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中圖分類號:TE08 文獻標識碼: A
1引言
能源是我國國民經濟的命脈,在社會的發展和人民的生活中起著舉足輕重的作用。煤炭的大量消費造成了嚴重的環境污染。作為國家中長期科學技術發展的11個重點領域之首的能源領域,發展思路是堅持節能優先。因此,合理利用能源,節約能源,降低排放已經成為我國可持續發展的戰略方針。
2火力發電廠的能耗分析
2?1火力發電的能量轉換
火力發電廠是利用各種燃料燃燒的熱能來提供電能的工廠,其轉換過程是從燃料的化學能到熱能,再從熱能到機械能,最后從機械能轉換為電能,在這個過程中能源的消費和損耗是很大的,因此火力發電廠是我國能源消耗和也是二氧化硫等有害氣體排放的大戶。
2?2凝汽式發電廠的熱經性指標
燃煤電廠最主要的熱經濟性指標是熱耗率和標準煤耗率,其中煤耗率是反映電廠循環和設備完善程度的最直觀最科學的標準。
其中發電效率又包括:鍋爐效率、輸汽管道效率、汽輪機的絕對內效率、汽輪機輸出的機械效率和發電機效率。從中我們不難分析出,提高發電廠的鍋爐效率,管道保溫情況,汽輪機的絕對內效率,汽輪機輸出的的機械效率,發電機效率是降低煤耗率,提高發電廠效率的積極有效途徑。
3節能措施
3?1鍋爐部分
3?1?1風機節能改造
當空預器改造后漏風大幅下降,但環保逐步要求增加脫硫系統、脫硝系統,煙塵排放要求電除塵器改造為電袋復合或布袋除塵器等因素,都會使鍋爐各種風機實際工作點大幅變化,導致各大風機不斷需要進行改造。
3?1?2鍋爐燃燒優化調整
在把新機組正式投入并進行生產之后,相關人員由于態度不夠認真,所以沒有小心謹慎地調整機組的控制系統,尤其是鍋爐系統,鍋爐系統是整個機組系統中的最為主要的組成部分,其運行正常與否直接關系到火力發電的效率,因此,小心翼翼地對鍋爐系統進行調整是極有必要的。鍋爐系統的設置會不可避免地存在著差池或小的誤差,而要想把誤差降到最低,并減緩由于設備存在缺陷帶來的不便,必須不斷地調整鍋爐系統,進行一系列的實驗控制系統的參數,最終實現鍋爐功效的最大化,同時確保其安全運行,也滿足了經濟適用的原則。
3?1?3鍋爐存在的主要目的就是進行傳熱
對于電站鍋爐而言,用于傳熱的構件有很多,比如省煤器、水冷壁和過熱器等。需要指出的是,在所有的傳熱部件當中,最主要的換熱部件就是水冷壁,為了達到節能降耗的目的,實現最大的傳熱效果,可以依托提高水冷壁的換熱量來實現,但是前提是其他的傳熱部件處于正常工作的狀態。
3?1?4管網的保溫必須引起高度的重視
各種用熱設備和保溫蒸汽管道是管網中的主要部件,這些主要的部件一旦與周圍的空氣大面積接觸就會散失大量的熱量,所以,注意管網的保溫勢在必行,一方面是為了保證管網工作的安全性,另一方面是出于節能降耗的目的。鑒于此,筆者認為保溫材料的選擇是非常關鍵的:其一,保溫材料必須能夠適應高溫環境,在高溫環境下理應正常地發揮自身的作用,機械性能不會由于周圍的溫度過高而降低;其二,導熱的系數不能過高,但是絕熱的性能必須良好甚至優秀;其三,保溫材料切不可具有腐蝕性,管線一旦被腐蝕將會造成不可挽回的后果,所以材料不應該具有過高的吸濕性。
3?2汽輪機部分
火電廠的重要組成部分還包括汽輪機,在科教興國戰略、人才強國戰略的影響下,發電廠的汽輪機設備以及系統都得到了優化和改進,汽輪機部分的設計水平的提高是有目共睹的,由此看來,重視汽輪機部分的節能減排是極其有必要的,可以在這部分大刀闊斧地開展節能降耗工作。
3?2?1汽輪機本體改造
一般來說,汽輪機本體節能改造工作由三部分組成,包括汽輪機的進汽和排汽部分、汽輪機通流部分、汽輪機汽封系統的改造。假如設備的原始設計熱耗不高,通流部分的整體改造熱能消耗的下降就會不多,投資的回報會受到很大的影響,利潤也會大幅度降低,針對這種情況,應該改造汽輪機汽封系統和設備,這種情況的發生并不罕見,而且這些案例都取得了令人滿意的結果,然而,有一部分改造在較短的時間內取得了較為良好的效益,但是經過較長的一段時間之后會是怎樣的效果仍有待時間的證明。
3?2?2汽輪機輔機及其系統改造
各種水泵的改進和熱力系統的節能改造是汽輪機輔機及其系統的節能改造的兩大組成部分。由于設計以及選型的不合理,有些水泵壓頭余量過大和水泵本身效率不高,通過水泵性能和管路特性測試,正確評價水泵節能潛力是水泵節能改造可行性研究的關鍵。某電廠對前置泵和凝結水泵的改造案例提供了水泵節能改造的原理和方法,包括車削葉輪、流道打磨、修正進出口角等葉型優化改進、選用高效葉輪等可降低電耗和提高水泵效率。
3?3電氣部分
為了達到根據主機負荷調節輔機出力的節電目的,目前的許多火電廠已大量采用電機調速技術。變頻調速、永磁調速和電機由單速改為雙速等是其通常采用的技術手段。現在的火電機組負荷率不是特別高,所以調速技術在節約能源資源方面的作用是很明顯的。
就目前來說,經濟的快速發展和科技水平的不斷提高,變頻調速器的功率已經得到大幅度的提升,變頻器被應用到更廣闊的領域和更大的范圍以及更多的行業,凝結水泵、小型輔機是變頻器最開始被安裝、應用了變頻器,后來變頻器又運用到了循環水泵,變頻器的應用節約了不少的電力資源,進一步減少了電費的繳納,成本投入由此減少,發電廠的利潤得到明顯的提升。變頻器的使用雖然在一定程度上起到了節能減排的效果,順應了低碳發展理念和可持續發展原則,但是也存在一定的弊端,例如系統變得更為復雜、可靠性不再像以前那么高、維修維護的次數增多。所以,對變頻器的改造不應該隨意進行,在真正進行改造之前要有幾套可以遵循的改造方案。
4四點建議
4?1建立完善節能減排督查機制
加大對發電廠內違反節能規定、責任心不強、浪費等行為的監督和檢查力度,確保督查的對象明確與正確,確保督查的強度夠大,著實把監督體系的功效發揮到最大程度,督查對象要從每一個工作人員入手,對各級發電廠工作人員進行深入有效的管理,使他們能夠在其位謀其政,培養節能減排的意識和習慣,從以上這些方面督促發電廠節能減排工作的進行,并從最大程度上保證節能減排的效果。
4?2建立健全節能減排培訓機制
火電廠的節能減排工作是一項綜合性極強的工作,而且更新速度不斷加快,因而火電廠員工被要求順應其發展,通過參加與節能減排有關的培訓來提升自身綜合素質,既包括科學文化素質,即專業素質和技能,也包括思想道德素質,即社會責任感的培養。
4?3建立完善的節能減排管理制度
完善的管理機制是火電廠開展節能減排工作的保證。管理機制就是一個企業的骨架,只有管理機制周正,才能保證工作人員發揮出他們真正的價值和能力。在管理機制的完善中,可以設立科學合理的獎懲制度來刺激工作人員更加熱情地開展節能減排工作,調動他們的工作積極性,從而提高節能減排效率。
4?4我國能源固然豐富
但是由于人口的增多和浪費嚴重,煤、石油等傳統能源緊缺狀況非常令人堪憂,不利于當代和后代人的可持續性發展,而電力企業等傳統型企業想要再依靠傳統老套的模式發展下去基本上是不可能的了。其如果想要繼續生存下去,唯一的方法就是進行產業的轉型升級,提高創新和科研能力,走低碳發展道路。技術創新可以優化利用各種能源資源,使企業的發展模式根據市場來靈活地調整,使企業走上專門化、技術化、全球化的發展道路。
結論
綜上所述,火電廠節能的主要目的是降低能耗,提高經濟效益,在現役機組上通過機組優化運行、建立閥門管理制度、對機組設備用電、用水進行優化試驗,可達到提高機組經濟性、節約廠用電、降低補水率的目的。
參考文獻
一、提高認識,明確節能減排工作的意義
