針還與草2012年第4期(總第79期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2012年4月節(jié)能減排煤電節(jié)能劉超(陜西銀河宏博發(fā)電工程答詢(xún)有限公司,陝西西安710054)摘要:從國(guó)家的節(jié)能需求和能源政策入手,分析了目前中國(guó)煤電節(jié)能的必要性和重要意義,介紹了目前比較常見(jiàn)的幾種煤電節(jié)能方式——優(yōu)化燃燒技術(shù)、尾氣回收余熱利用、熱電聯(lián)產(chǎn)、超臨界和超趯臨界機(jī)組的推廣,著重分析了超臨界和超超臨界機(jī)組的優(yōu)勢(shì)及存在的技術(shù)問(wèn)題關(guān)鍵詞:節(jié)能;超臨界技術(shù)中圖分類(lèi)號(hào):TM6l文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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國(guó)內(nèi)節(jié)能需求與國(guó)家能源政策爐燃燒優(yōu)化技術(shù)研究現(xiàn)狀綜述的基礎(chǔ)上,還對(duì)燃燒技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。燃燒優(yōu)化技術(shù)研究主要表隨著人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,資源環(huán)境約束現(xiàn)在線(xiàn)測(cè)量?jī)x表、非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)建模、多元優(yōu)化目標(biāo)、專(zhuān)日益突出。2007年,中國(guó)一次能源消費(fèi)總量達(dá)到26.5×家系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)等方面,將混沌理論、分形理論、場(chǎng)I0}t標(biāo)煤,比2003年增長(zhǎng)了51%。在中國(guó),以煤炭為協(xié)同理論、灰色系統(tǒng)理論和數(shù)據(jù)挖掘理論等科技前沿主的能源結(jié)構(gòu)難以根本改變。煤炭在一次能源消費(fèi)量技術(shù)應(yīng)用到電站鍋爐燃燒優(yōu)化的研究中,將會(huì)大大拓的比例一直在70%左右甚至2002年以來(lái)還出現(xiàn)了小展燃燒優(yōu)化的研究空間,給燃燒優(yōu)化的研究帶來(lái)新的幅上揚(yáng)。大量開(kāi)釆和消耗煤炭,不僅對(duì)交通運(yùn)輸系統(tǒng)造生命力。成很大壓力,而且造成中國(guó)能源系統(tǒng)利用效率低,對(duì)環(huán)22尾氣回收余熱利用境構(gòu)成巨大壓力。鋼鐵、化工、建材、煉油和煉焦、發(fā)電目前不少鍋爐煙氣的排煙溫度在180℃~220℃和供熱5大高耗能行業(yè)是中國(guó)能源消費(fèi)的大戶(hù)。提高左右,大量的熱能直接排放進(jìn)大氣,不僅造成能源的巨這些部門(mén)的能源利用效率(比如說(shuō)煤電節(jié)能)有著迫切大浪費(fèi),也對(duì)環(huán)保有很大的影響,是城市熱島效應(yīng)的罪的需求和深遠(yuǎn)的意義。魁禍?zhǔn)字?。因?對(duì)鍋爐煙氣的余熱回收與利用將有非常重大的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。2煤電節(jié)能的具體形式23熱電聯(lián)產(chǎn)煤電節(jié)能的具體形式有很多,主要有以下幾種:燃熱電聯(lián)產(chǎn)是火力發(fā)電廠(chǎng)將汽輪機(jī)中作完一部分工燒優(yōu)化技術(shù),尾氣回收余熱利用,熱電聯(lián)產(chǎn),超臨界、超的蒸汽抽出而供給用熱戶(hù),使本應(yīng)排至凝汽器需要放棄超臨界機(jī)組應(yīng)用的蒸汽凝結(jié)熱得以利用而不予廢棄,使火電廠(chǎng)的全廠(chǎng)熱2.1燃燒優(yōu)化技術(shù)效率可以大大提高,根據(jù)不同的進(jìn)氣參數(shù)將熱效率由燃燒優(yōu)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電站鍋爐高效燃燒和污染物中國(guó)煤化工高到9%左右,熱電控制的經(jīng)濟(jì)、有效的方法之一。