2022《安全环境环保技术》之燃煤机组超低排放改造对机组能耗增加的影响分析及节能优化措施探讨.docx

燃煤机组超低排放改造对机组能耗增加的影响分析及节能优化措施探讨摘要：超低排放改造在降低污染物排放的同时也增加了机组能耗。基于此现象通过选取不同地区、不同机组容量等级的燃煤机组作为研究对象从设备增加电耗和阻力增加电耗等角度对不同改造项目、不同改造方案下能耗情况进行了分析研究并针对性提出了节能优化措施为下一阶段机组整体能效提升工作提供了解决思路。关键词:超低排放改造；能耗；厂用电率；节能优化0引言根据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》要求在2020年前对燃煤机组全面实施超低排放改造并使所有现役电厂每千瓦时平均煤耗低于310g。行动计划的发布一方面催生了大批燃煤电厂的超低排放改造工作另一方面燃煤电厂必须采取相应措施降低能耗确保供电煤耗满足要求。超低排放改造工作在降低污染物排放的同时也增加了机组能耗。因此探索超低排放改造前后的能耗变化情况分析影响能耗的关键因素是下一步降低超低排放能耗水平、提升机组整体能效的关键。本次工作基于此背景对超低排放改造工作中的能耗变化情况进行了分析研究并针对性提出了优化措施。1超低排放改造能耗增加情况分析本次工作结选取了不同地区、不同机组容量等级的50台燃煤机组作为研究对象研究机组容量范围为200～1000MW机组总容量为25640MW。表1和表2分别为不同地区、不同机组容量等级的研究机组分布情况。表1不同地区研究机组分布统计表2不同容量等级研究机组分布统计超低排放改造主要涉及脱硫、脱硝、除尘三部分改造工作能耗增加主要包括设备增加电耗和系统阻力增加风机电耗两部分。本次工作涉及研究机组的相关数据均出自华电电力科学研究院承担的相应电厂的超低排放可行性研究工作电耗增加的计算方法为改造涉及的所有设备电耗设计值增量取总和系统阻力的增加通过对应项目的设计参数计算得出。1.1不同改造项目能耗增加情况研究机组中超低排放改造增加厂用电率平均值为0.81%折算成综合供电煤耗约为2.51g/kWh下图1为研究机组中三个不同改造项目分别增加厂用电率情况。脱硝、除尘、脱硫改造分别增加厂用电率约为0.09%、0.16%和0.56%折算成综合供电煤耗分别约为0.23g/kWh、0.40g/kWh、1.41g/kWh分别占增加能耗的11.09%、19.85%和69.05%。脱硫改造由于增加用电设备较多、系统改造最为复杂对增加厂用电率贡献值最大；除尘改造次之脱硝改造对增加厂用电率贡献值最小。图1不同改造项目厂用电率增加情况针对应用SCR技术的燃煤机组目前脱硝超低排放改造技术方案主要为增加备用层催化剂脱硝改造设备增加电耗往往较小主要为吹灰器、公用系统的泵、稀释风机等小功率设备通常总和在100kW以下能耗增加几乎可忽略不计。由于增加备用层催化剂脱硝改造使系统阻力增加约200Pa增加能耗主要体现在系统阻力增加风机电耗上。除尘改造的技术路线较为众多包括高效电源改造、增加电场、末电场改造成旋转电极、电除尘器改造成电（布）袋除尘器、低低温除尘器、湿式电除尘器等不同技术路线带来的设备增加电耗和系统阻力增加风机电耗均差异较大。不同技术路线改造后的系统阻力变化情况见表3。表3不同除尘改造技术路线下的系统阻力变化情况脱硫改造技术方案主要包括增加喷淋层、增加托盘、串联吸收塔等设备增加电耗主要取决于改造中新增的循环泵、氧化风机等随着机组容量、设计脱硫效率的变化差异性较大系统阻力增加风机电耗包括增加的喷淋层、托盘、烟道走向变化、取消GGH等引起的电耗变化。不同改造项目增加系统阻力情况如图2所示。研究机组改造后平均增加系统阻力约1827Pa其中脱硝、除尘、脱硫改造分别增加系统阻力平均值约200Pa、515Pa和912Pa分别占系统阻力总增加值的12.29%、31.65%、56.05%脱硫改造对增加系统阻力贡献值最大。图2不同改造项目系统阻力增加情况从能耗增加的分配来看设备增加电耗和阻力增加电耗总体相差不大统计平均值分别增加0.39%和0.42%分别占增加厂用电率的48.15%和51.85%。不同改造项目设备增加电耗和阻力增加电耗情况如图3所示。可以看出脱硝、除尘改造阻力增加电耗所占比重要高于设备增加电耗脱硫改造则反之能耗增加更多体现在设备增加电耗上。图3不同改造项目设备增加电耗和风机增加电耗情况1.2不同改造方案能耗增加情况脱硝改造方案基本固定能耗增加主要为阻力增加电耗。除尘和脱硫改造由于涉及改造方案众多不同方案能耗差异较大。除尘改造方案主要包括高效电源改造、电除尘器改造成电袋除尘器、电袋除尘器提效、湿式电除尘器改造、低低温除尘器改造等几大类不同除尘改造方案能耗增加情况如图3所示。其中湿式电除尘器由于增加高压整流设备同时增加系统阻力增加厂用电率最高平均值为0.26%；其次为低低温除尘器其增加厂用电率主要体现在增加系统阻力上平均值为0.17%；高