浅析热电联产机组的节能减排措施

　　[摘要]：热电联产是符合国家节能减排的产业，本文通过晋江热电有限公司在循环流化床锅炉尾部烟道吹灰器改造以降低排烟温度、脱硫设备改造；汽轮机抽汽供热形式改造和冷却塔改造等几方面探讨热电联产机组的节能与减排措施。

　　[关键词]：节能减排 热电联产 循环流化床锅炉

　　1、引言

　　1.1节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。通过加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源

　　1.2热电联产是一项世界公认且大力推广的节能、环保产业，在我国20多年的发展过程中，以其在节能、环保等方面的独特优势，得到了较快发展，同时在推进能源综合利用、改善环境质量、加快地区经济发展等方面发挥了重要作用。鼓励发展热电联产，对加快推进节能减排具有重大而深远的意义。以下结合晋江热电有限公司（以下简称晋热）的现状及一系列改造，探讨热电联产机组的节能与减排措施。

　　1.3晋热位于福建省晋江市安东工业园区，是一家集发电、供热和向所在园区企业代供电的热电联产企业。热电厂现有2台260T/h东方锅炉厂生产的循环流化床锅炉和2台武汉汽轮机厂生产的C50一级抽汽凝汽式汽轮机，单机额定抽汽量80T/h，最大抽汽量140T/h。随着近年来煤炭价格的不断攀升，国家对节能减排的高度重视，热电厂的生产成本居高不下，因此，通过技术革新、节约挖潜、推进电厂节能减排尤为重要。

　　2、循环流化床锅炉的优点及节能减排改造

　　2.1循环流化床锅炉燃烧技术作为一种新型成熟的高效低污染清洁煤技术，具有许多其它燃烧方式没有的优点：

　　1）循环流化床锅炉属于低温燃烧，因此氮氧化物排放远低于煤粉炉，并可实现在燃烧过程中直接脱硫，脱硫效率高且技术设备经济简单，其脱硫的初投资及运行费用远低于煤粉炉加烟气脱硫。

　　2） 燃料适应性广且燃烧效率高，特别适合于低热值劣质煤。

　　3） 排出的灰渣活性好，易于实现综合利用，无二次灰渣污染。

　　4） 负荷调节范围大，低负荷可降到满负荷的30%左右。

　　2.2 在我国目前环保要求日益严格，电厂负荷调节范围较大、煤种多变、原煤直接燃烧比例高、 国民经济发展水平不平衡、燃煤与环保的矛盾日益突出的情况下，循环流化床锅炉已成首选的高效低污染的新型燃烧技术。

　　2.3晋热的循环流化床锅炉尾部对流烟道布置18台北京金中科声SCK-18A型声波吹灰器，由于其功率小，吹灰效果不佳，排烟温度一直在160℃以上，甚至达到170℃，无法达到锅炉的设计排烟温度147℃，导致锅炉效率降低，甚至影响锅炉出力，尾部烟道受热面的积灰还使烟气流通截面减小，烟气流动阻力增加，使风机的耗电量增加。因此采取各种措施保持受热面的清洁对提高锅炉热效率，节约引风机的耗电量是很必要的。经过考察和比较后，针对公司锅炉的特点，在原有的吹灰器数量上再增加6台北京中科声的大声波吹灰器（效率更高），使用压缩空气作为吹灰介质，试运行一段时间后，排烟温度有了明显的降低，基本上在150℃左右徘徊，锅炉效率有了大大提高，实现了节能的目的。

　　2.4循环流化床锅炉在燃烧过程中可脱除SO2、NOx等有害气体，同时采用电除尘技术去除烟气里的烟尘,其排放物可达到国家的排放标准。晋热的循环流化床锅炉的脱硫是在燃烧时向炉内添加石灰石进行脱硫。原先装置的石灰石系统是在输煤3#皮带的尾部用人工添加石灰石来操作，不但存在着加料不均匀和劳动强度大、工作环境恶劣的缺点，而且还浪费石灰石及影响锅炉的安全运行，制约了脱硫效率。现两炉共用一个容积为350m3（有效容积为280 m3）的石灰石粉储仓，储仓置于炉岛电梯竖井旁框架内，下方分岔为2个石灰石粉出口，共设两条输送管路，各对应一台锅炉，每台炉的前后墙各设有两个进粉口。石灰石粉通过手动检修门，经过上下两只变频旋转给料阀进入喷射器，利用高压罗茨风机将石灰石粉吹入炉膛。仓顶设备置于标高18米层两炉连接的水泥平台上，主要有布袋除尘器、罐车进料口、人孔等。为防止堵粉，粉仓配有流化装置，并配备相应的新型三叶罗茨风机、加热器等附属设备。投运改造后的石灰石系统，脱硫效果比改造前的比较发现，锅炉燃烧工况稳定，克服了人工添加不均匀的缺点，脱硫效果更佳，完全能够达到环保要求，且实现调节敏捷、可靠、安全，节约了人工费用，但增加了厂用电率和设备投资、维护，实现了减排的目的。

