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《政府工作报告》指出,今年要把节能降耗、保护环境和节约集约用地作为转变经济增长方式的突破口和重要抓手,并做出了具体部署。大力抓好节能降耗、保护环境和节约集约用地,对于从根本上改变我国粗放型经济增长方式,促进经济社会发展切实转入全面协调可持续发展的轨道,具有十分重要的意义。
第一,只有进一步落实科学发展观,推进节能降耗、保护环境和节约集约用地,才能促进人与自然和谐,实现可持续发展。我国的基本国情是人多地少,许多重要资源的人均拥有量都远低于世界平均水平,生态环境的承载能力也十分有限。我国45种主要矿产资源人均占有量不到世界平均水平的一半;人均耕地只有1.4亩,不到世界平均水平的40%;人均淡水资源量为2200立方米,仅为世界人均占有量的四分之一。我国长期以来高投入、高消耗、高排放、低效率的粗放型经济增长方式,导致经济增长高度依赖能源资源投入,经济社会发展与资源环境的矛盾日益突出,主要表现在:能源资源过度消耗,重要资源性产品大量进口,对外依存度不断提高;主要污染物排放超过环境承载能力,生态破坏和环境污染事故增多;建设用地增长过快,耕地总量和人均占有量不断减少。目前,我国每年消耗石油3亿多吨,煤炭20多亿吨,矿石总消耗量超过70亿吨,二氧化硫排放2500多万吨,化学需氧量排放1400多万吨。靠过量消耗资源和牺牲环境维持经济增长的路子,再也不能继续下去了。促进国民经济又好又快发展,必须处理好经济建设、人口增长、资源利用、保护环境的关系。我们要树立和落实以人为本、全面协调可持续的科学发展观,坚持节约资源和保护环境基本国策,大力抓好节能降耗、保护环境和节约集约用地,在生产、建设、流通、消费各领域节约能源资源,提高利用效率,加快建设资源节约型、环境友好型社会。
第二,只有进一步调整优化产业结构,推进节能降耗、保护环境和节约集约用地,才能提高国民经济整体素质和竞争力。我国经济发展中资源消耗多、环境污染重、经济整体素质不高的一个重要原因,是产业结构不合理。确保实现节能降耗、保护环境和节约集约用地的目标,首先就要调整和优化产业结构,促进产业结构由高消耗向低消耗转变,由粗加工向精加工转变,由低端产品向高端产品转变,促进第一、二、三产业健康协调发展,实现经济增长由主要依靠工业带动和数量扩张带动,向三次产业协同带动和优化升级带动转变。积极发展服务业,提高服务业在国民经济中的比重。以专业化分工和提高社会效率为重点,积极发展生产服务业,促进现代制造业与传统服务业融合互动;以满足人们需求和方便群众生活为中心,改造提升生活服务业,拓宽服务领域。积极调整工业结构,加快发展高新技术产业,运用高新技术和先进适用技术改造传统产业,促进传统产业升级,提高产品附加值,提升工业整体水平。要增强自主创新能力,努力掌握核心技术和关键技术,提升核心竞争力。推进以节能降耗为主要目标的设备更新和技术改造,积极采用有利于节能降耗的新设备、新工艺和新技术。严格执行产业政策和环保标准,组织实施固定资产节能评估和审查工作,完善主要工业耗能设备和产品能效标准,严禁新上浪费资源、污染环境的建设项目,加快淘汰高消耗、高排放、低效益的落后生产能力、工艺、技术和设备,推进企业联合重组,提高产业集中度和规模效益。全面推行清洁生产,加快淘汰一批污染严重的企业,着力改造一批重点企业,重点监管一批企业,限期治理一批企业,从源头上控制污染物排放总量。推进节能、节水、节地、节材和资源综合利用、循环利用,推行清洁生产,努力实现增产减污。
