适合。中国环境保护网'?-C~ll~?X

等离子装置利用直流电流(280350 A)在介质气压001003 MPa的条件下接触引弧,并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体,该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成了大于4 500℃梯度温度,煤粉颗粒通过该等离子“火核” 受到高温作用,并在310 s内迅速释放出挥发物,并使煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行,使混合物组分的粒级发生了变化,因而使煤粉的燃烧速度加快,也有助于加速煤粉的燃烧,这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。

0wIG\8H)]/C+ko)x0

微油点火或少油点火装置有两种技术流派,一是以压缩空气为雾化介质,另一种是机械雾化。以压缩空气为雾化介质为例,通过特别设计的油枪和油燃烧室,使燃油在喷出油嘴的时候完全气化成油气,同时利用压缩空气的高速射流加强补充前期燃烧的氧气,使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧油气,从而提高燃烧效率及火焰温度。气化燃烧后的火焰刚性强、传播速度快,火焰呈完全透明状(根部为蓝色,中间及尾部为透明白色),中心温度可高达1 800℃ 以上。火焰与进入一级燃烧室的煤粉气流混合,发生强烈的化学反应,煤粉裂解同时产生大量挥发分并被点燃,被点燃的煤粉火焰随气流进入到二级燃烧室,在这里引燃进入到二级燃烧室的煤粉气流,依次类推,从而实现分级燃烧和能量逐级放大,最终引燃绝大多数煤粉。中国环境保护网*u?Q'h GP

$M(@/y0rU9{d#f6b Q9O9D0

4 先进的监测系统中国环境保护网bG:JU$i Y

2.4.1 一次风煤粉浓度和风量监测系统

0y6q\ t_DjWk0

对热风送粉的中储仓制粉系统,采用温度法(热平衡法)测量煤粉浓度获得了很好的效果,其原理为:煤粉和输送气体之间存在较大的温度差,在给粉机下游进行热交换,测量煤粉、输送气体和完成热交换后的煤粉空气混合物的温度,通过热平衡计算即可获得输粉管道中的煤粉浓度。湛江发电厂、云浮发电厂等采用了中储式一次风煤粉浓度监测系统。中国环境保护网6`F#F f5I

对于直吹式制粉系统的煤粉管道,可以认为是空气夹带着煤粉(即气固两相流)在铁制的薄壁管中流动。如果把粉管当作波导管,则波导管的传导特性仅依赖于管内绝缘材料的多少,也就是依赖于管内的固相浓度的大小。利用波导管原理,在煤粉管道外壁装设探针,探针经过电流激励,产生的电磁波在煤粉管道内的气固两相流中传播,电磁波的衰减和其他特性的变化依赖于管内的固相浓度的大小。通过探针的检测,并与输入的电流激励相比较,则可以获得正确的固相浓度值。韶关发电厂、沙角发电厂等采用了直吹式一次风煤粉浓度监测系统。中国环境保护网2j:j{MG#I_

2.4.2 燃烧优化监测系统

1N!laz,DR0

这类监测系统主要是应用人工神经网络和遗传算法进行模拟计算。

eNP3ab)s)v0

人工神经网络是由大量的简单处理单元连接而成的自适应非线性系统,可以模拟人类大脑神经网络结构和行为,具有高度的非线性,从大量存在的知识样本中,通过学习,不断完善、发展和创新。遗传算法受生物进化学说和遗传学说启发而发展起来,基于适者生存的理论,是一种较通用的问题求解方法,其优势是目标函数不需要明确的数学方程式和导数表达式,是一种全局寻优算法,不会像某些传统算法易于陷入局部最优解。

i]]!C1c.U R`0

将锅炉负荷、省煤器出口氧量、各二次风挡板开度、燃尽风挡板开度、燃料风挡板开度、煤种特性、各磨煤机给煤量、炉膛与风箱差压、一次风总风压、燃烧器摆角等运行参数作为神经网络的输入向量,将飞灰可燃物含量作为神经网络的输出,建立神经网络模型。中国环境保护网!V.F ^$U4VI jpW

锅炉热效率作为因变量,锅炉的各操作参数和煤质特性作为自变量,利用遗传算法进行寻优计算,获得最佳的锅炉运行条件,实现锅炉热效率的最大化和低NO 燃烧的优化运行指导。

K1m"fFE l5ud0

2优化运行方式

#k%tKO4r6o:W7p;N"l2Vz0

优化运行方式是实现机组效率最大化的保证。常用的手段如降低飞灰可燃物含量、降低空预器漏风率、减少减温水投用等手段。在这里着重介绍改变给水方式的经验。中国环境保护网-KnlQDw1A

一般而言,1台机组有3台给水泵(2台汽动给水泵、1台电动给水泵),在机组启动初期,投用电动给水泵;在机组启动的中后期,投用汽动给水泵。这样的方式长时间投用电动给水泵,厂用电率较高。现改变给水方式,在机组启动初期,投用汽动给水泵前置泵,且尽快投用汽动给水泵。这样的方式是不投用电动给水泵,其厂用电率较低。

v!R#_yj;P)Y0

L-r AF9v0o"[5S0

4 结论中国环境保护网u7y.O;tc6x

综上所述采用高效率的发电机组、低耗电量的变频技术、低耗能煤粉点燃技术、先进的监测系统和合理的运行手段是火力发电机组在近年的节能经验。节能减排对于电厂提高发电效率有重要作用。

+MNMr~,^a_0w0

2^.xP c;zh@B0

参考文献

O6iT h,qk8f0

[1] 周萍,余建平,蒋爱华.工业锅炉热力系统的改进及节能[J].节能,2004,(9):38—39.中国环境保护网L$b!N,B!A6WC

    ZHOU Ping,Yu Jian-Hua,JIANG Ai-Hua.Industrial boiler thermodynamic system improvement and energy saving[J].Energy conservation,2004,(9):38—39.中国环境保护网0HN.\,SC v

[3] 沈士军.1O00MW 超超l临界锅炉应用等离子点火及运行分析[J].华东电力,2007,(9):73—76.

J }B,};yI0

SHENG Shi-Jun.1O00MW super ultra l critical boiler applications and plasma ignition operation analysis[J].East China electric power,2007,(9):73—76.中国环境保护网 U4] _;w-OAT*@#a9Q

[3] 李俊.热电厂节能新途径[J].节能,2004,(11):47.中国环境保护网'gV1l#B g%G}9]

LI Jun.Thermal energy saving new ways[J].Energy conservation,2004,(11):47.

"|(E,xc4j&tmu0

中国环境保护网,a&}r7b AtV

TAG: 技术
顶:33 踩:26
对本文中的事件或人物打分:
当前平均分:-0.66 (173次打分)
对本篇资讯内容的质量打分:
当前平均分:-0.27 (201次打分)
【已经有221人表态】
40票
感动
28票
路过
28票
高兴
23票
难过
26票
搞笑
26票
愤怒
27票
无聊
23票
同情
上一篇 下一篇