節能減排是落實科學發展觀的具體體現。科學發展要求速度、質量、效益相協調,人口、資源、環境相協調,體現的實質是發展的“又好又快”。“好”就要求我們降低能耗、減少污染,優化產業結構、轉變增長方式,節能減排體現的正是這種要求。
長期以來,我市高度重視環境保護,注重提升產業結構,重視節能降耗減排,加強節能服務和監督管理,節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,萬元工業增加值能耗0.54噸標準煤,能耗指標居全國前列。環境優美已經成為廈門的品牌,成為廈門的核心競爭力。廈門能獲得諸如環保模范城市、聯合國人居獎、全國文明城市等系列榮譽,與我們的節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展,建設我國東南沿海現代化港口風景旅游城市和海峽西岸經濟區重要中心城市,更需要不斷增創環境新優勢,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,拓展發展腹地,實現做強做大。但是,我們也要認識到機遇與挑戰并存,廈門與國內大多數城市一樣,面臨著經濟增長勢頭強勁,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,需要我們加強節能減排工作,保持經濟社會的可持續發展。同時,節能減排也有利于企業降低成本,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,加強對企業節能減排的宣傳,增強做好節能減排工作的責任感和使命感。
二、突出重點,加大節能減排工作的力度
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%),繼續保持全國全省領先水平,努力建設資源節約型、環境友好型社會。要突出三個重點:
一是注重調整產業結構。就是要堅持發展高科技、高附加值、節能環保型的先進制造業,加快發展高端的現代服務業。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,我們堅持發展高新技術產業,高新技術企業產值占全市工業總產值的60%。“十一五”期間,我們經濟總量要再翻一番(GDP將超過2000億元),重點發展工業,加快工業園區建設,資源與環境的“瓶頸”作用將進一步顯現,資源供需矛盾和環境壓力越來越大。當前我們還面臨內外資企業所得稅“兩法合并”、工業用地“招拍掛”、出口退稅政策調整等因素影響,更要把握發展的準則,更加注重吸引高端制造業和高端服務業,延伸產業鏈,壯大產業集群,帶動廈門的產業升級。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。
二是大力發展循環經濟。就是要堅持“減量化、再利用、資源化”原則,實現清潔生產。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鏈和產業集群的研究,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;要大力推進工業集中區建設,按照循環經濟模式對工業園區進行規劃、建設和改造,推進污染物的集中控制治理;要建設熱電聯產等百個節能示范項目,深入開展環境友好企業、環境友好工程創建活動,力爭工業用水循環利用率達到92%以上。要大力發展生態農業和生態養殖業,實現養殖業污染物的“零排放”。
三是積極應用節能技術。就是要進行技術改造和科技創新,實現節能降耗。前一階段推出的“百家企業節能工程”,年節電達到4000多萬千瓦時,受到國家發改委的肯定。下一步我們要加大對節能研發的投入,開發、應用、推廣一批節能降耗新技術和先進設備。對實施清潔生產的試點企業、重點污染源防治項目,在資金上要優先扶持。對那些從事節能技術開發、技術轉讓的企業或個人,經認定取得的收入,要給予鼓勵。同時我們要扶持節能服務產業發展,鼓勵推廣合同能源管理,引進一批節能、環保產業的總部和研發機構。
Abstract: this paper through the present situation of energy saving and emission reduction and countermeasures, analyzes the electric power enterprise for energy conservation and emissions reduction of existing prominent problems, puts forward the corresponding measures and Suggestions to make the power plant energy conservation and emission reduction technology innovation and management innovation level to improve.
Keywords: the city power plant; Energy conservation and emission reduction; thinking
中圖分類號:TM621.8 文獻標識碼:A 文章編號:
以“節能減排”為中心的環境治理和生態建設,隨著經濟結構的調整和發展方式的轉變,擺在了更加重要的位置。企業以犧牲環境為代價換取短期的經濟發展,這種粗放的增長方式已遠遠超過國內資源和環境的承載能力。因此,城市電廠的節能減排既是促進社會科學可持續發展的必然選擇,也是推進城鎮化進程,實現資源節約和環境保護的有效手段。城市電廠的節能減排既是促進社會科學可持續發展的必然選擇,也是推進城鎮化進程,實現資源節約和環境保護的有效手段。
一、城市電廠節能減排的時代背景與現實要求
城市電廠節能減排是又好又快推進城市化進程,而且是必須審慎思考和大膽實施的一項戰略工程。2009年6月5日,總理在國家應對氣候變化領導小組暨國務院節能減排工作領導小組會議上強調,各地區、各部門要以科學發展觀為指導,在保持經濟平穩較快增長中堅持節能減排不動搖,加大工作力度,務求取得更大成效,確保節能減排目標完成進度與“十一五”規劃實施進度同步。
二、城市電廠節能減排的實踐
(一)運用政策手段加強節能減排的監管和控制。為了加大監督檢查力度,按照《國資委監管企業節能減排監督管理暫行辦法》等國家有關規定,積極促進經濟發展方式轉變和經濟結構調整,實行差別電價和懲罰性電價、脫硫電價等政策執行情況的監督檢查,加大對各地區自行出臺的優惠電價檢查力度,對監督檢查中發現的違法違規行為。
(二)運用經濟手段鼓勵電廠開展節能減排項目。各企業相繼建立和完善節能減排統計制度,并按規定做好各項能源和污染物指標統計、監測。通過加強對節能減排各項數據進行質量控制。各級財政在年度財政預算中適度安排節能改造專項資金,采取投資補助、補貼和獎勵等方式,用于支持節能減排工作。加強對企業節能減排技術改造的支持,減輕企業的資金壓力。
(三)運用管理手段,加強有害氣體的排放監管。為了運用經濟手段鼓勵燃煤電廠安裝、運營脫硫設施,減少二氧化硫的排放量,國家發展改革委和原國家環保總局于2007年5月頒布了《燃煤發電機組脫硫電價及脫硫設施運行管理辦法(試行)》。原國家環保總局頒布了《固定污染源煙氣排放連續監測技術規范》(HJ/T 75—2007)及《固定污染源煙氣排放連續監測系統技術要求及檢測方法(試行)》(HJ/T 76—2007)。兩個辦法完善了脫硫電價政策,同時強化了監管,包括加強脫硫設施運行在線監測、明確責任及處罰、加強監督檢查、保證政策措施落實到位等。
