淺談節(jié)能在熱電廠能源管理上的必要性

前言
      隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，能源消耗的成倍增加，對我國目前能源儲備狀況十分不利。有資料顯示，我國人均資源可采儲量遠(yuǎn)低于世界平均水平。人均水資源為世界平均水平的１／４；石油、天然氣、銅、鋁等重要礦產(chǎn)資源的人均儲量，占世界平均水平最低者為１／２５，最高者也不過１／４。除煤炭資源尚能滿足２１世紀(jì)的需求外，石油、天然氣和鈾礦資源只能維持到２０１０年的能源消費(fèi)增長。２０００年人均石油剩余可采儲量只有２．６萬噸，人均天然氣剩余可采儲量１０７４立方米。２００２年底，我國煤炭探明儲量為６５６５億噸，其中，可供開采的煤炭儲量僅為６１８億噸。專家特別提醒說，若按照現(xiàn)在的開采速度，３０年就會(huì)將可采儲量挖完。剩下的就是在開采難度太大的西北地區(qū)及地質(zhì)條件十分復(fù)雜、環(huán)境十分惡劣的大山區(qū)。能源的另一“熱點(diǎn)”--石油，原本我們是有一定量出口的，而上個(gè)世紀(jì)末，我國已成為石油凈進(jìn)口國。２００３年，進(jìn)口原油９０００多萬噸。而２０２０年將達(dá)到２億噸，差不多是需求的一半，甚至有資料說屆時(shí)石油進(jìn)口量有可能超過３億噸。總體上預(yù)計(jì)，在本世紀(jì)中期，能源進(jìn)口將超過總需求量的５０％以上。在一個(gè)能源需要依靠進(jìn)口的國家，資源的儲備就更加重要。在全世界石油進(jìn)口大國中，中國是惟一沒有任何戰(zhàn)略石油儲備的國家。能源安全問題，已經(jīng)成為影響我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和國家安全的重大戰(zhàn)略問題。毫無疑問，看眼前節(jié)能迫在眉睫，而望長遠(yuǎn)節(jié)能同樣是當(dāng)務(wù)之急。節(jié)能不是要降低生活品質(zhì)，相反要讓生活質(zhì)量穩(wěn)步提升。節(jié)能這一人類難題，只有靠人類自己解。節(jié)約能源靠大家，特別是用能大戶，因?yàn)楹哪艽髴粢彩枪?jié)能大戶。鍋爐是礦產(chǎn)能源消耗大戶，因此分析鍋爐現(xiàn)狀、搞好鍋爐節(jié)能工作，對我國國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展及能源安全，具有極為重要的意義。
1  工業(yè)鍋爐狀況分析
      各印染、紡織分廠原來的生產(chǎn)用汽，是由4臺10h/t飽和蒸汽工業(yè)爐供應(yīng)。由于該工業(yè)爐熱效率低，不到60%左右。設(shè)備整體技術(shù)水平低，主要表現(xiàn)在：
1）運(yùn)行調(diào)節(jié)智能化程度低，燃燒過程不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測、自動(dòng)調(diào)節(jié)，加煤、調(diào)風(fēng)、除渣、給水及排污等過程調(diào)節(jié)完全憑司爐工經(jīng)驗(yàn)手工操作。
2）節(jié)能、環(huán)保技術(shù)落后，包括燃燒與換熱、水處理、除塵脫硫、余熱回收和灰渣利用。
3）熱工設(shè)備和電器設(shè)備的應(yīng)用都比較落后。
4）主輔機(jī)不配套，輔機(jī)性能差、效率低。
5）煤種要求高。
2  電廠鍋爐狀況分析
      鑒于工業(yè)鍋爐的諸多不足，經(jīng)省經(jīng)貿(mào)委、電力局、環(huán)保局等上級單位批準(zhǔn)，淘汰原4臺10h/t飽和蒸汽工業(yè)爐以及周邊開發(fā)區(qū)內(nèi)的許多分散的、小型的、熱效率低的鍋爐，本著“以熱定電、熱電結(jié)合”的原則，建造富麗達(dá)熱電廠，滿足集團(tuán)公司內(nèi)部各分廠供熱供電的需用，和周邊開發(fā)區(qū)各企業(yè)供熱，以集中供熱代替了分散供熱，提高了供熱質(zhì)量，節(jié)約了大量能源。熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應(yīng)等綜合效益。
