站在2015年年中節點(diǎn)，“十二五”即將收官，“十三五”藍圖在繪?？梢钥隙ǖ氖?，電力行業(yè)節能減排，不僅是“十二五”期間我國經(jīng)濟發(fā)展的熱點(diǎn)，還將繼續成為“十三五”我國電力發(fā)展的重中之重?！笆濉蔽覈l(fā)電企業(yè)節能降耗取得哪些實(shí)踐經(jīng)驗？“十三五”節能降耗路線(xiàn)圖如何規劃？針對上述問(wèn)題，筆者對“十二五”期間煤電機組節能降耗情況進(jìn)行了總結回顧，并探討了“十三五”期間煤電節能降耗工作的長(cháng)遠構思，以供大家參考。
一、“十二五”我國煤電機組節能降耗工作回顧
“十二五”期間，我國煤電機組節能減排工作主要從兩個(gè)方面開(kāi)展：一是對在役機組實(shí)施大面積節能改造；二是“上大壓小”調結構，新建機組采用高參數大容量的發(fā)電設備。通過(guò)實(shí)施上述“兩手抓”措施，我國火電機組供電煤耗已由2010年的333克/千瓦時(shí)降低到2014年的318克/千瓦時(shí)，足足降低了15克/千瓦時(shí)，相當于年節約6000萬(wàn)噸標準煤。在此過(guò)程中，我國火電行業(yè)技術(shù)進(jìn)步也大大加快，成為世界電力工業(yè)發(fā)展的亮點(diǎn)。
總結在煤電機組節能降耗方面的成功案例，從單個(gè)電廠(chǎng)看，上海外高橋第三發(fā)電廠(chǎng)（簡(jiǎn)稱(chēng)外三電廠(chǎng)）的業(yè)績(jì)可圈可點(diǎn)。外三電廠(chǎng)在節能降耗上做到了基建階段與投產(chǎn)運行階段并重：在基建階段，高度重視設計選型工作；在機組投產(chǎn)后，又采用一系列節能技術(shù)對設備和系統進(jìn)行改造。通過(guò)對主蒸汽、再熱蒸汽管道彎頭設計優(yōu)化，降低了系統阻力；采用100%汽動(dòng)泵技術(shù)，前置泵與汽動(dòng)給水泵同軸，提高了給水泵組效率；采用零號高加，在低負荷下提高給水溫度和SCR入口煙氣溫度，保證了SCR正常投運，并降低了機組能耗指標；通過(guò)加裝暖風(fēng)器，并采用六抽汽源供汽，提高了二次風(fēng)溫度及空氣預熱器低溫原件的溫度，有效預防了空氣預熱器堵灰和腐蝕，并結合低壓省煤器的應用，降低了機組能耗指標；采用凝結水調頻技術(shù)，減少了部分負荷下調節汽門(mén)節流損失，提高了機組變負荷相應速度。目前，外三電廠(chǎng)機組供電煤耗達到全世界最低，成為國內燃煤機組節能降耗的典范之一。
目前，全國6000千瓦及以上電廠(chǎng)在役火電裝機9.4億千瓦，占全國總裝機的69%，因此，對在役煤電機組采用什么成熟、可靠和技術(shù)經(jīng)濟合理的節能環(huán)保技術(shù)，已成為各發(fā)電企業(yè)面臨的重要課題。華能玉環(huán)電廠(chǎng)3號機組成功實(shí)施一攬子節能環(huán)保技術(shù)改造，成為我國發(fā)電企業(yè)在煤電節能降耗領(lǐng)域攻堅克難、不懈努力的一個(gè)縮影。玉環(huán)3號機組采取的主要節能降耗措施包括：空氣預熱器整體改造、汽動(dòng)聯(lián)合引風(fēng)機技術(shù)、外置式蒸汽冷卻器、凝結水復合調頻技術(shù)、撈渣機一步上倉改造、局部保溫改造、鍋爐照明改造、閥門(mén)泄漏治理、鍋爐燃燒優(yōu)化調整、低氮燃燒器改造、脫硝系統增容改造、電除塵器低低溫改造及高頻電源改造、脫硫系統增容改造、煙塵協(xié)同治理等，在環(huán)保增容改造條件下，改造后機組平均供電煤耗降到282g/kWh,廠(chǎng)用電率降至2.9%。經(jīng)浙江省環(huán)境監測總站監測，機組在滿(mǎn)負荷工況下，煙塵≤1.43mg/m3；二氧化硫≤15.7mg/m3；氮氧化物≤22.4mg/m3，煙氣污染物排放達到燃氣輪機組的排放標準。
總結我國煤電機組節能降耗的成功案例，從集團整體看，華能集團已走出一條卓有成效的節能減排之路。一是規劃標準為龍頭。華能不斷吸收國內外先進(jìn)的節能減排技術(shù)和經(jīng)驗，在國內電力集團中率先制訂了節能環(huán)保企業(yè)規劃和燃煤電廠(chǎng)優(yōu)秀節約環(huán)保型企業(yè)標準，為火電機組節能減排確立了指導方針、目標和方向。二是節能診斷“開(kāi)方子”。華能對早期的節能診斷技術(shù)進(jìn)行經(jīng)驗總結和理論提升，創(chuàng )新性地形成了一套規范、統一的節能診斷方法和程序，并通過(guò)理論分析和總結大量機組實(shí)際運行統計規律，制定了科學(xué)的計算方法。該方法根據機組設計數據、主輔機試驗結果、機組運行參數和能耗統計指標，實(shí)現了機組發(fā)電煤耗反平衡計算與正平衡統計的統一，提高了燃煤機組節能降耗技術(shù)水平，推動(dòng)了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。2011年至2014年這4年期間，華能共有300臺（次）煤電機組實(shí)施了節能診斷，找出了機組存在的共性問(wèn)題，提出并實(shí)施了系統的解決方法。