第三,只有进一步推动循环经济发展,推进节能降耗、保护环境和节约集约用地,才能降低经济发展代价,提高经济效益和社会效益。大力抓好节能降耗、保护环境和节约集约用地,必须创新经济发展思路和模式。循环经济把发展经济与节约资源、保护环境有机结合起来,不仅可以减少资源消耗,而且可以大大减轻环境污染,提高人民的生活质量。循环经济不仅开辟了资源综合利用、反复使用的新途径,使得物尽其用、变废为宝,资源利用的效率显著提高,而且从资源消耗的源头减少污染物的产生,使得废弃物被吃干榨尽、化害为利,污染治理的成效大为改善。要抓紧编制国家循环经济发展规划,完善循环经济评价指标体系和统计制度,推进循环经济试点。大力抓好节能降耗、保护环境和节约集约用地,还是提高经济效益和社会效益的重要手段。从企业看,推进资源节约和循环使用,能够减少资源消耗,降低生产成本,增加经济效益。从全社会看,开展资源综合利用和回收利用,有利于培育新的经济增长点,形成循环利用产业,产生新的经济效益。
总之,大力推进节能降耗、保护环境和节约集约用地,加快建设资源节约型和环境友好型社会,体现了广大人民群众的愿望和要求,事关现代化建设进程和国家安全,事关人民群众福祉和根本利益,事关中华民族的生存和长远发展。我们一定要把这项工作摆在更加突出的位置,采取更有效的政策措施,加大工作力度,切实保证实现"十一五"规划节能减排目标的全面实现。
关键词:火电厂;电气节能;节能技术;损耗
中图分类号:TM08 文献标识码:A 文章编号:
目前我国火电厂发电能力和当前的用电需求还存在一定的差距,甚至有些地方出现限电现象,严重影响了经济的发展。因此对电气设施采取节能措施是非常必要的。
从电气设计工艺专业的角度认为,火电厂的节能降耗中最直接的办法是节约燃料,提高锅炉燃烧效率与热力循环效率,降低传输热量损耗。加强引进火力发电的新材料、变频调节技术的使用,设计火电厂电气系统时采取节能措施,保证节能效果。
一、降低变压器的有功损耗
变压器损耗主要是空载损耗与负载损耗,变压器铁心的材质和变压器内部的结构决定空载消耗,负载消耗就主要由线圈的材质和导体截面决定。
(一)采用节能型变压器
随着科学技术的发展,变压器根据实践操作不断改进变压器构成,提升变压器节能功效。如今变压器在逐渐更新,以前S7和S9型的变压器已成为耗能的机器,而S10—1600/10型的节能变压器,空载损耗是1.8kW,负载是14Kw,是我国先今最佳的节能型变压器。
表110kV级配电变压器的损耗对照表
(二)调整变压器运行方式节约耗能
最大限度的减少空在运行变压器数量。在火力发电厂,大容量高压启动备用变压器也是电厂启动电源,它的容量和最大的高压厂用的变压器相同,虽然具有一定优势,但是空载的消耗也是巨大的。如果将“启/备”设计为“冷备用”,即处于备用状态时不带电,这样便能节约很多的电能和其他经济开支。
在保证火电厂用电的可靠性的基础上,低压厂用电接线采用暗备用动力中心方式接线,这样在设备运行时两台互为备用的变压器可以分担负荷,使每台变压器的负载损耗大幅度降低,节能效果很好。
二、减少线路上的能量损耗
线路上的电阻会对流过的电流造成有功功率的损耗,用公式说明就是:
P=I2R×10-5
式中:I——线电流(A);R——线路电阻(Ω)。
不能改变线路电流,就只能减小线路电阻降低线路电能损耗。线路电阻的公式是:R=P×L/S,从公式中可以看出降低线路电能损耗应该采取的几个主要措施:
1、电导P越大,电阻越大。在电气设计时,宜选取电导率较小的铜作为导体,配电室汇流铜母排和铜芯电力电缆等是比较好的电导材料。
2、火电厂电气线缆越长L,电阻越大。因此在设计电气安装时,要综合分析电缆线路安装位置,缩短从配电室输送电流到各类辅机设备处的电缆长度,从整体上减少电缆线路长度,降低电阻电能损耗。其中,可以选择离相封闭母线。首先,选择它是因为它使火电厂主厂房及相关设施的线路安装位置布置紧凑,最大限度的缩短导体长度,减少输电损耗;其次,因其屏蔽效果好,能够很好的降低输电过程中线路的铁磁性损耗,加之使用封闭母线,不仅可以增加线路运行的可靠性,减少维护工作力量,还能提升安装线路的美观度。
