大唐集团公司节能技术实施指导意见.doc
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1、中国大唐集团公司节能技术实施指导意见安全生产部2014年9月前 言为加快先进节能技术的推广应用,推动集团公司燃煤火电机组能耗水平的下降。按照“科技引领、流程再造、管理创新”的“优化运行”理念,安全生产部组织有关分子公司和专业公司,对国内广泛应用的节能改造技术进行了反复调研、论证、讨论和遴选,确定了45项推广、示范、试点技术。组织有关专业人员,对推广的26项和示范、试点的6项重点技术编制了实施指导意见,可以为火力发电企业提高节能管理和设备改造水平提供参考。实施指导意见着重从技术原理、适用范围、投资及节能收益、实施过程注意问题等方面进行了系统的介绍,并列举了成功的实施案例,适用于常规节能技改和合同
2、能源管理模式的节能改造。本指导意见由中国大唐集团公司安全生产部组织起草。主要起草单位:大唐国际发电股份有限公司、中国水利水电物资公司、吉林发电有限公司、甘肃发电有限公司、中国大唐集团公司科学技术研究院。本指导意见由中国大唐集团公司安全生产部负责解释目 录1.集团公司节能技术推广、示范、试点目录.032.亚临界汽轮机通流改造技术.103.纯凝汽轮机热电联产技术.164.吸收式热泵供热技术.235.蒸汽梯级利用的转动汽动技术.286.汽轮机汽封改造技术.337.汽轮机喷嘴组优化改造技术.438.汽轮机低压排汽通道优化改造.469.凝汽器胶球及清洗改造技术.5010.水环式真空泵工作液冷却技术.54
3、11.双背压凝汽器系统优化技术.5712.冷却塔喷溅装置改造.6013.循环水泵节能改造.6314.大功率给水泵变频技术.6815.回热系统优化技术.7116.空冷岛降温提效及优化技术.7417.锅炉排烟余热回收技术.7818.锅炉吹灰优化技术.8119.空气预热器密封技术.8420.煤粉动态分离技术.8821.增压风机加装烟气旁路技术.9422.引风机、增加风机合二为一技术.9623.变频调速技术.9924.小油枪点火及稳燃技术.10525.等离子点火技术.10826.阀门内漏在线监控及治理.11227.照明节能改造.11328.600MW超临界机组通流改造.11629.自动调节与温度控制系
4、统优化.12230.凝汽器自清洗除垢强化换热技术.13531.空冷汽轮机组冷端优化技术(包含含湿式凝汽器冷却节能技术、蒸发式冷却节能技术).13932.大型供热机组双背压双转子互换循环水供热技术.149集团公司节能技术推广、示范、试点目录序号项目名称主要技术内容节能效果一推广项目1亚临界汽轮机通流改造技术采用先进设计制造技术,对汽轮机通流部分及汽封系统优化,包括汽轮机静叶栅和动叶片、汽封和轴封及其它辅助装置改造,提高机组整体运行的经济性。适用于早期投产的300MW、600MW亚临界机组。供电煤耗下降约10g/kWh左右。2纯凝汽轮机热电联产技术对纯凝汽式汽轮机蒸汽系统适当进行改造,分流部分蒸汽
5、,使纯凝汽式汽轮机具备发电和供热功能。如通过在两根中低压连通管打孔抽汽,实现居民采暖供热;通过选择合适的参数,从屏式过热器、再热热段、再热冷段或汽轮机抽汽段引出部分蒸汽用于工业供热等。根据供热量大小,一般可降低供电煤耗约1020g/kWh。3吸收式热泵供热技术采用溴化锂溶液为吸收剂、水为制冷剂的热泵技术,回收利用电厂汽轮机排汽或循环水等余热,制取所需要的工艺或采暖用高温热媒(热水),达到了废热的回收利用。根据增加供热量大小,年可节约燃煤46万吨。4蒸汽梯级利用的转动汽动技术采用主机高压缸排汽、中压缸排汽、再热蒸汽、主机某段抽汽等驱动背压小汽轮机,排汽回收可接至本机低加、除氧器、热用户(工业或民