　　3.热电联产机组的供热形式分析及改造

　　3.1热电联产是既发电又产热的先进能源利用形式，与热电分产相比具有很多优点：一是降低能源消耗；二是提高空气质量；三是补充电源；四是节约城市用地；五是提高供热质量；六是便于综合利用；七是改善城市形象；八是减少安全事故。其供热形式：锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或抽汽汽轮机发电，其排汽或抽汽除满足各种热负荷外，还可回收高品质的凝结水重复利用。

　　3.2晋热的两台C50一级抽汽凝汽式汽轮机，设计单机额定抽汽量80T/h，最大抽汽量140T/h。原先设计的供热方式有三种：第一种是中压蒸汽供热（1台减温减压器），一次蒸汽温度为540℃，压力为9.8MPa，经过减温减压后，二次蒸汽温度为330℃，压力为2.5MPa；第二种是从汽轮机第七级叶片后抽出经过发电的蒸汽供热用户使用，十分经济。第三种方式是低压蒸汽供热（1台减温减压器），一次蒸汽温度为540℃，压力为9.8MPa，经过减温减压后，二次蒸汽温度为300℃，压力为1.0-1.27MPa。其中第一种方式为新蒸汽直接供用户使用，不经济，第三种作为第二种的备用；鉴于第一种方式，公司领导研究决定进行改造，经过与汽轮机厂家及多位专家共同讨论后决定，从一级抽汽管道上外接一根管道经减温后直接供热用户使用，选用合适的管径，能够满足用户需求。经过改造后运行数据验证了当初的决定，运行参数稳定，不需要频繁操作，可以在线调控，安全可靠，且不要增加设备投资，实现经济、节能的环保要求。

　　4.冷却塔的改造

　　4.1由于当初晋热在设计时，冷却塔的选型是喷雾通风式，每台汽机各配套两个喷雾通风冷却塔，采用自然通风冷却；同时对汽机冷却循环水系统计算有误，加之其它外部原因，造成循环冷却水温偏高，汽机在室外气温超过30℃时，凝汽器进水温度就已达35℃，出水温度达46℃左右，当对外供热量还未形成规模时，电厂在汽机接近纯凝状态下，无法满负荷运行，运行的经济指标也随之下降。

　　4.2为了解决这个问题，晋热请了省电力研究院、中试所、冷却塔的厂家和原设计单位的多位专家重新进行论证、设计。经过专家组对循环水系统现场运行情况的分析，指出存在的问题是循环水量不足和和冷却塔循环水压达不到设计要求。针对这种状况，专家组对汽机循环水系统提出改造方案：保持现有循环水系统基本不变，在此基础上单台汽机对应单个冷却塔，同时对冷却塔进行改造，每个冷却塔新增加三台风机，配套三台电机（其中每个冷却塔各有一台电机可以全速和半速切换运行），改为机械通风式冷却塔，循环水通过管道系统与原系统总管串联。剩下的两个冷却塔改为蓄水池（5000T），平时蓄满水，作为水库停止供水时的调节水。方案确定后，利用机组调停期间加班加点改造冷却塔。经过一段时间的试运行（夏天），汽机在室外气温30℃时，凝汽器循环水进水温度降到31℃，出水温度为42℃，机组带满负荷时真空为92KPa左右，完全可以满足要求，保证机组的安全、经济运行。同时可以根据气温情况调整冷却塔的风机台数，节省厂用电量。通过计算，改造两个冷却塔所发生的费用在两年内可以收回成本。

　　5．其它方面的改造

　　晋热在节能减排方面尝到甜头以后，更加不遗余力地对全厂能够改造的系统进行了梳理和技改。如：一次风机、二次风机、引风机的叶片切割，改变了“大马拉小车”的低效率状况；工业水泵、除盐水泵、凝结水泵变频改造（凝结水泵后因设计原因，试运行一段时间后多次发生电气故障，停用至今）等等，其技改基本上都取得了良好的经济效益，符合节能减排的国家政策。

　　6.结后语

　　在国家大力提倡节能环保的今天，节能减排既是市场的需要也是可持续发展的需要，所以有着巨大的动力和支持。相信以后会有越来越多的人力、财力、物力投入到这一方面，实现经济和环境达到双赢的局面。