三是“一廠(chǎng)一策”定方案。華能在節能診斷基礎上，提出了既解決共性問(wèn)題又符合各電廠(chǎng)實(shí)際情況的一體化節能改造方案，主要是：結合各廠(chǎng)主輔設備設計特點(diǎn)、設備性能、運行狀況和存在問(wèn)題，采用系統的思維方式，整體的設計理念，開(kāi)展節能新技術(shù)一體化集成應用研究與示范。采用的主要技術(shù)包括：汽輪機通流改造、鍋爐受熱面調整、分級省煤器應用、空冷島增容改造、電動(dòng)泵改為汽動(dòng)泵、汽輪機多變量協(xié)同控制技術(shù)、引風(fēng)機與增壓風(fēng)機合并、煙道優(yōu)化、電除塵器高頻電源改造、羅茨真空泵節能改造、低壓省煤器與煙氣余熱供暖風(fēng)器聯(lián)合系統、兩級低壓省煤器與煙氣余熱供暖風(fēng)器聯(lián)合系統、外置式蒸汽冷卻器與附加高加聯(lián)合系統、空氣預熱器局部改造、凝結水復合調頻技術(shù)、再熱器清洗技術(shù)、吹灰汽源改造、汽輪機及熱力疏水系統優(yōu)化，等等。四是抓好新建機組的選型和設計優(yōu)化。華能合理提高蒸汽參數、提高給水溫度、降低汽輪機排汽壓力，采用煙氣余熱利用系統（低壓省煤器）、外置式蒸汽冷卻器、普遍采用給水泵與前置泵同軸技術(shù)、泵和風(fēng)機變頻或雙速技術(shù)等，提高機組循環(huán)效率，降低廠(chǎng)用電率。此外，華能還采用各種行之有效的節能管理措施，如加強對標管理、開(kāi)展小指標競賽等手段，進(jìn)一步促進(jìn)了機組能耗指標的有效降低。截至2014年底，華能發(fā)電裝機總容量15149萬(wàn)千瓦，完成供電煤耗310克/千瓦時(shí)，廠(chǎng)用電率4.4%。
二、“十三五”期間煤電機組節能降耗怎么做
根據中電聯(lián)數據，截至2014年底，我國發(fā)電裝機容量達到13.60億千瓦，連續第二年位居世界第一，其中，火電裝機9.16億千瓦（含煤電8.25億千瓦、氣電0.56億千瓦），占全部裝機容量的67.4%。預計“十三五”期間，我國發(fā)電裝機容量每年仍將有一定的增長(cháng)。預計到2030年，我國煤電機組裝機容量約占總裝機容量的50%。按照國家發(fā)改委、環(huán)保部和國家能源局下發(fā)的《煤電節能減排升級與改造行動(dòng)計劃（2014-2020年）》，到2020年，我國現役燃煤發(fā)電機組改造后的平均供電煤耗要低于310克/千瓦時(shí)。因此，“十三五”期間在役煤電機組節能改造仍然是重頭戲。
由于各個(gè)電廠(chǎng)的機組建設時(shí)期不盡相同、機組類(lèi)型及其系統不盡相同、電廠(chǎng)所處的地域環(huán)境不盡相同，機組情況存在共性，也存在個(gè)性問(wèn)題，因此，一方面要加強可行的共性節能技術(shù)推廣應用，另一方面要強調“一廠(chǎng)一策”，設計綜合節能和環(huán)保、節能和安全等一體化實(shí)施方案，既不能從別處照搬照抄，又要防止盲目局部改造造成投資浪費，從而達到更好的節能效果。
面對“十三五”節能降耗的新要求，目前已經(jīng)初步研究成功和正在開(kāi)展研究的技術(shù)，要加快研發(fā)和推廣應用，以盡快發(fā)揮預期作用?！笆濉蹦┑淖钚录夹g(shù)，如已經(jīng)投運的華能長(cháng)興電廠(chǎng)再熱蒸汽溫度620℃超超臨界技術(shù)、華能安源電廠(chǎng)660MW超超臨界二次再熱技術(shù)等，應進(jìn)一步深化研究，加大推廣應用力度，使新建機組站在新的起點(diǎn)上。正在研究并取得初步成果的700℃超超臨界機組技術(shù)（以材料技術(shù)為核心），要爭取早日進(jìn)入工程示范階段。還要緊密結合需求側節能技術(shù)應用，大力實(shí)施機組熱電聯(lián)產(chǎn)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)，這也是節能的好做法。
在近期和今后一段時(shí)間內，煤電機組新技術(shù)的研發(fā)主要有四個(gè)方向：一是電廠(chǎng)內部的智能化、深度優(yōu)化；二是煤炭分級梯級利用技術(shù)；三是“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源時(shí)代的發(fā)電、調度、用電的聯(lián)合優(yōu)化；四是利用新型介質(zhì)（如二氧化碳）熱力循環(huán)的全新發(fā)電技術(shù)。在節能降耗的道路上，還有許多新技術(shù)、新工藝需要開(kāi)發(fā)和不斷地升級優(yōu)化，并加以示范和付諸實(shí)踐應用，以產(chǎn)生實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
(作者系西安熱工研究院首席專(zhuān)家 楊壽敏 ）
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