3、线路截面S越大,电阻越小。在选择导体时,对全年负荷利用小时数比较大、母线比较长、传输容量比较大的回路,火电厂要依据经济电流的密度选择导截流导体截面积,在减少投资的同时降低线路电阻损耗。
三、减少输电过程中的铁磁性损耗
由于受到交变磁场的作用,钢材料产生涡流损耗和磁滞损耗,被称为铁磁性损耗。铁磁性损耗大,造成钢材料过热,不但威胁工作人员的安全、设备安全和电力系统结构的安全,更会使大量的电能浪费。因此在交变磁场中要减少钢材料的使用,增加屏蔽或者改善钢材料与截流导体空间关系,从而减少铁磁性消耗,节省电能。
1、导体金具采用最先进的型号,采用非导磁性材料制造的金具,从而降低产热性,增加金具使用期,减少电能损耗和其他经济开支。
2、严格限制钢结构的使用,加大钢结构与电抗器的距离。
四、提高系统功率因数
图1异步电动机效率一功率曲线
其异步电动机的转速公式:
鼠笼型异步交流电动机因其结构原因,在低负荷的情况下效率很低,效率功率曲线图见图1.
鼠笼型异步交流电动机是火电厂系统中主要用电设备,它结构简单、运行可靠、易于维护、价格便宜,对拖动电力具有重要的意义。但它必须用系统中引入超前的无功抵消其运行是产生的滞后无功,而超前的无功功率要从系统经高、低压线路传输到用电设备,在传输线路上自然会产生有功损耗,浪费电能。为达到电气设计节能的效果,就要提高系统的功率因数,使用电容补偿系统,由电容器产生的超前无功与前者相互抵消,就是Q=QL-QC。由此可见,要减少无功的耗能需求量,就采用无功补偿提高系统功率因数。
五、风机、水泵类负载的变频节能技术
(一)火电厂风机、水泵类的设计现状
依据我国现行的火电设计规程,风机、水泵都是按照额定的功率运行,风机选用的电动机型号没有完全匹配,在作业时冗余量大,但其的调节方式不够先进,没有形成闭环控制,不能达到省电节能的目的;水泵流量通常为最大流量,压力调控方式仅仅是控制阀门开度大小和电机启停的手段。电气的控制手段落后不能有效的控制电机的转速,更不能发挥软启动的作用,导致对机械的冲击力大、系统运行时间短、震动噪声干扰大、功率因素低、电能浪费大。
(二)风机、水泵类负载的变频调速的节能意义
为了充分利用风机水泵运行负荷,使用变频器有效的控制风机、水泵类的负载是火力发电厂电气设计最佳节能方法。它使用变频器内置PID调节软件可直接调节电动机的转速,让它保证水压和风压的恒定,达到系统要求的压力。通过控制电机运行的额定转速,降低机械损耗、电机铜、铁损的影响,必能大大的提高节能效率。使用变频调速,能够施行闭环恒压控制,进一步降低电能消耗。对于大功率的电动机,采用变频器对其进行软停、软启,避免电流冲击对电气设备的影响,降低电动机不必要的损害,最终较少了对电网容量的要求和无功损耗。
六、照明部分的节能
根据火力发电厂不同的工作场地实际情况,安装不同类型的高效光源,从而降低电能浪费,节约电能资源。室内工作照明:高低压配电室、机炉电控制室、化验室等,应该采用荧光灯和小功率高压钠等高效光源,比如U型管节能荧光灯,已经达到《建筑照明设计标准》中照明功率密度的限值要求。高大空间和室外工作的照明及道路照明:对汽机间和锅炉间的照明应该使用金属卤化物灯、高压钠灯之类的高光强气体放电灯,这些电灯采用的镇流器都是低耗能的,十分节能。
七、结语
火电厂要充分发展电气部分的节能潜能,在电气设计时全方面考虑有利于电气系统节能的各种可行的技术措施。节能变压器、变频驱动、节能照明技术是电气设计首要考虑的基本因素,其次优化电气接线方案的设计、优化导体选择和优化安装时保证电气节能的重要设计层面,火电厂电气设计人员要在坚持电气系统安全可靠的运行的同时,全面进行节能设计,从而降低火电厂的电能损耗,提高火电厂的供电力和经济效益。
参考文献:
[1]冯岩,朱文强.火力发电厂电气节能设计方法[J].黑龙江电力,2007,29(1):72-75.