6、用供热)等。一般情况下,热网循环水电动改汽动方式在供热期影响厂用电约0.5%,使得供电煤耗在此期间下降约11.5g/kWh。5汽轮机汽封改造技术采用布莱登、刷式、DAS等汽封技术对轴封、隔板、动叶顶部等汽封进行改造,减少轴封、叶顶和级间漏气,提高蒸汽利用效率。热耗一般可降低50100kJ/kWh,供电煤耗下降2.05.0g/kWh。6汽轮机喷嘴组优化改造技术针对喷嘴组设计结构不合理、设计通流面积过大等问题进行叶片型线优化、适当缩小喷嘴组面积和减少漏气损失等技术,提高调节级效率。供电煤耗可下降2.5g/kWh左右7汽轮机低压排汽通道优化改造通过对低压缸排汽通道进行优化,使排汽进入凝汽器冷却管束时
7、的流场分布尽量合理,充分发挥凝汽器冷却管的有效换热面积,降低排汽压力,提高机组运行经济性。改造后真空可提高0.30.5kPa,降低供电煤耗0.71.2g/kWh8凝汽器胶球及清洗改造技术1.凝汽器真空保持技术:将传统胶球清洗装置输送胶球的动力源由胶球泵改为压缩空气,间歇地将清洁球瞬间同时一次性发射入凝汽器。胶球数量与凝汽单侧单行程铜管数量接近,每隔3060min清洗运行一次。2.集中发球胶球清洗技术:通过改变凝汽器胶球清洗系统胶球泵压力和管径,采取大容量储发球技术,实现胶球瞬间大量喷射,达到凝汽器全面清洗效果。凝汽器端差下降12,真空可降低0.30.5kPa,则可降低供电煤耗0.71.2g/k
8、Wh。9水环式真空泵工作液冷却技术对真空泵工作液进行深度冷却,提高真空泵的抽吸能力,提高机组真空度。可降低机组背压0.10.3kPa,降低供电煤耗0.31.0g/kWh10双背压凝汽器系统优化技术将原来高、低压凝汽器抽空气管路与真空泵串联改为并联连接;或保持原来的串联方式不变,在高低压凝汽器抽汽管路之间加装一调节阀,调节高低压凝汽器的背压差,实现高低压背压差压在2.0kPa左右。节能效果显著,供电煤耗降低1.01.5g/kWh。11冷却塔喷溅装置改造1.节能旋转型喷溅装置:将传统喷头改为离心式高效喷溅装置,利用切圆离心旋转原理,将水细化均匀喷洒并扩大范围,增加水气接触面积,提高换热效率。2.无
9、中空陀螺溅水碟技术:按照水塔对喷溅装置的理想要求设计,淋水无中空、无伞装水膜,水滴细小,其叶轮和水流对空气可产生一个向上的推力,增加空气流通能力;该技术对于北方寒冷地区机组不适用。冷却塔循环水出水温可降低11.5,可降低供电煤耗0.81.2g/kWh左右。12循环水泵节能改造1.双速电机改造:将电动机定子线圈改为双速绕组,切换方便、可靠;只需更换定子绕组,其余零部件均可使用,电机原进出线、进出水、安装位置等情况均不改变。2.叶轮改造:利用三元流技术对叶轮进行重新设计,替换原来叶轮,并对泵壳进行相应优化,提高水泵的效率。3.变频改造:对循环水泵进行变频改造,实现全负荷工况下调门全开,消除节流损失
10、。该技术比较适循环水泵出力变化较大的北方机组改造,使用该改造技术要充分进行经济技术比较。通过循环水泵电机双速改造或叶轮改造后,可节电15%以上,可降低供电煤耗0.5g/kWh左右。采用变频改造,节能效果将更显著。13大功率给水泵变频技术采用高压变频技术,保留原偶合器不变,对电机进行改造,前置泵可保持原驱动方式。原给水泵电耗可降低20%左右。14回热系统优化技术进行高低加水位优化调整,确定最佳运行水位、疏水畅通,危急疏水正常保持常关;改进热力及疏水系统,通过合并、取消、改变流向,对系统和阀门数量进行优化,降低阻力,减少热损失。可供电煤耗降低11.5g/kWh。15空冷岛降温提效及优化技术1.在空