通過(guò)在對(duì)國(guó)內(nèi)外電站鍋聯(lián)生CNMHG熱兩項(xiàng)工程的組合,在1以前提下,熱電聯(lián)產(chǎn)比收稿日期:201203-06單純發(fā)電加單純集中供熱的能耗之和要小,而這兩者間作者簡(jiǎn)介:劉超,1984年生,男,映西合陽(yáng)人,2007年畢業(yè)于西的總能耗差值就是熱電聯(lián)產(chǎn)在節(jié)能上的收益。安交通大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè),助理工程師。2012年第4期煤電節(jié)能2012年4月24超臨界和超超臨界機(jī)組的推廣段:在總結(jié)第1階段機(jī)組的設(shè)計(jì)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上超臨界、超超臨界火電機(jī)組具有顯著的節(jié)能和改同時(shí)提高蒸汽的壓力和溫度參數(shù),即:主蒸汽壓力31善環(huán)境的效果。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的燃煤機(jī)組的經(jīng)驗(yàn),亞臨8Mpa-35.8Mpa,蒸汽溫度580℃-610℃或更高。蒸界機(jī)組的凈效率約為37%~38%,超臨界機(jī)組的凈效率汽的壓力和溫度提高后機(jī)組熱效率將進(jìn)一步提高,當(dāng)約為40%-41%,超超臨界機(jī)組的凈效率約為4%然鍋爐整個(gè)受壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也都將發(fā)生變化(。至于再45%。從供電煤耗看,亞臨界機(jī)組約為330g(kW·h)熱方式,目前宜采用一次再熱為主,以簡(jiǎn)化系統(tǒng),減少-340g(kW·h),超臨界機(jī)組約為310g(kW·h}-320g′材料消耗降低成本。當(dāng)然,從提高機(jī)組熱效率角度考kW…h(huán)),超超臨界機(jī)組約為290g(kW·h-300g/(kW·慮,采用二次再熱也是超超臨界機(jī)組的發(fā)展方向之一。h)。中國(guó)發(fā)電設(shè)備的裝機(jī)容量預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到3.3超臨界鍋爐的布置結(jié)構(gòu)與燃燒方式10×10°kW,火電設(shè)備的裝機(jī)容量將達(dá)75億kW,年大容量電站鍋爐的總體布置型式主要有2種即Ⅱ發(fā)電量將達(dá)4x10"kW·h,如能將供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗降到型和半塔型。Ⅱ型布置是國(guó)內(nèi)外中大容量鍋爐采用最330gkWh以下,則每年可節(jié)省煤炭達(dá)2×10t標(biāo)準(zhǔn)廣泛的布置形式。直流燃燒器切圓燃燒和旋流燃燒器煤。同時(shí)由于機(jī)組效率的提高污染物的排放也相應(yīng)減前墻或?qū)_燃燒是目前應(yīng)用最為廣泛的煤粉燃燒方少,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分明顯2。未來(lái)火電建設(shè)將主要式。由于切園燃燒中四角火焰的相互支持,一、二次風(fēng)是發(fā)展高效率高參數(shù)的超臨界(SC)和超超臨界(USC)的混合便于控制等特點(diǎn),分其煤種適應(yīng)性更強(qiáng),可以較火電機(jī)組,它們?cè)诎l(fā)達(dá)國(guó)家已得到廣泛的研究和應(yīng)用。滿(mǎn)意地燃用各種低揮發(fā)分和高灰分的煤種,適合中國(guó)3超臨界超超臨界機(jī)組與超臨界水動(dòng)力燃煤電站鍋爐煤種多變和煤質(zhì)逐漸變差的特點(diǎn),因而采用直流燃燒器切國(guó)燃燒方式更適合我國(guó)的國(guó)情,目隨著火電機(jī)組工質(zhì)參數(shù)的提高,新的問(wèn)題隨之而前中國(guó)設(shè)計(jì)制造的300MW、600MW機(jī)組鍋爐絕大多來(lái),超臨界和超超臨界機(jī)組有著幾個(gè)技術(shù)關(guān)鍵。