國網山東省電力公司電力科學研究院作為山東電力行業新技術、新產品的研發與推廣的重要基地,始終堅持創新引領科技,在電廠調試投運、發電運行、高效除塵、節能改造等各個環節,大力促進綠色、環保、節能成果轉化應用,努力打造節約型、環保型、效益型的“綠色電網”,實現了社會效益和經濟效益“雙豐收”。
“將科研的責任與電廠、電網的建設和市場需求緊密的聯系在一起,注重電力系統的發展對環境和生態的影響,是我們技術開發與創新不變的宗旨。開展節能環保技術研究和推廣,不僅是為了順應時代的需求,更是為了肩負起我們義不容辭的社會責任。”山東省電力公司副總工程師、山東電科院(300215,股吧)院長王傳慶的話擲地有聲。
精益控制“雙脫”先行保藍天
調試是電廠投運的關鍵環節,電力環保調試又是整個機組調試過程中的重要部分。近年來,山東電科院順應發展形勢,在火電廠調試項目中摒棄了傳統的先發電后環保模式,遵循“三同時”(同時設計、同時施工、同時投產)原則,從設計水平、設備可靠性、運行管理人員操作水平等方面進行技術監督,保證脫硫脫硝工程投運后的正常運行,將脫硫脫硝調試貫穿工程建設到投運的全過程。
火電廠大氣污染物主要為煙塵、二氧化硫、氮氧化物等,脫硫脫硝調試就是要減少這些污染物的排放。近兩年,隨著新《火電廠大氣污染物排放標準》的實施,排放標準日益嚴格,按舊標準設計的除塵、脫硫裝置面臨著技術改造,山東電科院創新試驗方法,幫助電廠為傳統機組進行相關技術改造,將粗放式排放轉變為精益化控制,提高了電廠的環保效益。該院所屬中實易通公司環保工程部經理山樂勝介紹說:“我們先后完成了菏澤發電廠、府谷電廠、鴛鴦湖電廠等機組煙氣脫硫工程調試,還獲得了多項實用新型發明專利。”
在電廠運行過程中,山東電科院還承擔了脫硫脫硝系統性能考核試驗以及環保設施的運行監督。“我們的試驗項目對節能減排、環境保護的意義十分重大。既能保證電廠污染物排放符合標準,又能優化機組運行狀態,實現經濟效益。”脫硫脫硝性能試驗負責人如是說。
雙管齊下降低煤耗顯成效
對于火電企業來說,提高煤炭利用率是一個重要的課題。山東電科院一方面大力開展火電廠熱力系統和設備的性能診斷,優化設備運行方式,著力研發降低煤耗的新技術,為山東省30多個電廠的鍋爐和汽輪機進行熱力性能試驗分析,提供節能改造的技術支持,一方面致力于加強技術監督,制定相關標準,促進節能、鼓勵節能,可謂雙管齊下。
排煙溫度高是影響鍋爐經濟性的主要問題。曲阜圣城熱電有限公司#1鍋爐排煙溫度接近170℃,對機組供電煤耗有明顯的影響。在曲阜電廠#1鍋爐燃燒優化項目實施過程中,山東電科院的技術人員通過提高一次風溫度、減少鍋爐燃燒的冷風用量、增大通過空氣預熱器的空氣流量等措施,使鍋爐排煙溫度降低8.6℃,提高鍋爐效率0.55%,降低機組供電煤耗1.87克/千瓦時,每年節約標煤1730噸(按年利用5000小時計算)。
該院高工楊興森介紹說:“當時,我們正在開展一個科研項目鍋爐燃燒測試與優化調整的關鍵技術研究,就把研究成果在曲阜圣城熱電有限公司進行了應用,多年來效果非常明顯。”
節能減排,標準先行。該院深入全省各地調查燃煤電廠和熱電聯產企業生產情況,完成了山東省地方標準《燃煤電廠供電煤耗限額》、《熱電聯產供電煤耗限額》的制定并經山東省質量技術監督局頒布實施。“這兩個標準確定的指標符合實際,科學、合理、先進,可操作性強,為企業的節能降耗提供了更具體的執行標準,是政府行業管理部門節能執法的依據,真正起到了促進指導節能的作用。”標準研究與制定的主要項目負責人王家新說。
勇于創新除塵求精防霧霾
燃煤電廠是大氣污染控制的重點。近年來,對于常見的霧霾天氣,山東省高度重視,2013年3月1日,針對省部分區域現有重點火力發電鍋爐及燃氣輪機組提前執行《火電廠大氣污染物排放標準》,煙塵最高允許排放濃度規定為每立方米30毫克,達到歐美發達水平。這為除塵技術帶來了新的挑戰,需要進一步提高除塵效率,以滿足燃煤電廠達標排放要求。
山東電科院研發的“適應火電廠嚴格排放標準高效除塵技術研究”科技項目成果經專家鑒定,達到國際先進水平。高效除塵技術可將普通電除塵技術除塵效率從84.98%提高到94.01%,降低電暈能耗35%~50%。對于135兆瓦機組配套電除塵,一年可節電35萬千瓦時。300兆瓦機組配套電除塵器年可節電267萬千瓦時,節能效益顯著。“目前,該研究成果已經在沾化煒燁熱電廠電除塵、鞍山鋼鐵集團公司第三燒結廠多臺燒結機機頭電除塵改造工程上進行了應用,累計創造產值4000余萬元。”該項目的負責人姜雨澤介紹說。
針對燃煤電廠煙氣污染問題,該院還開展了相關研究,并取得了新突破。2013年3月16日,“基于現有煙氣污染治理設備脫汞技術研究”項目成果經專家鑒定,達到了國際領先水平,具有良好的環境、經濟和社會效益。未來,該院還將深化脫汞技術研究,積累工程應用經驗和業績,形成有業績支撐的成熟技術和運行方案。
技術改造實現節電提效率
電廠運行的風機、水泵,大部分是定速運轉,水、氣等流體的流量調節只能通過調節擋板和閥門的開度來實現,這樣不僅節流損耗大,而且運行效率低。針對電廠夏冬兩季循環水量需求不同的特點,山東電科院陸續對循環水泵電機實施了技術改造,節電效果十分明顯。
該院設備狀態評價中心高工王安東介紹說:“雙速改造投資少,不需要更換電機,不需要增加附屬設備,改造后電機的調速箱放在電機本體上,適合季節性切換。調速時可將電機停下后,更改調速箱內的壓板,時間不超過20分鐘。該方案施工簡單,節能效果明顯,很受電廠歡迎。我們對省內外上百臺的循泵電機進行了雙速改造。近幾年,又陸續對600兆瓦機組的循環水泵電機進行了改造,改造電機的最大功率為3600千瓦。”
變壓器是電網系統中最重要的設備之一,也是電網中能耗最大的設備。降低變壓器的能耗,可大大提高電網的能效水平。山東電科院發揮自身的技術優勢,2010年提出了大型變壓器改造方案,將變壓器低壓繞組更換為半硬銅自粘性換位導線。這種導線機械強度高,同時電阻率比普通銅導線要低,同時繞組中的渦流損耗更小。更換后可以大大提高變壓器自身抗短路電流沖擊的能力,同時每臺變壓器整體負載損耗可以降低30千瓦左右,每年可以節電約20萬千瓦時,節約電費約10萬元。截止目前,山東電網已經完成約100臺變壓器的節能改造,整體節能效果顯著。