[2]戴悦.火力发电厂电气系统节能设计[C].//清洁高效燃煤发电技术协作网2011年会论文集.2011:1-8.
[3]徐群英.电气节能设计[J].中国住宅设施,2007,(2):58-59.
关键词:锅炉房;节能降耗;影响因素;措施
中图分类号:TE08 文献标识码:A
引言
我国是高速发展的新兴国家,资源消耗、污染物排放占全球的比重了越来越大。随着人民生活水平的提高,与人民生活水平息息相关的锅炉的数量也急速增长,其节能管理、污染物排放管理、安全管理问题日益突出,做好锅炉的节能减排工作具有十分重要的意义。
一、影响锅炉房能耗的主要因素
1、锅炉实际运行参数与设计参数不符造成能耗过高
通常锅炉选型时,应通过合理计算确定锅炉容量,并根据供应的燃料种类选择炉型,但实际应用时较难做到。目前我国在用的锅炉普遍存在运行负荷较额定负荷低的状况,且运行状况欠佳。
2、控制系统自动化程度低。
锅炉的运行自动化程度较低,现有自控系统主要起保证锅炉安全运行的作用,如高低水位报警及联锁保护、超压报警装置等,且不少小型锅炉的这些功能也因维护保养不足而常处于非正常状态。对于锅炉燃烧工况基本没有自动调节,主要依靠司炉人员凭经验观察调节,往往片面注重安全而忽视了节能经济燃烧,缺乏基本的自动控制系统,以致锅炉运行效率普遍偏低。
3、供暖管道和耗能设备老化、保温差
在用锅炉炉体、蒸汽管道及耗热设备大多数采取简易保温,还有很多设备由于使用时间过长,严重老化,需要经常性的维护,未进行保温。各种管道、阀门漏汽、漏水的问题时有发生,导致大量热量在传输过程中散失。
4、锅炉房给水质量较低
目前不少锅炉房不注重水质处理,锅炉水质处理工作形同虚设,给水质量达不到 GB/T1576《工业锅炉水质》标准要求,导致锅炉结垢,直接影响锅炉传热及热效率。
5、锅炉房管理人员及司炉人员技术素养不高
多年来,企业配备专职技术人员从事工业锅炉运行管理较欠缺,且司炉人员的文化水平偏低。有不少企业的司炉人员为老弱病残的转岗工。据测试,在炉型、燃气等条件相同的情况下,由于操作水平的差异,锅炉的运行效率可相差3-10个百分点,司炉人员技术素质较差直接影响了锅炉的安全经济运行和节能降耗[1]。
锅炉房节能降耗的措施
1、锅炉设备节能降耗技术
锅炉设备节能降耗从根本上讲是要应用节能新技术开发先进的锅炉产品,但是,目前锅炉运行相对落后的情况,在较长的时间内不会改变,因此,对锅炉进行节能改造极为重要。
1.1改造锅炉设施管网,减少能源损耗
锅炉的技术改造,是在保持锅炉主体的前提下,以降低能耗为目的,对锅炉进行改造和扩容,譬如将蒸汽锅炉改造成热水锅炉,以此提高锅炉运行时的安全系数,同时为锅炉的能源减缓,创造有利的条件。为了确保锅炉热水出力的高效率水平,我们需要实现锅炉管网的数字化管理,利用超声波流量仪,调节管网各端的平衡性,增加远端的流量和循环速度,并采取分流控制模式,实现锅炉的精细化管理。针对锅炉水垢的现象,在改造锅炉设施管网的时候,要提高热水的循环效率,对锅炉运行的参数和出水温度进行定时调节,并做好抄表调节的记录,对比分析记录的数据,以确保运行参数的合理性,最大限度提高锅炉使用效率和降低锅炉的能源损耗。
