北仑电厂600MW亚临界机组超低排放改造的节能分析

北仑电厂600MW亚临界机组超低排放改造的节能分析

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陆海涛1张涛1吴豪2俞路军3赵思嘉1嵇银辉1赵俊杰4

(1.国电浙江北仑第一发电有限公司，浙江宁波315800;

2.国电电力浙江舟山海上风电开发有限公司，浙江舟山316131;

3.国电湖州南浔天然气热电有限公司，浙江南浔313000;

4.国电内蒙古东胜热电有限公司,内蒙古鄂尔多斯017000)

摘要：针对超低排放改造的燃煤火力发电机组，基于点和面结合的综合节能评价方法，分析超低排放改造工程前后的引风机进出口压差、引风机电耗、灰硫母线电耗等数据，判断超低排放改造工程在满足环保要求的同时，是否满足更加节能的要求。结果表明，由于烟道结构的优化和烟气阻力的降低，超低排放改造后引风机出口压力明显下降。机组技改后相比技改前的节能百分比随负荷的减小而降低。基于技改前后同期历史数据的比较，机组满负荷600MW时的节能率为0.30%，机组50%负荷300MW时的节能率为0.11%。超低排放工程改造后，不仅引风机电耗下降，整个脱硫系统的电耗也有所减少。基于“面”的数据分析结果与“点”的数据分析结果趋势一致。国电北仑电厂一期600MW亚临界机组超低排放改造工程不仅能够确保系统可靠运行，还能提高除尘效率和脱硫效率，达到最新的环保要求和节能要求，超低排放技改方案适用于绝大部分炉后环保设备采用回转式或金属管式GGH燃煤电厂的改造。

关键词：燃煤火力发电厂；超低排放；节能评估；氟塑料GGH换热器；引风机电耗；烟气沿程阻力优化

1引言

随着国家对燃煤火力发电站的发电节能和环保排放的进一步严格要求，大型燃煤火力发电机组纷纷开展超低排放改造，以满足最新环保排放的要求[1-3]。符合最新超低排放要求的氮氧化物、SO2和粉尘浓度相比之前的规定，浓度更低[2-4]。

超低排放技术改造的技术路线一般采用增加电除尘电场数量、增加湿式电除尘、增加脱硝催化剂层数、增加脱硫塔的喷淋层数量、增加石灰石浆液和液氨的小时喷量[4-6]。这些技术改造措施可能将增加烟气的管道复杂程度、沿程长度和沿程阻力，可能会增加引风机电耗，影响机组的节能和经济性[5-7]。因此，有必要优化设计和布置合理的烟气沿程管道，降低烟气沿程阻力，同时对实施超低排放改造的机组烟气阻力和电耗进行统计分析，判断超低排放改造工程是否同时满足环保和节能的要求。

本研究针对超低排放改造的燃煤火力发电机组，基于点和面结合的综合节能评价方法，分析超低排放改造工程前后的引风机进出口压差、引风机电耗、灰硫母线电耗等数据，判断超低排放改造工程在满足环保要求的同时，是否满足更加节能的要求。本研究有助于了解超低排放工程技改后，一种全面评价超低排放技改工程节能效果的方法，通过点和面结合的综合节能评价方法，能够全面量化分析超低排放工程改造前后的节能效果。

2超低排放改造工程

以国电北仑电厂一期2×600MW机组的超低排放改造工程为例进行分析。原有的脱硫设施采用石灰石-石膏湿法脱硫，超低排放改造工程采用的技术路线为：（1）采用单塔双循环工艺。异地新建一炉一塔的脱硫吸收装置，脱硫效率提升至99.4%以上。（2）加装湿式电除尘装置。在原脱硫吸收塔旁脱硫吸收塔与烟囱之间的空地，布置湿式电除尘装置，除尘效率提升至99.98%以上。（3）将原回转式GGH，改造成氟塑料GGH换热器。（4）脱硝系统增加一层催化剂。

超低排放改造工程增加了不少设备，会引起烟气沿程阻力增加。但同时，对新造的吸收塔结构及进、出口烟道进行优化，加上氟塑料GGH换热器相比原回转式GGH的低阻力，使得引风机后的烟道阻力相比超低排放技改前，总的阻力可能会降低。

3超低排放改造后的“点”数据节能评估

由于每个月负荷变动较大，为了客观反映超低排放改造前后的参数变化，分别选取“点”和“面”来进行比对。选取的“点”为相同负荷稳定工况下的同期数据对比，确保对比点为相同的环境温度。选取的“面”为5~9月份的同期数据。表1和2的“点”的数据对比，选取1号机的对比工况点为2016-8-2212:57:31和2017-8-711:13:06，负荷均为600MW，汽温均为34℃。表2的电耗基于表1的数据计算得到。环保设施总电耗为引风机后烟气处理系统电耗与引风机电耗之和。

