煤电节能

針还与草2012年第4期(总第79期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2012年4月节能减排煤电节能刘超(陕西银河宏博发电工程答询有限公司,陝西西安710054)摘要:从国家的节能需求和能源政策入手,分析了目前中国煤电节能的必要性和重要意义,介绍了目前比较常见的几种煤电节能方式——优化燃烧技术、尾气回收余热利用、热电联产、超临界和超趯临界机组的推广,着重分析了超临界和超超临界机组的优势及存在的技术问题关键词:节能;超临界技术中图分类号:TM6l文献标识码:A文章编号:2095-0802-(201204-0038-02Coal-fired Power Energy-saving MeasureLIU Chao( Shanxi Yinhe Hongbo Power Engineering Consulting Ltd, Xi'an 710054, Shanxi, China)Abstract: In this paper, according to the countrys energy needs and energy policies, we analyze the necessity and significance ofChina's current coal-fired energy-saving. Then describe the more common types of coal currently saving mode - optimizedcombustion, exhaust gas recycling waste heat recovery, cogeneration, supercritical and ultra-supercritical technology. As the focusof this article, advantages and technical problems of supercritical and ultra-supercritical technology are introducedKey words: energy-saving: supercritical technology1国内节能需求与国家能源政策炉燃烧优化技术研究现状综述的基础上,还对燃烧技术的发展趋势进行了展望。燃烧优化技术研究主要表随着人口增长和经济的快速发展,资源环境约束现在线测量仪表、非线性动态建模、多元优化目标、专日益突出。2007年,中国一次能源消费总量达到26.5×家系统和闭环系统等方面,将混沌理论、分形理论、场I0}t标煤,比2003年增长了51%。在中国,以煤炭为协同理论、灰色系统理论和数据挖掘理论等科技前沿主的能源结构难以根本改变。煤炭在一次能源消费量技术应用到电站锅炉燃烧优化的研究中,将会大大拓的比例一直在70%左右甚至2002年以来还出现了小展燃烧优化的研究空间,给燃烧优化的研究带来新的幅上扬。大量开釆和消耗煤炭,不仅对交通运输系统造生命力。成很大压力,而且造成中国能源系统利用效率低,对环22尾气回收余热利用境构成巨大压力。钢铁、化工、建材、炼油和炼焦、发电目前不少锅炉烟气的排烟温度在180℃~220℃和供热5大高耗能行业是中国能源消费的大户。提高左右,大量的热能直接排放进大气,不仅造成能源的巨这些部门的能源利用效率(比如说煤电节能)有着迫切大浪费,也对环保有很大的影响,是城市热岛效应的罪的需求和深远的意义。魁祸首之一。因此,对锅炉烟气的余热回收与利用将有非常重大的社会、环境和经济效益。2煤电节能的具体形式23热电联产煤电节能的具体形式有很多,主要有以下几种:燃热电联产是火力发电厂将汽轮机中作完一部分工烧优化技术,尾气回收余热利用,热电联产,超临界、超的蒸汽抽出而供给用热户,使本应排至凝汽器需要放弃超临界机组应用的蒸汽凝结热得以利用而不予废弃,使火电厂的全厂热2.1燃烧优化技术效率可以大大提高,根据不同的进气参数将热效率由燃烧优化技术是实现电站锅炉高效燃烧和污染物中国煤化工高到9%左右,热电控制的经济、有效的方法之一。通过在对国内外电站锅联生CNMHG热两项工程的组合,在1以前提下,热电联产比收稿日期:201203-06单纯发电加单纯集中供热的能耗之和要小,而这两者间作者简介:刘超,1984年生,男,映西合阳人,2007年毕业于西的总能耗差值就是热电联产在节能上的收益。安交通大学热能与动力工程专业,助理工程师。2012年第4期煤电节能2012年4月24超临界和超超临界机组的推广段:在总结第1阶段机组的设计与运行经验的基础上超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改同时提高蒸汽的压力和温度参数,即:主蒸汽压力31善环境的效果。