數(shù)采用∏型布置切圓燃燒方式。3.1材料問(wèn)題超超臨界技術(shù)己在美國(guó)、日本和歐洲得到迅速發(fā)展,美國(guó)和德國(guó)等國(guó)家早期開(kāi)發(fā)的超臨界和超超臨界超超臨界機(jī)組也已批量投運(yùn)取得了良好的運(yùn)行業(yè)績(jī),具機(jī)組,由于蒸汽參數(shù)的選擇超出了當(dāng)時(shí)的金屬材料技有良好的可靠性、經(jīng)濟(jì)性。因此超超臨界機(jī)組將是中國(guó)術(shù)水平,在其運(yùn)行中都暴露出不少問(wèn)題,主要是奧氏體清潔煤發(fā)電技術(shù)的主要發(fā)屐方向,也是解決電力短缺、能鋼的使用問(wèn)題。奧氏體鋼比鐵素體鋼具有更高的熱強(qiáng)源利用率低和環(huán)境污染嚴(yán)重的最現(xiàn)實(shí)最有效途徑。性和抗高溫氧化、腐蝕性,但同時(shí)也存在膨脹系數(shù)大、參考文獻(xiàn):熱導(dǎo)性差、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感和異種鋼焊接1]孔祥關(guān)于熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能分析J電力與能源,200825等諸多問(wèn)題。近十幾年來(lái),美國(guó)、日本和歐洲各國(guó)紛紛致力于鍋[2]陳聽(tīng)寬超臨界與超超臨界鍋爐技術(shù)的發(fā)展與研究[J世爐用耐熱新鋼種的研究開(kāi)發(fā)。經(jīng)多年在役考驗(yàn)及試驗(yàn)界科技研究與發(fā)展,200527).6:42-48論證,一些改良型鐵素體、奧氏體耐熱鋼以其優(yōu)異的熱[31熊立超臨界鍋爐技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展方向1湖南電力2008強(qiáng)性、抗高溫氧化、腐蝕性及良好焊接工藝性脫穎而出(28)458-62并相繼得到國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可,在當(dāng)今超臨界、超超臨(責(zé)任編輯:高志鳳界機(jī)組厚壁及高溫部件中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,并斗““-長(zhǎng)體現(xiàn)出越來(lái)越重要的價(jià)值。能原知識(shí)32蒸汽參數(shù)提高蒸汽參數(shù)蒸汽的初始?jí)毫蜏囟?采用再熱太陽(yáng)能發(fā)電站系統(tǒng)、增加再熱次數(shù),都是提高機(jī)組效率的有效方法。太陽(yáng)能發(fā)電站是指用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電的電站。有根據(jù)蒸汽參數(shù)與機(jī)組熱效率之間的關(guān)系、國(guó)外超超臨太陽(yáng)光發(fā)電和太陽(yáng)熱發(fā)電兩類(lèi)。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)主要界技術(shù)的發(fā)展水平與實(shí)際運(yùn)行情況,以及新型耐熱鋼包括:太陽(yáng)能電池組件、控制器、蓄電池、逆變器、負(fù)載的性能、價(jià)格及其在我國(guó)的應(yīng)用狀況,中國(guó)超大容量超等組成。其中,太陽(yáng)能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng)超臨界鍋爐蒸汽參數(shù)的發(fā)展應(yīng)分為2個(gè)階段:第1階控制尬齠尬看,負(fù)載為系統(tǒng)終端。a)段:由于提高蒸汽的溫度對(duì)提高機(jī)組熱效率更有益,因太陽(yáng)中國(guó)煤化工核心部分,將太陽(yáng)的此早期可采用較低主蒸汽壓力,主要提高蒸汽溫度,輻射CNMHG電控制器是為蓄電池即:主蒸汽壓力宜采用25Mp-28Mpa,蒸汽溫度以提供最佳的充電電流和電壓c)蓄電池作用是將太陽(yáng)580℃-610℃為宜。這樣,與常規(guī)超臨界鍋爐相比,主能電池方陣發(fā)出直流電貯存起來(lái)供負(fù)裁使用;d逆變要是提高過(guò)熱器與再熱器高溫段的材料等級(jí);第2階器將直流電變換成交流電。