11、冷岛下部安装喷水装置(射雾器),形成水空调;即能降温又降低周围环境的粉尘浓度,减少粉尘对空冷散热片的污染,也可减少空冷喷淋降温装置的投入次数,减少了除盐水的使用量。2.进行直接空冷机组空冷岛流场试验,研究不同来风情况下空冷系统及其周围风场特性的研究,合理控制顺、逆流风机的运行频率,提出最优运行方式及改进措施。能有效地降低环境温度3左右,降低供电煤耗5g/kWh。16锅炉排烟余热回收技术在空预器之后,脱硫系统前的某段烟道上加装烟气冷却器,用来加热凝结水、锅炉送风或城市热网低温回水,回收部分热量,从而达到节能提效、节水效果。若排烟温度降低30,机组供电煤耗可降低1.8g/kWh,脱硫系统耗水量减少
12、70%。17锅炉吹灰优化技术1.吹灰汽源优化。将原来使用屏过引出蒸汽改为使用冷再引出蒸汽,减少高品质蒸汽的使用。2.优化吹灰器布置,炉膛和高温受热面可采用蒸汽吹灰型式,尾部受热面可采用蒸汽和声波联合吹灰型式。锅炉效率提高0.10.4%左右,可降低供电煤耗0.31.2g/kWh。18空气预热器密封技术1.柔性密封技术:能够自动弹性补偿空预器径向和轴向密封间隙,其自由端始终与密封面接触,最大限度地降低空预器的漏风;弹性密封件与扇形板形成滑动接触,有效减少密封件与转子之间的摩擦阻力。2.双密封技术:将空预器转子的扇形仓增加一倍,将原有的轴向、径向的封片增加一倍,使得运行中至少有两片轴向、径向密封片与
13、扇形板、弧型板形成双密封,使密封片两侧的压差降低50%。空预器漏风率下降到45%,供电煤耗下降1.03.0g/kWh。19煤粉动态分离技术从磨煤机出来的风粉混合气流经过动态煤粉分离器,带粉气流在挡板分离区首先进行预分离,分离出来的风粉混合物在分离器转子区再次进行分离,分离出的粗粉全部经回粉锥体落回磨煤机继续碾磨,提高了分离效率、煤粉均匀性和磨煤机出力,降低磨煤机耗电率。可以降低飞灰可燃物损失,改善炉膛出口温度场的均匀性,减少减温水量。20增压风机加装烟气旁路技术对尚不具备增压风机和引风机合并的机组,可在引风机出口和脱硫系统之间增设一增压风机旁路烟道,低负荷工况时停用增压风机,提高低负荷段引风机
14、效率。同时可避免增压风机跳闸造成锅炉停炉事故的发生。改造后预计供电煤耗可降低0.45g/kWh21引风机、增加风机合二为一技术拆除现有增压风机及其连接烟道,对引风机电机进行功率增容改造,采用钢烟道连通引风机与脱硫吸收塔之间烟道。合并后的引风机采用单级或双级动调轴流引风机,该型风机调节效率高,可使风机在不同工况下处于高效区域运行,有利于降低风机耗电率。项目改造后,预计厂用电降低0.20.25%。22变频调速技术变频调速技术采用单元串联多电平技术或者IGBT元件直接串联高压变频器等技术,实现变频调速系统的高输出功率(功率因数0.95),同时消除对电网谐波的污染。对中高压、大功率风机、水泵的节电降耗
15、作用明显,平均节电率在30%以上。23小油枪点火及稳燃技术利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎,雾化成超细油滴进行燃烧,在极短的时间内完成油滴的蒸发气化,使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料,从而大大提高燃烧效率及火焰温度。对于贫煤可以做到7090%的节油率、无烟煤达到40%以上的节油率。节油效果明显,可以实现燃煤锅炉节油5095%。24等离子点火技术利用空气做等离子载体,用直流接触引弧放电方法,制造高温等离子体,热一次风携带煤粉通过等离子高温区域被点燃,形成稳定的二级煤粉的点火源,保证煤粉稳定燃烧。一般适用于600MW及以上新建机组。大量降低机组油耗,一般采用等离子点火技术冷态启动耗油在