1.2燃气锅炉选用冷凝式锅炉
冷凝式锅炉是指能够从锅炉排放的烟气中吸收水蒸汽所含的汽化潜热的锅炉。这类锅炉利用低温水将排烟温度降到很低,可至50℃-70℃,因此不仅烟气将显热传递给水或蒸汽,而且还将其中所含水蒸气冷凝后释放的汽化潜热传递给它们,以供有效利用,冷凝式锅炉的热效率比传统的锅壳锅炉高10%-17%,不仅节能,而且在烟气中水蒸汽冷凝的同时,可以除去烟气中的有害物质,达到了提高热效率、减少污染的节能环保双重效应。冷凝式锅炉采用高性能的外壳保温和密封材料。
2、管理锅炉的水质
锅炉安全经济的运行前提,是以相关的法规和标准为前提,提高水的使用和管理水平,确保锅炉水质质优水平。锅炉水质的要求是节约能源和符合环境保护。在锅炉使用的过程中,应该根据《锅炉水处理监督管理规则》每日定时监测锅炉的水质,并对存在的水质问题予以解决。另外是对锅炉进行化学清洗,其依据是《锅炉化学清洗规则》,将锅炉中的水垢取出,并防止水垢的产生,对于锅炉的排污率来说,可以得到一定程度提高,同时也可以增强热量传递效力和减少热量的无形损失,对于节能减排工作来说,是重要的作业环节。
3、对锅炉燃烧进行调整与优化
锅炉由于燃烧调整并不科学合理,燃烧的比率也没有得到有效调整与优化,故而燃烧并不充分,严重影响了锅炉的使用效率。因此,在锅炉节能降耗过程中必须对锅炉的燃烧进行有效调整,合理安排风量的配比,从而使锅炉处于最理想的运行状态。为了可以让锅炉充分燃烧,不仅需要对燃烧进行调整,还必须强化对风量的科学配比工作,调整出科学的过剩空气系数,从而使得燃烧更加充分。调整之后,空气系数若不科学,无论过大或过小,都会影响到锅炉的运行效率。空气系数愈大,排烟所损耗的热损失就愈大。具体的调整方法如下:在锅炉的正常运行过程中,一旦增加负荷,必须适当加大风量,从而使得燃料量的比值低于风量的调整比值,再逐步加大燃烧量。在负荷降低的时候,应当适当减小风量,从而使得燃料量的比值超过风量的调整比值,再逐步减少燃烧量。在调整锅炉燃烧系数的过程中,如果负荷小于230~250MW范围时,氧量超过了规定值的2%~3%,此时就算燃料量有所下降,但若风量并未减少,就会导致氧量表指示的数值偏高。同时,燃料量所要求的空气量比率升高,对炉膛温度会产生非常直接的影响,造成锅炉无法完全燃烧,使其热效率下降。因此,对锅炉的燃烧实施合理调整和优化,能使锅炉的能源损耗进一步降低。
4、烟气余热回收
本工程燃气热水锅炉房目前锅炉排烟温度150℃,锅炉回水温度40℃左右。将烟气热量用于加热锅炉回水会提高不少锅炉效率。
4.1性能特点:
(1)使用寿命长,主要由导热系数高、抗中等强度酸性腐蚀的铝翅片管组成。
(2)翅化比高,结构紧凑、且体积小、重量轻,便于安装,可组合使用。
(3)吸收排烟余热,降低排烟温度,提高锅炉效率,节约燃料。
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