(四)優化運行方式,積極開展對標管理。為評價企業清潔生產水平,指導企業節能降耗和同業對標,2007年4月,國家發展改革委公布了《火電行業清潔生產評價指標體系(試行)》,明確了火電行業清潔生產評價指標體系的適用范圍、體系結構、評價權重和基準值、考核評分計算方法等,為火電行業推行清潔生產提供技術指導。
三、城市電廠節能減排存在的問題。
(一)脫硫設施建設質量以及運行效果有待提高。由于部分脫硫設施的設計、建設質量不高,一些電力企業環保意識、法規意識不強,運行經驗不足等原因,脫硫設施運行不正常、脫硫效果達不到要求的現象還比較突出。此外,有些循環流化床鍋爐運行中不按要求添加石灰石脫硫劑,造成脫硫效率低,二氧化硫排放濃度超標。
(二)城市電廠節能減排行業發展滯后。由于企業節能技術改造融資困難,企業節能技術研究開發投入太少,許多關鍵技術和設備依賴進口。技術滯后的原因在于缺乏對節能減排工作相應的政策支持,尤其在還沒有真正成為獨立的市場主體的國內電力企業中,缺乏必要的節約動力。
(三)企業節能減排科學管理手段薄弱。盡管有較完善的電力節能減排統計指標體系,但是部分企業對統計工作的重要性認識不足,對節能減排的效果缺乏有效的監測。目前,節能減排的主要數據依靠企業自行申報,有關部門匯總分析,對統計信息的及時性、準確性造成一定程度影響。
(四)高耗能小火電關停條件尚未落實。小火電機組比例仍然較高。部分地區高耗能產業的自備電廠發展勢頭未得到有效控制。這些自備電廠機組容量小、環保設施不完善、管理不規范、上網電量不穩定、不利于節能減排。
四、關于城市電廠節能減排的思考
電力企業節能減排是一項長期的、艱巨的工作,對實現我國資源節約和環境保護都具有十分重要的意義。
(一)優化電源布局和配置,做好小火電關停政策規劃。“上大壓小”要將新建電源項目與關停小火電機組掛鉤,要著力調整電源結構,建議建設高參數大容量燃煤機組、高效潔凈煤發電機組和大型聯合循環機組,積極采用超超臨界、超臨界壓力等高參數、高效率、高調節性火電機組,加大工期較長的核電等清潔電力的開發力度。
眾所周知,隨著我國“十二五”規劃頒布以來,節能減排就已經被提上了日程。因為在人類發展的過程中過度關注經濟建設而忽略了生態環境的保護,給我們周邊的環境造成了毀滅性的的傷害,尤其是能源緊缺已經成為人們當前亟需解決的重要問題。而作為能源消耗大戶―火電廠,我們務必要想方設法進行科學合理的節能減排而且刻不容緩。
1 火電廠節能的現實情況
電力工業已經成當前社會發展的關鍵性行業之一,尤其是改革開放以來,電力工業在發展中有著巨大的機遇,但是與此同時也面臨著巨大的挑戰。為了保證電力行業的健康持續發展,如今已經有多家火電廠采取各項措施來達到節能減排的目的,并目其中一些企業已經取得了不錯的效果。但是有一點值得注意的是,當前我國電力發展與國外先進發達國家相比仍然存在著不小的差距,雖然我國的電力供應大致上處于平衡狀態,但事實證明這種平衡是低水平的平衡,要實現電力行業真正節能減排我們還有很長的一段路要走,其中存在著一些亟需的重要問題,具體體現在如下兩個方面:
(1)沒有充分發揮我國市場經濟的積極作用。就目前而言,我國部署節能減工作的過程中絕大多數時候仍然是單純依靠法律的強制性手段,市場激勵在其中所起到的作用微乎其微。通常而言,政府部門的強制性文件往往具有數量多、針對性差、內容繁雜的特點,外加在實施的時候會經常出現各種意想不到的問題,也同樣需要耗費很高的成本投入。市場作為一只無形的手,其目前在節能減排中的力度不足,久而久之就會直接導致火電廠節能減排工作純粹就是按章辦事,效率非常低下;
(2)火電廠的節能設計不夠合理。其中最為關鍵的問題在于火電廠的節能管理有待進一步完善。一般地說,火電廠管理層面對于與節能管理的意識都比較缺乏,他們往往不是特別重視節能的作用所在,火電廠在考核與評價的過程中并沒有有效結合節能減徘和環境保護二者的關系,結果造成員工對節能減排認識不充分。除此之外,還有一個問題就是火電廠的人才結構不合理,經過調查顯示,當前眾多火電廠的高級技工和專業知識人員普遍比較缺乏,在生產運行的時候僅僅去重視安全生產而忽略了節能生產。
2 火電廠節能減排的有效措施
結合多年的實踐經驗,可以從以下三個方面努力。
2.1 加強節能減排的管理工作。
為了做好這份工作首先需要相關工作人員樹立節能減排意識。具體地說,需要火電廠領導層根據實際情況設立專門的節能管理部門,并且制定出一些獎懲制度來規范以及激勵工作人員的日常行為。其次是要統一部署企業的節能減排工作。具體地說,就是需要根據火電廠的實際制定出一套行之有效的節能減排考核標準,并且安排專業人士定期進行節能減排考核。除此之外,還需要進一步加強對生產能源消耗的監督與管理,如果一旦遇到問題要立即指出并且制定針對性的解決方案。另外,企業自身要想方設法提高整個企業內部工作人員的節能意識。為了做到這一點,火電廠應當大力宣傳節能減排,鼓勵相關工作員工參與各種節能工作。比方說辦公室要最大限度的采用自然采光、采購節能產品、生產現場人走燈滅等等,通過這種方式讓工作人員體會到節約
能源對人體健康以及企業發展的重要性,提升廣大員工的節能意識。
2.2 創造良好的運行條件。
大量的實踐結果表明,火電廠在實際運行過程中的運行條件能夠在很大程度上影響能源消耗。具體要從以下幾個方面進行:
(1)采取措施使鍋爐內燃燒狀況保持穩定。一般地說,就是相關工作人員需要想方設法合理控制過剩空氣的系數。實踐結果表明,如果過剩空氣系數太小的情況下,會導致沒有充足的空氣與燃料顆粒產生物理反應或者化學反應,會造成燃料燃燒的不完全而帶來浪費。但是如果過剩空氣系數太大的話,由于空氣過于充足也會造成風速過大,鍋爐內氣流速度比往常要高出許多,從而迅速帶離鍋爐中的燃料。鑒于此,工作人員應當選用過剩空氣系數的時候一定要遵循科學合理的原則,以此來保證燃料能夠充分燃燒,從而釋放出足夠的熱量;
(2)定期處理爐內結垢。眾所周知,鍋爐運行一段時間以后,必然會產生一定量的結垢。因此工作人員應當定期清理凝結在受熱面上的灰垢,并且根據規律制定合理的清灰周期并嚴格執行,以此來防止降低受熱面的傳熱性能,從而保證鍋爐的正常運轉;
(3)合理控制鍋爐氣壓。具體地說,當蒸汽壓力太大的話必然會直接威脅到整個鍋爐系統的安全,如果任其不管的話時間久了極有可能會因為壓力超過額定范圍而導致受熱面爆裂,并且引發重大的安全事故。但是,如果蒸汽壓力過低太低的話,雖然能夠保證整個鍋爐系統安然無恙,但鍋爐的運行效率在很多時候并無法滿足實際需求,這對節能減排是極為不利的。
2.3 科學管理燃料。
這需要工作人員在進行燃料采購的過程中在合理的前提下選用經濟實用的燃料供應商,同時做好燃料的分析以及檢驗工作,通過這種方式防止出現工作上發生不必要的失誤。除此之外,還需要對于入場的燃料進行檢查并且仔細分類后,盡可能的分開堆放,另外對每批進場燃料建立詳細完整的資料檔案。可以根據實際工作情
況來確定各種類型煤炭的比例分配,并且嚴格按照所制定出來的正確比例進行科學配煤,通過這種方式保證燃料能夠實現混合的均勻,提高燃料的利用效率。
3 結語
綜上所述,隨著科技進步和人們對能源的需求量越來越大,如今存在眾多的火電廠面臨著巨大的挑戰,但是同時也帶來了新的發展機遇。鑒于此,火電廠在發展的過程中一定要跟隨時展的潮流進一步推行節能減排的工作理念,而且真正將其落到實處,最終達到節能減排的效果。
參考文獻:
[1]楊代剛.火電廠節能減排現狀問題及對策探討[J].低碳世界.2013(08).
[2]孫林旺,王靈梅,武衛紅,郭紅龍.火電廠節能減排績效考核系統的研究與實現[J].電站系統工程.2010(02).