2-1  
      熱電廠一期工程采用二臺35h/t層燃鏈條爐配二臺3000KW汽輪發(fā)電機(jī)組。鏈條爐有廠用率低{10%左右}；設(shè)備制造及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)成熟；，爐膛容積相對較小、輔助設(shè)備少、建設(shè)投資相對較少；設(shè)備及受熱面磨損較輕、維護(hù)費(fèi)用低；煙塵初始排放濃度低；低負(fù)荷時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定；熱效率高{80%以上}等特點(diǎn)。一期工程的給水泵、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排等電機(jī)采用變頻調(diào)節(jié)，熱控采用DCS控制系統(tǒng)，通過冗余過程控制站和冗余I/O卡件及冗余通信線等，故不再配置二次儀表（設(shè)備自帶除外）和后備硬手操。除塵器采用較為成熟的水膜除塵器，除塵器沖洗下來的灰水通過沖灰溝流入多格迷宮沉灰池進(jìn)行沉淀。沉灰池沉淀后出口的清水經(jīng)灰水泵打到除塵器用作水封用，并同時(shí)送至冷渣機(jī)當(dāng)作冷卻水及沖洗細(xì)灰管用。使至做到再循環(huán)，節(jié)約了大量工業(yè)水，降低了用水成本，減少了排污支出。由于煙氣中的酸度較高，多次循環(huán)后沉灰池中水的酸度將越來越高。為此，我們利用了內(nèi)部印染廠堿量機(jī)排出的堿水作為補(bǔ)沖水，引入沉灰池進(jìn)行中和，使沉灰池中水的PH值穩(wěn)定在7以上。安裝了石灰石脫硫裝置，使經(jīng)過除塵、脫硫后附合國家環(huán)保要求的煙氣排入80米高的煙囪釋放。
2-2  
      熱電二期工程采用三臺75h/t循環(huán)流化床鍋爐配一臺6000KW汽輪發(fā)電機(jī)組、一臺12000KW汽輪發(fā)電機(jī)組。循環(huán)流化床鍋爐有以下特點(diǎn)：煤種適應(yīng)性強(qiáng)；燃燒效率高（可達(dá)90%以上）；負(fù)荷調(diào)節(jié)靈敏，并能在低負(fù)荷下穩(wěn)定燃燒；加石灰石可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，脫硫效率可過80%以上；且因低溫燃燒，NOX生成量一般可控制在200~300mg/Nm3。二期工程所有的熱力設(shè)備均選用國家推薦的高效、節(jié)能產(chǎn)品。合理選用水泵、風(fēng)機(jī)，避免大馬拉小車，減少廠用電率。所有熱力設(shè)備及熱力管道均進(jìn)行保溫，以減少散熱損失。鍋爐及輔機(jī)的冷卻水接至定期排污池，以節(jié)約工業(yè)用水。機(jī)爐系統(tǒng)采用DCS控制系統(tǒng)，并對下列參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)；1）鍋爐汽包三沖量水位自動(dòng)調(diào)節(jié)。2）過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)。3）CFB爐床溫控制。4）鍋爐爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)。5）鍋爐SO2排放量的控制。6）除氧器壓力調(diào)節(jié)。7）除氧水箱水位調(diào)節(jié)。8）供熱蒸汽減溫減壓調(diào)節(jié)。9）汽機(jī)汽封壓力調(diào)節(jié)。10）汽機(jī)熱井水位調(diào)節(jié)等。由于自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)時(shí)監(jiān)視，減少了人工操作失誤率，并使用專家?guī)煜到y(tǒng)模糊邏輯控制算法，提高了自動(dòng)化水平，優(yōu)化了機(jī)爐運(yùn)行工況，提高了效率，減少了燃料耗量，使機(jī)爐系統(tǒng)在高效率下運(yùn)行。