表2示出超低排放改造后的总电耗为12458.59kW，灰硫母线电耗+引风机电耗=12458.59kW。改造前总电耗为14246.46kW，灰硫母线电耗+引风机电耗=14246.46kW。超低排放改造后，相比改造前节能为1787.87kW，节能率为0.30%。

表1示出，由于烟道沿程结构的优化，超低排放改造后引风机出口压力下降明显。机组技改后相比技改前的节能百分比随负荷的减小而降低。用同样的方法，计算50%负荷300MW时的节能率为0.11%。

表3示出1号机超低排放改造后与4号机的“点”数据的对比，1号机工况点选为2017-8-711:13:06，4号机工况点选为2017-8-813:57:01，均为改造后的同期数据对比。表4的数据基于表3计算得到，表4示出1号机改造后总电耗为12458.59kW，4号机的总电耗为13116.36kW。1号机相比4号机的节能百分比为0.11%。

4超低排放改造后的“面”数据节能评估

表5示出1号机改造前后的“面”数据对比，将2017年5~9月的数据与2016年5~9月的同期数据进行对比。2017年5~9月相比2016年5~9月，脱硫电耗率减少了0.01%，引风机电耗率减少了0.12%，改造后脱硫总节能率为0.13%。改造后不仅引风机电耗下降，整个脱硫系统的电耗也有所减少。基于“面”的数据分析结果与“点”的数据分析结果趋势一致。

2017年燃煤的平均硫份比去年同期高0.14%，脱硫能耗势必增加。超低排放改造中，引风机前脱硝系统增加了一层催化剂，引风机能耗势必也有所增加。但超低排放改造后，不仅没有增加电耗，反而使电耗负增长。按照标准供电煤耗321g/kWh计算，可节约煤耗近0.5g/kWh。

5结论

本研究针对超低排放改造的燃煤火力发电机组，基于点和面结合的综合节能评价方法，分析超低排放改造工程前后的引风机进出口压差、引风机电耗、灰硫母线电耗等数据，判断超低排放改造工程在满足环保要求的同时，是否满足更加节能的要求。结果表明：

（1）超低排放改造工程增加了不少设备，会引起烟气沿程阻力增加。但同时，对新造的吸收塔结构及进、出口烟道进行优化，加上氟塑料GGH换热器相比原回转式GGH的低阻力，使得引风机后的烟道阻力相比超低排放技改前，阻力反而降低。

（2）由于烟道结构的优化和烟气阻力的降低，超低排放改造后引风机出口压力明显下降。机组技改后相比技改前的节能百分比随负荷的减小而降低。基于技改前后同期历史数据的比较，机组满负荷600MW时的节能率为0.30%，机组50%负荷300MW时的节能率为0.11%。

（3）超低排放工程改造后，不仅引风机电耗下降，整个脱硫系统的电耗也有所减少。基于“面”的数据分析结果与“点”的数据分析结果趋势一致。

（4）国电北仑电厂一期600MW亚临界机组超低排放改造工程不仅能够确保系统可靠运行，还能提高除尘效率和脱硫效率，达到最新的环保要求和节能要求，超低排放技改方案适用于绝大部分炉后环保设备采用回转式或金属管式GGH燃煤电厂的改造。

参考文献

[1]毛杰誉,包海斌,贺舒婷,罗立权,赵俊杰.1000MW火力发电机组检修技改的节能降耗分析[J].工业A,2016,7(11):123-124.

[2]朱盈,蒋和定,张继东,嵇银辉,赵俊杰.超超临界二次再热的结构与运行分析[J].城市建设理论研究,2016,6(12):368-369.

[3]李宁,高波,竹庆,段双江,赵俊杰.1000MW超超临界机组UPS负荷的可靠性分析[J].工业A,7(9):46-47.

[4]段双江,温翔宇,陆海涛,胡永佳,赵俊杰.煤炭自燃微观机理分析与煤场管理优化[J].工程技术,2016,5(6):229-230.

[5]包海斌,陆海涛,张营日,刘德刚,瞿炜峰,赵俊杰.超低排放改造和风道优化对引风机功耗的影响[J].电力设备,2017,(4):269-270.

[6]贺舒婷,朱贤伟,叶启明,翁天天,赵俊杰.火力发电企业EAM系统运行效率分析及优化[J].移动信息,2016,10(10):58-60.

[7]毛杰誉,陈盛磊,贺舒婷,曹怿,赵俊杰.1000MW火电机组保安PC的PT熔丝熔断事故分析[J].电力设备,2016,(20):162-163.