我市火電企業是能源消費的大戶,同時具有較大的節能潛力。“十二五”期間,火電企業節能減排面臨巨大的挑戰,亟須建立節能減排的長效機制。在繼續實行節能減排目標責任制的基礎上,應切實采取措施,充分調動和發揮火電企業節能減排的積極性。這些措施包括出臺節能減排的優惠政策,強化企業在節能減排中的主體地位,完善節能減排評價體系等。燃料管理工作的好壞,直接關系著火電廠生產經營的盈虧與否。燃料管理作為火電廠經營管理中的“前沿陣地”和“高危行業”,在日常工作中加強燃料監督管理工作尤其顯得十分緊迫和重要。
作為能源監測實驗中心部門,我們應該對火電企業進行全面剖析,進而提出最有效的措施和建議,促進其合理改造,全面達到節能減排的目的。以下是對火電企業節能減排工作的一些心得與體會。
1 火電企業節能減排現狀
目前,我國電力裝機容量與發電量均位居世界前列,發電裝機容量中,火電占比超過70%,發電量中火電占比80%左右。火電以其經濟性、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展,電源結構不斷優化,但火電仍是我國的主力電源。
火電行業不僅是能源消耗大戶,同時也是重點污染物排放源。“十一五”規劃聚焦節能和環境保護,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。采用高效潔凈發電技術改造現役火電機組,實施“上大壓小”和小機組淘汰退役。“十一五”期間,火電行業提前超額完成了國家規定的“十一五”節能減排目標,絕大部分火電企業的單位產品能耗和污染物排放已達到行業先進水平。在節能方面,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《能源發展“十一五”規劃》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。火電廠用電率為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《節能減排“十二五”規劃》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”的基礎上實現較大程度的下降。火電企業除了要實現“十二五”減排目標以外,還需要執行新的火電廠大氣污染物排放標準。執行標準參照2012年1月1日開始實施的《火電廠大氣污染物排放標準》,該項標準已經達到了發達國家的水平,因此,對于火電企業執行新的排放標準過程中,將面臨著很大的挑戰[2]。
2 火電運營企業在節能減排中的作用
2.1 企業運營改革
首先,合理規劃并調整電源結構,努力研發可再生能源、清潔能源,在根源上實現火力發電廠的節能減排;其次,對火力發電廠運營過程中的關鍵環節加以控制,尤其是燃煤原料的質量保證尤其重要;最后,努力推進技術創新和改革,并將這些創新技術的成果逐步的轉化成為現實的生產力,火力發電企業能夠迅速的發展和壯大的核心驅動力仍是科技創新的能力和水平,而這也是火力發電企業節約發展、安全發展和清潔發展的先決條件。
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,合理的規劃火力發電廠并實現節能減排,應該大力的推廣和使用大容量和高參數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,從而形成封閉環控制系統,從而實現橫流量控制,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,大大的節約了火電廠的使用電能[3]。
2.3 燃料的優化和管理
燃料是火電企業運行的物質基礎,同時燃料也是火力發電廠生產總成本之一,所以燃料對火電企業的經濟效益起至關重要的影響,只有做好了燃料管理工作,才能保證發電企業經營目標的順利完成。首先,我們應大力的改革和創新發電企業燃料管理的體制,創新燃料管理模式,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。還應做好盤煤數據的計算工作,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,同時降低發電企業的燃料成本[4]。
3 火電企業鍋爐節能減排智控技改的體會
3.1 鍋爐節能減排智控技改工作中存在的問題
我市現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 鍋爐節能減排的建議
提高鍋爐的燃燒效率是最為重要的環節,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 火電行業節能減排長效機制建立的重要性
節約能源和保護環境具有外部性,市場機制本身并不能完全解決節能減排的問題,需要政府部門的介入和干預,需要對火電企業節能減排建立長效機制,保證節能減排工作的順利完成。
地方政府根據各地不同的火電企業的現狀,可以出臺符合市情的節能減排的優惠政策,這些激勵性的政策的實施有助于火電企業增加利潤,并且采取措施的力度越大,企業的效益越好。
地方政府還應該完善節能減排的評價體系,建立節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單位提供服務,并協助國家能源局和環境保護部加強行業管理。
5 總結
目前對于我市火電企業節來說,節能減排工作是任重而道遠,同時,作為一項復雜的系統工作,如果真正的做好節能減排工作,我們就必須制定科學合理的節能減排策略,這就需要從火電企業的電源結構的優化、設備設施的改良、燃料管理工作等每一個環節入手進行有效的控制,從而才能從真正意義上達到節約能源,降低能耗。
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[3]賈科華.上海外高橋第三發電廠:重新定義“煤電”[N].中國能源報,2013-08-26(19).
電力是目前比較高效清潔的能源,但是當下最主要的還是利用火力進行發電,火力發電又是所有發電類型中最耗能,排放最大的,而目前環境質量的惡化,出現大量的霧霾天氣,并很多地方出現酸雨,這與火電廠排放的廢氣有一定關系,因此從環境角度出發,國家在“十三五”計劃明確提出要對污染排放和環境質量方面進行控制。因此需要對火電廠排放污染的過程及成分進行詳細分析,才能更好地提出相應對策。
1火電廠排放的主要污染物類型
從物理性質來分可分為固體、氣體、液體三類,此外還包括噪音污染,以下作簡單介紹。
1.1固體污染物
固體污染物主要分為火電廠排放在空氣中的塵粒和燃料燃燒留下的灰渣。其中塵粒包括飄塵和降塵,我國的火電廠每年大約排放的塵粒為600萬噸到700萬噸,大量的塵粒被排放到空氣當中不僅本身會對環境造成污染,還會與空氣中的二氧化硫、氮的氧化物等結合,進一步對環境造成破壞,并且留在空氣中的塵粒隨著時間的推移會進一步轉化為PM2.5被人體吸入肺部,從而對人體造成傷害。
1.2液體污染物
液體污染物主要包括除灰水、熱排水、酸堿廢液等,其中對環境影響較大的為酸堿廢液還有其他污水中的重金屬。
1.3氣體污染物
氣體污染物主要是硫和氮的氧化物,排入空氣中會導致形成酸雨,對農作物、建筑等會造成嚴重的影響。硫的氧化物來源主要是燃煤中的可燃性硫經過燃燒后生產二氧化硫,其中少部分的二氧化硫會和空氣中的氧氣反應進一步轉化成三氧化硫,遇到降雨的話會溶于雨水形成酸雨,而且硫酸型的酸雨在自然界中比較穩定,不宜分解,一旦形成的話就會長時間對環境造成影響;此外就是氮的氧化物,氮的氧化物主要是一氧化氮,而且一氧化氮的形成還會與溫度和燃煤的含氮量有關,溫度越高,生成一氧化氮的速率就會加快。
2當前我國火電廠節能減排現況分析
2.1目前我國電力的發展水平較低