16、10吨以内,甚至可实现无油启动。25阀门内漏在线监控及治理1.在主汽、再热、给水、抽汽、旁路、排污等系统的疏水和汽轮机缸体的疏水阀门后加装温度测点,在线监视疏水阀门是否严密;对泄漏阀门进行处理,减少热量损失。2.通过热工控制策略,通过控制阀门开启顺序、时间,实现对疏放水调阀门的保护,减少阀门泄漏。供电煤耗降低1.02.0g/kWh。26照明节能改造1.使用LED、无极灯等节能灯具对原照明灯具进行替换,在保证原照度要求的前提下,大幅降低照明灯具的功率,达到节电目的。2.对照明变压器进行调整,降低调整照明电压,降低能耗、提高照明灯具寿命。灯具节电60%80%。二示范项目1永磁涡流柔性传动节能技术安
17、装在电机侧的导体转子在负载侧的永磁盘产生的磁场中旋转产生感应磁场并形成涡流,涡流产生感应磁场,并与永磁转子相互作用形成的扭矩带动负载转动,并通过调节永磁盘和导体之间的间隙实现对电机功率的自动调节;适用于对闭式循环泵、磨煤机等低于1500kW的电机进行节能改造。节电率根据设备的运行方式和运行小时数不同而不同,其装置效率接近液力耦合器。2烟气SCR尿素热解高温烟气换热器从锅炉高再后、低再前检修人孔引出约0.3%的600的高温烟气,通过高温烟气换热器加热高于250的热一次风到约460左右,完全满足SCR尿素热解工艺要求。用烟气热量替代了电加热,减少了厂用电消耗。对600MW机组年节电达710万度,厂
18、用电指标可降0.15%;3凝结水节流调频节能技术通过调节凝结水流量,间接的同步改变各级低压回热抽气量,从而达到汽轮机暂态功率调节的目的(而后由锅炉燃烧调节系统跟进)。此方法可使主调门全开,实现完全变压运行,消除汽轮机进汽节流损失、降低凝泵电耗,同时机组负荷变化速率能够满足电网快速调频的需要。提高了机组变负荷响应速率,可以保持主调门全开,蒸汽温度、压力波动小,消除汽轮机进汽节流损失。4节能减排智能管理系统对SIS系统实时数据进行深度挖据,通过稳定工况下的参数比对、寻优,为运行人员调整提供优化目标。对主要运行指标和节能异常进行实时监督,对与节能有关的燃料、设备、运行责任部门进行短信通知,实现了节能
19、全过程监控。对运行人员运行水平进行得分量化排序,通过机制激发运行人员优化调整的积极性。大大减少节能专工日常事务性工作,可自动生成节能指标统计报表,积极提高了运行人员积极性,降低供电煤耗1.2g/kWh5600MW超临界机组通流改造应用全新通流气动设计技术、新型高中压整体内缸、新型低压整体内缸;采用取消调解级、增加压力级、增加回热系统级数、优化连通管、进排汽结构、新型汽封等最新的节能降耗技术,对汽轮机通流进行整体优化,提高蒸汽的做功能力。供电煤耗下降10g/kWh左右。6自动调节与温度控制系统优化通过控制汽机调门和锅炉燃烧来满足尽可能小的主汽压力偏差前提下的快速负荷响应,可以替代传统的PID控制
20、。蒸汽温度优化是采用矩阵对象模型来预测被控对象的变化趋势,然后根据这种趋势来给出最佳的控制动作,提高响应速度和减少减温水的使用。主蒸汽温度和再热汽温度的控制品质有明显改善,超调量显著减少,再热喷水量降低,供电煤耗降低0.5g/kWh左右。7凝汽器自清洗除垢强化换热技术采用高分子聚合材料制成螺旋纽带,安装在每根凝汽器换热管内,利用水的流速驱动纽带在管内不停地快速旋转,形成水流径向运动,破坏水垢和粘泥的形成机理,达到自清洗作用,降低传热热阻。同时,在纽带的转动带动下,提高了湍流换热强度,提高换热效果;该技术对水质要求较高。与常规胶球清洗相比,凝汽器端差可下降2,提高机组真空0.7kPa。8低速钢球
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