根据实际运行的燃煤机组的经验,亚临8Mpa-35.8Mpa,蒸汽温度580℃-610℃或更高。蒸界机组的净效率约为37%~38%,超临界机组的净效率汽的压力和温度提高后机组热效率将进一步提高,当约为40%-41%,超超临界机组的净效率约为4%然锅炉整个受压系统的设计也都将发生变化(。至于再45%。从供电煤耗看,亚临界机组约为330g(kW·h)热方式,目前宜采用一次再热为主,以简化系统,减少-340g(kW·h),超临界机组约为310g(kW·h}-320g′材料消耗降低成本。当然,从提高机组热效率角度考kW…h),超超临界机组约为290g(kW·h-300g/(kW·虑,采用二次再热也是超超临界机组的发展方向之一。h)。中国发电设备的装机容量预计到2020年将达到3.3超临界锅炉的布置结构与燃烧方式10×10°kW,火电设备的装机容量将达75亿kW,年大容量电站锅炉的总体布置型式主要有2种即Ⅱ发电量将达4x10"kW·h,如能将供电标准煤耗降到型和半塔型。Ⅱ型布置是国内外中大容量锅炉采用最330gkWh以下,则每年可节省煤炭达2×10t标准广泛的布置形式。直流燃烧器切圆燃烧和旋流燃烧器煤。同时由于机组效率的提高污染物的排放也相应减前墙或对冲燃烧是目前应用最为广泛的煤粉燃烧方少,经济和社会效益十分明显2。未来火电建设将主要式。由于切园燃烧中四角火焰的相互支持,一、二次风是发展高效率高参数的超临界(SC)和超超临界(USC)的混合便于控制等特点,分其煤种适应性更强,可以较火电机组,它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。满意地燃用各种低挥发分和高灰分的煤种,适合中国3超临界超超临界机组与超临界水动力燃煤电站锅炉煤种多变和煤质逐渐变差的特点,因而采用直流燃烧器切國燃烧方式更适合我国的国情,目随着火电机组工质参数的提高,新的问题随之而前中国设计制造的300MW、600MW机组锅炉绝大多来,超临界和超超临界机组有着几个技术关键。数采用∏型布置切圆燃烧方式。3.1材料问题超超临界技术己在美国、日本和欧洲得到迅速发展,美国和德国等国家早期开发的超临界和超超临界超超临界机组也已批量投运取得了良好的运行业绩,具机组,由于蒸汽参数的选择超出了当时的金属材料技有良好的可靠性、经济性。因此超超临界机组将是中国术水平,在其运行中都暴露出不少问题,主要是奥氏体清洁煤发电技术的主要发屐方向,也是解决电力短缺、能钢的使用问题。奥氏体钢比铁素体钢具有更高的热强源利用率低和环境污染严重的最现实最有效途径。性和抗高温氧化、腐蚀性,但同时也存在膨胀系数大、參考文献:热导性差、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂敏感和异种钢焊接1]孔祥关于热电联产的节能分析J电力与能源,200825等诸多问题。近十几年来,美国、日本和欧洲各国纷纷致力于锅[2]陈听宽超临界与超超临界锅炉技术的发展与研究[J世炉用耐热新钢种的研究开发。经多年在役考验及试验界科技研究与发展,200527).6:42-48论证,一些改良型铁素体、奥氏体耐热钢以其优异的热[31熊立超临界锅炉技术特点及发展方向1湖南电力2008强性、抗高温氧化、腐蚀性及良好焊接工艺性脱颖而出(28)458-62并相继得到国际权威机构认可,在当今超临界、超超临(责任编辑:高志凤界机组厚壁及高温部件中得到越来越广泛的应用,并斗““-长体现出越来越重要的价值。能原知识32蒸汽参数提高蒸汽参数蒸汽的初始压力和温度)采用再热太阳能发电站系统、增加再热次数,都是提高机组效率的有效方法。太阳能发电站是指用太阳能进行发电的电站。有根据蒸汽参数与机组热效率之间的关系、国外超超临太阳光发电和太阳热发电两类。太阳能发电系统主要界技术的发展水平与实际运行情况,以及新型耐热钢包括:太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器、负载的性能、价格及其在我国的应用状况,中国超大容量超等组成。其中,太阳能电池组件和蓄电池为电源系统超临界锅炉蒸汽参数的发展应分为2个阶段:第1阶控制尬龆尬看,负载为系统终端。a)段:由于提高蒸汽的温度对提高机组热效率更有益,因太阳中国煤化工核心部分,将太阳的此早期可采用较低主蒸汽压力,主要提高蒸汽温度,辐射CNMHG电控制器是为蓄电池即:主蒸汽压力宜采用25Mp-28Mpa,蒸汽温度以提供最佳的充电电流和电压c)蓄电池作用是将太阳580℃-610℃为宜。这样,与常规超临界锅炉相比,主能电池方阵发出直流电贮存起来供负裁使用;d逆变要是提高过热器与再热器高温段的材料等级;第2阶器将直流电变换成交流电。