盡管從整體的角度來看我國的電力發展水平已經達到了一個較高的水平,但是從人均的角度來看并未達到很高的水平,拿我國和其他國家作下簡單的比較不難得出,我國的人均裝機水平為美國的1/7、韓國的1/3、日本的1/4,人均生活用電量為美國的1/20、日本的1/10,由此看來,我國的電力發展水平還是比較平衡,但卻是處于一種不太穩定的平衡,隨時都會被打破。電力是工業化生產的基礎,工業又是國家經濟發展的前提,隨著我國經濟化水平的快速發展,對電力的需要也在不斷提升,因此為了適應我國經濟水平的增長趨勢,必須大力發展電力工業,同時這也是協調社會全面發展的必然要求。
2.2我國對火電廠節能減排管理的不合理
我國對火電廠節能減排的管理還保持著舊的理念,存在著“一刀切”的方式,加上對人才的分配不科學,比如說管理人員,大多數管理人員都是從幾層的工作人員中選的,對科學管理方面的意識還不夠高,盡管他們對技術上的東西掌握得非常熟練,他們只是能夠領導員工做好技術上的工作。卻無法做好一個火電工廠節能減排的管理,造成了火電廠在實際運行時能源、資金的大量浪費,造成投入很多,但是得到的效果并不明顯。
3火電廠節能減排的對策
3.1做好思想工作,培養節能減排的意識
任何形式的法律文件都沒有從培養一個人的思想意識出發有效,就比如法律上說搶劫是犯法的,但是就偏偏有人要去犯,等到被抓了還不明白自己為什么被抓;節能減排的工作也是如此,國家下發了很多相關的文件,起初可能效果還行,但過一段事件后效果就開始下滑了,這是因為節能減排的這種思想還有在人們的意識上扎根,使得人們在一段時間后又忘記了這回事,或者記起了也不當回事。只有當人人都有節能減排的意識,再加適當的管理,就能做好節能減排的工作。
3.2控制好鍋爐的運行條件
火電廠燃料的燃燒以及廢物的產生主要是在鍋爐中完成的,因此如果管理不當就會產生大量的污染并且耗費大量的能源。做好對鍋爐內部空氣的監控,燃料燃燒需要空氣,如果空氣含量偏低,會使燃料燃燒不充分,一方面造成不必要的浪費,另一方面由于燃料的燃燒不充分,所需熱能達不到,就會加大燃料的投入,造成更多浪費。其次,做好對鍋爐內燃料質量的監管。目前的鍋爐燃料主要是煤炭,沒有經過處理的煤炭是含有大量的硫元素的,如果進行燃燒會產生大量的二氧化硫,排入空氣中會造成嚴重的污染,因此在燃料的品質方面必須進行嚴密的監管,在燃燒之前得先進性脫硫處理。
3.3實施對火電廠排放指標的測試
為了做好節能減排的工作,相關部門可以加強對火電廠污染排放指標的考核,嚴密控制好排放當量,并且進行適當的獎罰。
3.4定期對設備進行維修
由于風化、腐蝕等原因,火電廠設備會出現不同程度的老化,會使火電廠在運行時出現功率輸出低、能耗大、并且容易出現安全事故,在一定程度上浪費了時間和資源。因此要定期對設備進行維修。
4結語
為了能夠做好火電廠節能減排的工作,必須拋棄舊的管理理念,學習新的管理方法,從領導到員工都要提高個人的節能減排意識,對相應的原料以及設備也要進行相應的管理,從而使能源能夠高效被利用,使污染排放當量得到降低。
作者:王文華 單位:華電寧夏靈武發電有限公司
中圖分類號:TF7 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)01-0013-02
企業為了保證自身的長久發展,在保證自身經濟效益的基礎上實性節能減排,采用并實施“源頭削減、過程控制、終端治理”清潔生產工藝,通過對現有的生產計劃進行完善,改善管理方式,優化生產過程中的脫硫工藝,提高能源的使用效率,減少廢氣的排放,通過多方面的共同努力做到企業節能減排,實現企業的經濟利潤的最大化。本文以某火電廠為例,對企業優化脫硫工藝,實現脫硫生產的節能減排提出建議,并對優化脫硫工藝之后,脫硫生產過程中可能出現的系列問題進行分析并提出解決對策。
1 優化脫硫工藝,實現脫硫生產的節能減排
本文以某火電廠為例,對企業在進行燃煤發電的過程中,優化脫硫工藝,實現脫硫生產的節能減排提出建議。脫硫生產管理工作的好壞直接影響到企業脫硫工藝的優化程度質量,因此,企業在進行優化脫硫工藝,實現脫硫生產的節能減排過程中應當實施脫硫生產管理。企業在實施生產管理的過程中應當注意脫硫塔阻力、脫硫效率以及副反應的控制三大要素,這三大要素與生產過程中脫硫工藝技術的穩定性,生產管理的水平以及能源的消耗問題密切相關,因此優化脫硫工作對于企業實現脫硫生產來說是十分重要的。下面我們對企業優化脫硫工藝提出以下幾點建議:
1.1 作好半水煤氣進脫硫之前的“兩降一除”工作
“兩降一除”指的是在實行脫硫工藝之前對煙氣進行除焦油、除煤灰、降溫度的工作,盡可能使脫硫系統當中的水循環使用,與造氣循環水分開,以保證入脫硫系統的半水煤氣的潔凈度,防止循環水對脫硫過程中的吸收以及再生過程造成不利影響。
1.2 控制吸收溶液的溫度
吸收溶液溫度的高低對于二氧化硫氣體的吸收和析硫反應速率有著不同程度的影響分,當吸收溶液的溫度偏低時,會導致吸收溶液對于二氧化硫氣體的吸收和析硫反應速率降低,會造成吸收劑析出結晶,對脫硫塔阻力的控制有著嚴重影響;假若吸收溶液溫度過高,則二氧化硫氣體在吸收溶液當中的溶解度將會降低,使得溶液對于二氧化硫氣體中S2-的吸收量降低,對煙氣中二氧化硫凈化率降低。就火電廠而言,會造成時再生過程氧的溶解度降低,不利于氧化再生,還會造成Na2S203副反應的加劇。因此在進行脫硫生產的過程中,火電廠需要對脫硫溶液的溫度進行控制,使其在適宜溫度下達到脫硫的最大效率。
1.3 脫硫液循環量和溶液總量
企業在進行脫硫生產的過程當中,為了保證脫硫生產的順利進行,應當由脫硫液循環量及溶液停留時間等因素來控制吸收溶液的總量。在吸收溶液構成部分較為合理的情況下,煙氣含量中二氧化硫的含量較大時,為保證脫硫的效率,在吸收溶液中應當加入大溶液循環量,即增大液氣比和噴淋密度。在加入大溶液循環量時還需要對溶液在富液槽中的析硫時間和再生槽中的氧化時間,進行考慮,保證脫硫生產的正常進行。對液氣比和噴淋密度進行選擇后,企業還應當對溶液的循環量進行嚴格控制,保證溶液循環量的穩定性,避免為了節約動力或隨著負荷高低隨便地減循環量,造成脫硫塔的堵塞。
2 脫硫生產中的副反應以及解決對策
企業在實行脫硫生產的過程中必然會存在一些副反應,因此在實行脫硫生產之后,企業應當對可能發生的副反應制定一些列措施將之控制在合理范圍內,一般情況下認為三鹽總量≤200dL時才可以維持企業的正常生產。但假如在發電機組運行過程中由于堿量消耗過度導致副反應嚴重,即使大量的增加堿含量也無法維持正常的生產操作。當吸收劑中副鹽總量超標時,溶液粘度將會增加,對于運行動力的需求急劇增加,更有甚者會出現循環泵不打液的現象。嚴重影響脫硫工藝的吸收和再生。以火電廠的副反應為例,當吸收劑中SO2含量過高時時,溶液酸性急劇提高,對于設備的腐蝕加劇,對廢氣中硫的吸收率較低,在溫度低時還容易造成結晶堵塞管道或堵塔。此時,脫硫生產過程中容易產生的副反應如下:
(1)在HS-與氧接觸時,將生成S2032-,此時發生的化學反應為
HS-+202=S2032-+H20
Hs-的析硫絕大部分是在脫硫塔內完成的,溶液在氧化槽內停留是Hs-析硫的再提高,為了保證Hs-充分析硫,設有氧化槽及提高氧化槽的液位是其析硫的基礎條件。脫硫塔中Hs-的析硫速率與催化劑的活性、煙氣的停留時間、合理的脫硫劑的組成成分以及適宜的溫度等因素是分不開的,假若Hs-的析硫程度不夠充分,一旦與空氣中的氧氣相遇,很容易被氧化成為S2032-,因此在進行脫硫生產時,企業應當認真選擇合適的脫硫劑以及高效的催化劑。
(2)氧氣含量超標,極易將二氧化硫氧化為硝酸鹽。
在實行脫硫生產的過程當中,一旦脫硫劑中含氧量過高或者是脫硫之后的Hs-離子與空氣接觸時間過長,極易造成Hs-與氧氣再次氧化,形成過量的硝酸鹽,特別是在脫硫塔的溫度較高時,氧化反應的速率會更快。此時企業應當做好以下三個方面的防御措施:一是降低半水煤氣中溫度,保證溶液溫度適宜;二是熔硫放空液既要做好沉淀、降溫,又要減少與空氣接觸的時間和介面;三是格控制半水媒氣中的氧含量低,最好是低于4%。