而二次風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)、循環(huán)水泵、除鹽水泵等輔助設(shè)備電機(jī)采用變頻調(diào)節(jié)。引風(fēng)機(jī)采用液力偶合器調(diào)速，既節(jié)約投資成本又能節(jié)電，節(jié)電效率可達(dá)30% 。采用電氣除塵器除塵，倉式泵氣力除灰，干灰由氣力輸送系統(tǒng)運(yùn)至灰?guī)欤ㄟ^密閉罐車運(yùn)至附近水泥廠，進(jìn)行綜合利用，并把干凈的煙氣排入120米高的煙囪釋放；對各種能源實(shí)行三級計(jì)量，做到進(jìn)站、進(jìn)車間、進(jìn)設(shè)備計(jì)量。
3  綜合節(jié)能分析
成立節(jié)能管理機(jī)構(gòu)，設(shè)廠級、部門級和班組級。我們常說“節(jié)約能源靠大家”，確實(shí)很有必要，一個(gè)人的力量雖小，但集腋成裘、聚沙成塔，例如把燈泡換成節(jié)能燈，不要白天點(diǎn)燈，下班后關(guān)掉飲水機(jī)電源。夏天空調(diào)溫度調(diào)高一點(diǎn)，冬天可以利用疏水蒸汽取曖。加強(qiáng)設(shè)備維修保養(yǎng),杜絕跑、冒、滴、漏，修舊利廢，多修少換，節(jié)約維修成本。對設(shè)備常發(fā)性故障，要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，徹底解決。切實(shí)做好設(shè)備巡檢和點(diǎn)檢工作，把設(shè)備的缺陷消滅在萌芽狀態(tài)。做好事故預(yù)想工作，減少停爐停機(jī)概率。部門及至廠部重點(diǎn)鎖定在對設(shè)備的改造；如將汽輪機(jī)通流部分和鍋爐省煤器、對流過熱器、鍋爐受熱面進(jìn)行改造，提高熱能利用率，實(shí)施鍋爐降排煙溫度改造工程。對減輕循環(huán)流化床鍋爐水冷壁的磨損、返料腿易堵塞等狀況進(jìn)行合理化的技術(shù)改造。對入爐煤進(jìn)行更加合理的煤質(zhì)管理和配送，提高鍋爐燃燒熱效率。加強(qiáng)燃料管理，對干煤棚的飛煤、流煤進(jìn)行清理回收，減少庫存煤的損失。
4  橫向節(jié)能分析
      目前大多數(shù)印染廠（包括我集團(tuán)公司印染分廠）采用導(dǎo)熱油給定型機(jī)布料定型，由于導(dǎo)熱油爐熱效率很低（不到50%），而煤種要求較高，加上設(shè)備簡單、技術(shù)落后，既浪費(fèi)資源，又影響環(huán)境。經(jīng)集團(tuán)公司總經(jīng)辦提出、我們與印染廠技術(shù)科討論研究，準(zhǔn)備了二套技改方案；方案一、用熱電廠320℃高溫高壓蒸汽代替燃煤對導(dǎo)熱油加熱，做功后的蒸汽并入熱網(wǎng)供用戶使用；方案二、電廠送出一路270~280℃的恒溫蒸汽代替導(dǎo)熱油直接對定型機(jī)布料定型，排出的蒸汽并入熱網(wǎng)；經(jīng)計(jì)算，目前公司六臺導(dǎo)熱油爐平均每月每臺耗煤600T，用蒸汽代替燃煤一年可節(jié)約原煤43200T。倘若對周邊印染廠都進(jìn)行改造，節(jié)煤數(shù)量將更為宏觀。二個(gè)方案已經(jīng)送交集團(tuán)公司總經(jīng)辦審議。
5  結(jié)束語
      如何搞好能源管理，如何做好經(jīng)常性的節(jié)能措施，關(guān)系到每個(gè)員工及管理人員。總之人人養(yǎng)成節(jié)能意識，形成節(jié)能習(xí)慣，對個(gè)人、公司乃至國家的利益都有重要的意義。顯然，節(jié)能關(guān)系當(dāng)前、關(guān)系長遠(yuǎn)、關(guān)系子孫后代。一個(gè)公司只有在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)三方面利益取得平衡；只有“今日行動(dòng)、心系明天”才能取得長期的發(fā)展，而我們的實(shí)踐也證實(shí)了這一點(diǎn)，我們的努力一定會(huì)更成功。

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