3 結語
脫硫生產工藝對于企業實現節能減排來說十分重要的,企業在進行優化脫硫工藝,實現脫硫生產的節能減排的過程中,通過改造脫硫工藝所需的配套裝置設備,對生產操作的過程中脫硫工藝進行優化,加強對生產過程中脫硫工藝的管理操作,最大限度的減少由于優化脫硫工藝所帶來的一系列問題。通過對脫硫技術的優化,減少企業在生產過程中污染氣體的排放量,并提高企業能源的使用效率,盡可能的發展循環經濟,實現企業經濟利潤的最大化,實現脫硫生產的節能減排。
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節能減排,沒有退路,難在出路。打開出路,企業是主體,科技創新是支撐。現以我市的“白泥”雙向治理為例,提出以技術改造和區域循環助推**節能減排的建議。
5月17日,**堿業、黃島發電廠、華電**發電3家企業聯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**堿業每年產生的14萬噸“白泥山”,還使發電廠鍋爐煙道氣的脫硫成本大幅降低,據測算,3家企業年可節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經濟模式,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”,一經循環模式下的資源化處置,則變成了經濟效益巨大的“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”,更為下步加快發展循環經濟、力行節能減排提供了新思路和新途徑。
一、轉換思路視角,通過循環經濟模式“變廢為寶”,可實現“節能”、“減排”的雙贏。
在循環經濟理念下,所謂廢物,不過是放錯了位置的資源。“白泥”,在人們慣常印象里不過是導致環境污染和生態災害的“廢物”,而通過資源化處置的途徑,卻可點“泥”成金實現無害利用和產業開發,變為創造效益的寶貴資源。企業得到了切身實惠,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推廣和設施改造,讓企業有“泥山”變“金山”的前景預期及利益回報,是節能減排的關鍵。
應當看到,盡管從中央到地方各級都對節能減排給予了高度重視,且包括問責制、區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”。要從根本上激發企業節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和推廣應用,使企業在加大環境投入的同時,也如**堿業等企業一樣實實在在地嘗到“節”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,一些企業的排污設施仍將是“聾子的耳朵”,諸如環境執法部門與違法企業間“貓鼠游戲”的尷尬也很難從根本上消除。
三、協調引導企業變只靠自身“單打獨斗”式的內部節能減排,走多企業、跨行業、區域間循環經濟之路,有利于廣領域、大幅度提升節能減排的成效。
曾培炎副總理在去年12月21日國務院發展循環經濟電視電話會上,指出“**把白泥用于發電廠脫硫是發展循環經濟的典型”。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,通過統籌區域產業結構布局,整合拉長產業鏈條,引導、協調相關企業走跨行業循環、區域間循環的路子,可實現參與企業多方得利、區域經濟發展和生態環境建設共贏。
以技術改造和區域循環助推節能減排,是實現環境友好與可持續發展的重要途徑。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“結構節能”和“技術節能”兩手抓,當前尤其要突出抓好“技術節能”。盡管根據發達國家經驗,調整產業結構帶來的節能潛力高于技術進步。但從**的實際情況看,短時間內第二產業特別是重化工業的比重難以大幅下降,因此靠調整產業結構來實現能耗指標短期內的快速下降不太現實。針對于此,必須把“技術節能”提到突出位置上來抓緊抓好。
隨著全球氣候的變化以及人類活動對環境越來越深刻的影響,環境問題成為全球輿論的焦點,節能減排也已成為人類與自然和諧相處的必須之舉。節能減排顧名思義就是減少對能源和資源的使用,減少生產和生活“三廢”的排放,從環境保護和資源綜合利用的角度來看,主要表現為污染的低排放甚至零排放,以及資源的高效利用和循環利用,以3R原則(“減量化、再利用、資源化”)為依據,“低消耗、低排放、高效率”為特征。寧東能源化工基地,位于寧夏中東部地區,被寧夏稱為“一號工程”,是依托寧東煤田建立的以煤炭、電力、煤化工、新材料為優勢產業的區域性大型重型產業基地,是中國13億噸級煤炭生產基地之一,也是國家級重點開發區。但是,寧東能源化工基地的火電、煤炭和煤化工均為國家主要耗能工業,并且基地中年耗能10000t標準煤以上的企業屬于國家重點耗能企業,煤炭工業在開采、洗選、加工、運輸、使用過程中產生的大量污染物,對大氣及水體、土壤等生態環境帶來嚴重的污染和破壞,成為寧夏生態環境破壞的潛在隱患。因此,對寧東能源化工基地節能減排現狀以及未來發展路徑的選擇研究,不僅對寧夏節能減排工作的落實起到參考與促進作用,也有利于節能減排措施在全國的實施。
1 寧東能源化工基地概況
寧東能源化工基地位于寧夏中東部、銀川市東南部,范圍覆蓋靈武市、鹽池縣、同心縣、紅寺堡開發區等4個縣市(區)。東以鴛鴦湖、馬家灘、萌城礦區的邊界為限;西與白芨灘東界接壤,延伸到積家井、韋州礦區西界;南至韋州礦區和萌城礦區的最南端;北鄰鄂托克前旗,總面積約3500km2。寧東基地是依托寧東煤田建立的以煤炭、電力、煤化工和循環經濟產業為主導的區域性大型工業化基地。
(1)煤炭基地是在寧東煤田的基礎上建立起來的,寧東煤田是國家重點發展的13個大型煤炭基地之一,寧東含煤區位于靈武、鹽池和同心境內,煤田探明儲量272.4×108t,保有儲量為271×108t,遠景儲量1394.3×108t,是一個全國罕見的儲量大、煤質好、地質構造簡單的整裝煤田;主要煤種為不黏結煤、煉焦煤和無煙煤,是優質化工用煤和動力用煤。基地在建設初期規劃建設八個現代化的煤礦,即羊腸灣煤礦、靈新煤礦、磁窯煤礦、石溝驛煤礦、梅花井煤礦、清水營煤礦、棗泉煤礦、石槽溝煤礦,其中現已建成的有羊腸灣煤礦、靈新煤礦、磁窯煤礦和石溝驛煤礦。
(2)煤電基
寧東含煤區特別是靈武煤田的不黏結煤(又名香砟子),具有低灰、特低硫、低磷、中發熱量、高化學活性等特點,被譽為“環保煤”,是用于發電、采暖及工業鍋爐和民用的理想煤種,寧東能源重化工基地正是利用了寧東煤種的這一特性規劃建設電廠,即馬蓮臺電廠、大壩電廠、方家莊電廠、鴛鴦湖電廠、靈武電廠、水洞溝電廠、棗泉電廠、永利電廠,這八個大型的現代化電廠將形成2000萬千瓦級的火電基地,主要用于寧夏區內用電和外送。現已建成的電廠有:馬蓮臺電廠、大壩電廠、靈武電廠、水洞溝電廠和棗泉電廠。
(3)煤化工基地:寧東能源重化工基地化工項目區位于銀川市東南約43km處,是整個基地的中心,它西鄰黎家新莊,東鄰鴛鴦湖礦區,南為靈新井田北界,南北邊界與銀古高速公路平行,緊鄰銀川—青島高速公路古窯子出口,規劃面積13.57km2。
煤化工項目區基本構成包括:煤炭間接液化項目區、煤基二甲醚項目區、煤基甲醇項目區、煤化工深加工區、液化產品加工區、自由投資區、公用和公共設施區。煤化工基地生產的產品主要包括:煤基二甲醇、煤炭間接液化產品、煤基二甲醚、聚丙烯等。現已投產的有320t規模的煤炭間接液化、83×104t規模的煤基二甲醚和40×104t規模的煤基二甲醚的生產。
2 寧東能源化工基地節能減排現狀分析
本部分借鑒國家提出的節能減排衡量指標和檢測指標,通過實地調研,采用定量計算與定性分析相結合的方法,對寧東能源化工基地2006—2008年期間的節能減排狀況進行研究,分析得出寧東能源化工基地在節能減排方面所取得的成績以及存在的不足,并重點對不足之處詳細地分析原因。
2.1 節能減排評價指標的選取
(1)評價指標選取的原則
①科學性原則。必須以科學的態度客觀地選取指標,以便真實、有效地反映寧東煤電基地的節能減排成效。
②實用性原則。符合國家提出的節能減排的衡量指標,有利于節約能源,減少污染物質的排放。
③以人為本的原則。在生態環境中,人是最終被承載的對象,生態環境質量的優劣,主要應以居民的適宜程度為標準,尤其應以有利于居民的健康為原則。
④可比性原則。每一條指標都應該是確定的、可以比較的。其含義是同一評價指標可在不同煤電基地范圍內進行比較,以便于使所建立的指標具有通用性。
⑤定量性原則。即每一個指標都可以定量化,以便于與國家統計的相關數據進行對比分析。
(2)寧東能源化工基地節能減排指標的選取
根據節能減排指標的選取原則以及國家制定的節能減排檢測指標,再結合寧東能源化工基地是以煤炭、煤電、煤化工為主導的產業基地,主要是煤燃燒和煤炭液化、氣化等造成的環境污染,本文確定以下幾項指標作為本文對寧東煤電基地節能減排現狀研究的指標即:萬元GDP能耗、SO2排放量、COD、廢棄物排放量、煙塵排放量。
2.2 寧東能源化工基地節能減排現狀
(1) 寧東能源化工基地節能減排總體狀況分析
根據所選取的節能減排指標,在寧東能源化工基地收集相關的一手資料,如表1、表2。由下表可以看出,寧東能源化工基地的萬元GDP能耗、SO2排放量在2007年、2008年均有下降,2008年煙塵排放量下降較為明顯,說明基地近幾年在節能方面取得了較為顯著的成效,這為今后節能工作的順利開展開創了良好的開端。但是,COD、固體廢棄物和煙塵的排放量都在增加,并且增長的幅度較大,這無疑將對基地周圍的水質、大氣以及整個生態環境造成嚴重的污染。
(2)寧東能源化工基地與全國工業節能減排狀況對比分析
為了進一步分析寧東能源化工基地節能減排現狀,在此特調查了全國2006—2008年工業節能減排變化狀況(如表3)。通過表2 和表3的對比可以看出,寧東能源化工基地SO2的排放量與全國工業平均水平相比,下降幅度較大,且下降的比率要高于全國工業平均水平。但是,相比之下,寧東能源化工基地的萬元GDP 能耗、COD的排放量以及廢棄物、煙塵的排放量仍高于全國工業節能減排的水平,并且有的還有大幅度的上升,可見寧東能源化工基地在節能、控制粉煤灰、高爐渣等廢棄物和煙塵方面仍然存在很大的不足。
3 寧東能源化工基地節能減排成效誘因與制約因素分析
3.1 寧東能源化工基地節能減排成效的誘因分析
從以上分析可以看出寧東基地的萬元GDP能耗、SO2的排放量均有所下降,發展態勢良好,主要原因有以下幾點:(1)寧東能源化工基地在規劃初期就特別重視節能減排工作,堅持走循環經濟的道路,重視園區內部的能量循環利用,也注意拓寬生態產業鏈,這樣就減少了污染物的排放。
(2)寧東能源化工基地建設和規劃區域地處鄂爾多斯臺地西南邊緣及毛烏素沙地西南邊緣地區,遠離大城市和人口密集的城鎮,廣闊的沙漠地域具有消釋污染物質的能力。同時,寧東在抓生產與建設的同時,注重環境保護,建立多處綠化網點,提高森林的覆蓋率,這對生產過程中排放的污染物具有較強的吸收能力。
(3)寧東能源化工基地使用了先進的脫硫技術和潔凈煤技術,在源頭很好的控制了污染物進入生產過程,減少了SO2排放帶來的進一步污染。
3.2 寧東能源化工基地節能減排的制約因素分析
寧東能源化工基地在節能減排雖然取得了一定的成效,但是通過以上基地節能減排的總體狀況的分析可以看出,寧東基地在COD、廢棄物排放、煙塵排放的控制方面仍存在很大的不足,主要原因有:
(1)對節能減排工作思想認識有欠缺
在實際調研過程中發現,寧東能源化工基地的許多員工沒有充分認識到節能減排工作的重要性,也不清楚節能減排的具體實踐過程,有些甚至不知道節能減排有哪些指標,這樣就使節能減排工作與基地的運作脫節。此外,在寧東能源化工基地的規劃過程中,雖然已經建立了節能減排參考體系,但是還不夠完善。
(2)資源能源的利用率低
從寧東能源化工基地的節能減排現狀來看,廢棄物和粉塵的排放量遠高于全國水平,廢棄物主要有高爐渣、有色金屬渣、粉煤灰、煤渣、廢石膏,粉塵主要有Ni、Pb、Mn、As、Cd、Fe、Ca等重金屬成分,如果利用高技術的提煉技術和凈化技術,不但可以減少這些污染物質進入環境中,而且可以重新利用這些污染物質當中的可利用成分,而寧東能源化工基地目前還沒有采取相應的措施。
(3)采煤機械率有待提高
隨著科技的進步,煤礦開采技術迅速發展,大功率、高性能的開采技術裝備、計算機技術實現了礦井生產過程自動化和礦井的高產高效及集約化生產,這種高效高產及集約化的生產方式,不僅能提高工作效率,也能大量的減少在開采煤炭過程中造成的煤炭損失。但是寧東的煤炭產業,目前仍然存在開采技術落后,裝備水平低,機械化、半機械化和手工業生產并存的情況,機械率更是處于全國較低水平。
(4)基地管理工作與節能減排工作脫節
我國的煤炭企業一直以粗放式管理為主,這種長期形成的管理方式影響深遠,短時間內很難將節能減排工作與基地的管理工作有機結合而融為一體,如何用先進的管理方法和手段來管理節能減排工作,或者通過節能減排工作來推動管理水平的提高,很少有人去認真地系統地研究,即使有少數人去研究也無法落實到實際。
4 寧東能源化工基地節能減排的路徑選擇
節能減排是一項長期的系統工程。寧東能源化工基地節能減排只有通過科學論證、長遠規劃,使其在規劃調整煤炭、電力和煤化工三大主導產業的同時,合理控制煤炭的開采規模和速度,采用合理的煤炭開采技術,進一步延伸產業鏈,提高能源利用率,減少污染物質的排放量,從而找到經濟效益和環境效益的最佳結合點,實現經濟效益和生態保護雙豐收。
4.1 實現采煤過程節煤
寧東煤田均為煤層群,并且礦區總資源量的60%的煤層平均厚度在3m左右或不足3m,這部分煤層的傾角也較大,由于目前國內的開采技術很難保證這部分煤層的生產能力,如果采用傳統的采煤方式,極容易造成資源浪費。此外,寧東礦區的厚煤層厚度為8m左右,屬中硬煤層,節理不發育、煤層硬度高、韌性大,如果采用大采高一次采全高技術,就會產生丟煤、回采率低的問題。因此,在開采過程中,針對不同的煤層采用相應的開采技術,將會大大減少開采過程中煤炭的損失。
4.2 大力發展先進的潔凈煤技術
潔凈煤技術(CCT)是指在煤炭開發和利用過程中,旨在減少污染和提高效率的煤炭加工、燃燒、轉化和污染控制等一系列新技術的總稱,是使煤炭資源達到最大限度潛能的利用,而釋放的污染物控制在最低水平,達到煤的高效、潔凈利用的技術。目前的潔凈煤技術主要包括兩個方面,一是直接燒潔凈煤技術,二是煤轉化為潔凈燃料技術。寧東目前采用的是直接燒潔凈煤技術,這種技術可以大大減少二氧化硫和氮氧化物的排放量。而第二種潔凈煤技術則是將煤氣化、液化,并將煤氣化用于發電和熱電聯產,這種技術與傳統技術相比,不僅能提高煤炭的利用率,而且能大量的減少污染物質的排放。而目前包括寧東在內的我國整個煤電行業都缺乏這種先進的煤氣化技術,因此,在今后的發展過程中要注重引進先進的潔凈煤技術、煤深加工技術,提高煤炭的綜合利用率。
4.3 開辟煤—電—生態復墾一體化產業鏈
寧東能源化工基地屬于典型的煤電聯產基地,具有充足的和廉價的煤電資源,因此可以利用這種條件來開展生態復墾。可以將煤矸石、粉煤灰回填廢棄礦井、塌陷土地,在這些廢棄的土地上進行養殖或者種植植物等。如利用荒廢塌陷土地,凈化后的礦井水進行水產養殖;利用回填土地做企業建設用地等,既治理了荒廢的土地、礦井,又減少了煤矸石、煤灰等難以處理的固體廢棄物的排放,同時獲得了可觀的經濟效益。
4.4 延伸煤炭產業的產業鏈
下圖展示的是理想的煤電工業園區,它將污染嚴重、廢氣物排放多的煤炭業,設計成了一個能源循環利用、廢棄物回收利用、最終實現煤炭生產污染的零排放的綠色生態工業園區。寧東能源化工基地現在雖然已經具備了煤炭—電力、煤炭—煤化工等產業鏈,但是實現如圖所示的零排放、低污染、能源循環利用尚且存在很大的差距。在今后的規劃設計中,寧東基地不妨借鑒如圖所示的發展模式,盡量將煤炭、電力、建材、化工接合成一整套的生產鏈,增加煤炭的多重附加值,回收利用工業廢水和生活污水,將能耗降到最低,污染物排放也降到最低點,實現工業發展與環境和諧共處。
4.5 建立基地的環境恢復機制
自然環境擁有一定的自凈功能,寧東基地在今后的規劃建設中,要積極創造環境自凈所需要的條件,建設綠化帶、提高植被覆蓋率,同時要定時的對基地周圍的環境進行生態環境承載力的評價,根據生態環境的承載力來開發能源和進行生產,嚴格限制超越生態環境承載力的開發項目的實施。
4.6 提高員工的節能減排意識
制定相應的培訓方案如科普宣傳、訪問學習等,對基地員工進行節能減排意義的宣傳,增強節能減排意識。相關單位要制定嚴格的考核制度,從宏觀到細節,對各個部門進行詳細的分工,抓好每個環節每個細節,切實做好節能減排工作。同時,可以咨詢有關專家,根據國家節能減排的各項指標建立指標體系,對每個季度、年度、部門、員工的工作進行打分評比,這樣會以一種直觀的形式促使節能減排思想深入人心。
參考文獻:
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一、變頻器的構成要素以及大致分類
1.構成
我們區別各類變頻器的差異的主要方法是判斷其是把交流電轉換成交流電還是把交流電轉換成直流電后再轉換成交流電。所謂的交流電轉化成交流電當然前后兩種交流電是有些許差異的,前者是工頻交流電,而后者則是經過變頻器轉換過后形成的頻率以及電壓都可以控制的交流電,在工業上經常把這類變頻器稱為直接變頻器。另一種形式變頻器則是間接變頻器,這類變頻器先把通入的工頻交流電經過整流器轉換成恒定直流電,再經過一次整流器轉換成頻率以及電壓都可以控制的交流電。變頻器的基本構成通常分為四個部分,即整流單元、高容量電容、逆變器以及控制器。
2.分類
如果把變頻器進行細致一點的分類,能有分別按電壓性質以及等級、國際區域、工作原理、調壓方法、運行的原理、用途、直流電源的性質等十多種分類方式。其中最常見的分類方式為按直流電源的性質分類,而直流電源的不同性質主要分為電壓平穩、內阻小的電壓源以及電壓接近正弦波、內阻大的電流源,電源性質的不同可以把變頻器氛圍電壓型變頻器和電流型變頻器。
二、變頻器在火力發電中的節能原理
一般在機組負荷變化的整個過程當中,排粉機的負荷只能依靠對截流版調節來控制流量。即使在機組達到滿負荷的情況下,排粉機的出口調節閥也沒有完全打開,而是在百分之五十至百分之七十之間運行,因此排粉機出口的閥門一直處在一個節流的狀態,造成的能量損耗較大。
想要減少排粉機中煤粉流量的損失,就必須對電機平滑的轉速進行改變,以此改變輸出轉矩。這樣就能達到擋板調節的作用以減少節流損失。在進行工頻交流電源進行供電時,其電機速度是固定不變的。想要改變電機的轉速,可以通過改變電源的頻率、改變電機的極對數、改變電機的轉差率這三個方面入手。
通過查閱資料可以查到,變極調速首先要改造電機,對定子繞組進行重新下線,根據其所需的轉速與極數采用與其對應的連接方式。但是,這種調速的方法并不能實現平滑的無極調速,只有在停電以后更換了極數之后才能調速。但火電廠的排粉機運行必須要求調速平滑,因此這種調速方式不適用于火電廠排粉機的調速。
通常有多種方案來改變電機的轉差率。對繞線式異步的電動機而言,一般通過在轉子回路里傳入電阻進行調速。采用這種方式進行調速時會增加串入電阻的轉子回路的銅耗,導致轉差率增大,產生了速度變化,這種方法效率很低且難以維護,因此不予采納。
由上述可知,變頻調速能夠在不降低電機效率的基礎上進行平滑的調速。我國目前發展最快最好的就是變頻調速。我們通過改變電源頻率來進行調速,這種方法既不會對電機性能造成影響,有能通過對固定電壓、固定頻率的電源轉換成可變電源與可變電源以此進行調速。這種電子式的變化方法無序任何運動的部件,而且采用的是自動化控制,不存在任何副作用。
三、新時代節能新新動向之變頻改造
為了進一步優化火力發電廠的技術指標,更好的挖掘出設備變頻節能的潛力。我們一句變頻器原本的節能效果、運行原理以及變頻改造中需要注意的事項,并對主要輔機設備的參數、調節情況與運行情況相結合,并對變頻改造完成后的節能效果進行初步評估,總結出下列建議:
1.對主要輔機進行變頻改造,改造之后會有很多設備在節能效果方面有明顯的提升,但也會有個別設備的節能效果不明顯。
2.將泵類設備的變頻改造的節能效果提高到百分之六十為最佳,將風機類設備變頻改造至百分之三十。
3.有很多負荷量達到百分之八十以上的設備已經沒有進行變頻改造的節能空間。
4.由于軸流式風機的節能效果比較差,所以不建議對其進行變頻改造,建議采用離心式風機進行變頻改造,效果會比較好。軸流式風機因為動葉可以調整,所以自身能夠通過調整葉片來完成對電機電流的調整,在軸流式風機上安裝變頻器之后節能效果不明顯,因此不需要加裝變頻器。除了動葉可調的軸流式風機之外,還有像1000MW的引風機、增壓風機等靜葉可調的軸流式風機,他們的變頻改造的節能空間也十分有限。目前行業內10千瓦等級的變頻器最大容量能夠達到四千千瓦,1000MW的增壓風機與引風機的最大容量能夠達到3900千瓦與6200千瓦,出于設備的可靠性與經濟性也不建議裝上變頻器。像335MW的排粉機就可以考慮加裝變頻器,因為它是離心式風機,采用調節方式是入口風門調節,風門開度在百分之五十左右,風壓在3.5Kpa至6kpa之間,在加裝變頻器之后預計能夠節能百分之二十五左右。
5.泵類設備中節能效果較好的主要是設備出力依靠機組負荷變化而變化的泵類,例如常見的凝升泵、凝泵等。而循泵的情況則比較特殊,循泵的出力調整較為靈活,不建議對其加裝變頻器,并且循泵電機電壓等級為10kv容量是3650Kw,這個數值已經接近行業內的容量限值,因此不建議對其進行變頻改造。
四、把變頻器運用到在火力發電遇到的問題
1.空間限制
一般的火力發電廠在經濟條件方面不是很完善,在廠房建造時期資金投入比較小,廠房的空間面積不足,變頻器的安裝位置就成了一大難題。普通變頻器由整流單元、高容量電容、逆變器和控制器等比較龐大的零件組成,為了節約用地,一般火力發電廠都會把變頻器裝在開關室里。開關室的空余面積在建廠時并不是劃給變頻器的安裝的,這部分空余面積的實際上是給檢修設備預留的。但是變頻器的安裝給廠房設備檢修工作帶來了一定的不方便。有的廠房的經濟條件不足,所使用的變頻器仍是比較陳舊的設備,這類老式變頻器在提及方面自然也不如新式設備節省空間。
2.變頻器運行過程中散熱效果不理想
變頻器在不斷的更新換代中為了縮小體積也從散熱上做了改進,新式變頻器中自帶的散熱器功率比較小,只能基本上勉強維持變頻器在運作過程中的散熱工作。但有的發電廠是二十四小時不間斷工作的,這給變頻器的散熱帶來了極大的難題。再加上出于對變頻器組件的保護目的,變頻器一般安裝在室內,但這樣更不利于它的散熱工作尤其是在大氣溫度較高的情況下。如果要提高發電廠的經濟效益,二十四小時不間斷工作,那么變頻器的散熱工作一定要重點考慮。如果是在安裝變頻器的廠房里單獨加設散熱設備,這無疑會進一步減少廠房中的可用空余面積,同時散熱設備的采購、安裝費用以及后續運行費用又是一大筆開支,安裝變頻器的最初目的是為了節能減排,散熱設備的增設又違背了節能減排的目的。
3.變頻器的維修與保養工作
變頻器的日常運行工作對其中的各類組件的損耗較大,如果不進行專業的保養及維修工作,變頻器的使用壽命將大大縮短,。
參考文獻
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