汽轮机冷端优化或成火电节能新方向

  为加快重点节能环保技术的推广普及，引导用能单位采用先进的节能新工艺、新技术和新设备，提高能源利用效率，2008—2010年，国家发改委先后公布了三批《国家重点节能技术推广目录》,该目录涉及煤炭、电力、石油石化等11个行业，共105项高效节能技术。

  为加大高效节能技术在全国的推广力度，国家发改委将推出包括“火电厂凝汽器真空保持节能系统技术”在内的十五大节能重点技术推广项目。

  湖南省的株洲市2003年曾为全国空气污染十大城市，作为全国两型社会综合配套改革试验区之一，现今已成为绿化宜居的卫生城市。记者了解到，大唐华银株洲发电有限公司(前身株洲电厂，以下简称株电)综合脱硫效率连续多年排名湖南省前茅，该厂通过“火电厂凝汽器真空保持节能系统技术”的采用以及合同能源管理项目创新应用不仅解决了火电厂连续亏损导致的技改资金瓶颈，而且突破了电厂节能技术改造的技术瓶颈，大大推动了该厂节能减排项目的实施。

  近日，记者对该项目进行了走访调研，并采访了相关人士。

  电厂普遍遭遇节能技改瓶颈

  火电厂凝汽器真空保持节能系统是凝汽器冷端优化节能的核心技术，该技术可通过替代汽轮机凝汽器传统的清洗方法，彻底解决凝汽器污垢问题，长期保持凝汽器冷却管清洁，改善端差和真空度，降低汽轮机煤耗和冷端系统能耗。

  一直致力于冷端优化节能技术研究的深圳市世能科泰能源管理技术有限公司(以下简称世能科泰)董事长沈忠东指出，汽轮机冷端系统其实就是为汽轮机服务的一套辅机系统，冷端系统的优化运行一方面影响排汽压力进而影响机组热耗，另一方面，也会影响冷端设备的能耗和厂用电率，因此，冷端系统运行不经济，对火电机组的综合能耗具有重要的影响。

  然而，多年来，业内普遍对冷端系统运行优化比较忽视，国内大多数机组冷端系统存在的问题比较多。据调查统计，国产引进型300MW机组低真空问题最为严重，凝汽器真空值在91%-94%之间，比设计值低3-6个百分点，使机组供电煤耗平均增加8.169/kW/h。因此，冷端系统优化节能技术的研究和应用，对提高凝汽器运行真空，实现电厂节能降耗有着十分重要的意义。

  随着发电行业节能减排力度的不断加大，近几年，国内电力行业开始关注和研究冷端系统优化，但大多数研究机构主要着眼于汽轮机冷端性能的监测和优化控制，而作为冷端系统的核心问题——凝汽器的污垢问题以及循环水二次滤网问题一直没有研究出全面彻底的解决方案。凝汽器的传热效率和循环水量是整个冷端系统中对汽轮机煤耗影响最大的因素，该问题存在也极大地影响、限制甚至抹杀了冷端系统优化节能的潜力，影响冷端优化节能技术的成功实施。

  “通过对全国电厂的调研，我们发现目前投运机组凝汽器的清洁系数普遍偏低，清洁系数设计值应达到0.85以上，但多数电厂仅维持在0.5-0.6之间，这对汽轮机能耗产生了很大的影响。”沈忠东说。

  汽轮机冷端优化成功实现在线清垢

  据株电副总经理陈泽彦介绍，一直以来，株电的设备维护管理已经比较到位，各项运行指标都处于较好水平，然而，在凝汽器冷端系统方面，由于凝汽器的循环冷却水取自湘江河水，水质比较恶劣，尽管凝汽器原先装有的胶球清洗装置和二次滤网能正常运行，但凝汽器冷却管仍无法保持清洁，二次滤网清杂能力差。

  “在运行过程中，我们每年都必须利用各种方式对凝汽器和二次滤网进行人工清洗和清杂。不仅增加了检修工人的劳动强度，而且机组和冷端系统不能最经济地运行，凝汽器真空和端差存在进一步改善的空间。基于这种现状，为了进一步挖掘节能潜力，提高机组运行管理水平，2011年，通过充分调研和论证，电厂决定与深圳市世能科泰能源管理技术有限公司合作，在4#机组实施国家重点节能推广技术——凝汽器真空保持节能系统。”陈泽彦说。

  据悉，世能科泰从2006年开始着手该项目的研发，于2008年成功研制出了凝汽器真空保持节能系统，该技术针对凝汽器污垢的全面在线清洗和循环水杂物的清除，提出了完善彻底的技术和解决方案。

  经过湖南省电科院的鉴定，株电4#机组项目自2011年7月投运后，凝汽器所有冷却管及二次滤网能长期保持清洁，彻底免除了电厂运行过程中所必需的停机或者单边隔离的人工清洗，极大地提高了凝汽器设备运行管理水平。凝汽器清洁系数从实施前不到0.7提升到现在的0.86以上，端差下降1℃-2℃，真空提升 0.5KPa-0.9KPa，初步估计，每年有望节省标煤超过3000吨，降低CO2排放约0.8万吨，直接经济效益接近300万元。

  记者了解到，4年来，该技术已在大唐、华电、国电等发电集团旗下电厂数十台机组得到成功应用。

  合同能源管理方式解决技改经费困局

  据介绍，近几年，随着动力煤市场化导致煤价逐年攀升,而上网电价多年基本未动,一直偏低,导致发电企业普遍亏损，技改经费严重不足，这种现状已成为电厂实施节能减排项目的最大障碍。

  陈泽彦指出，现今火电厂遭遇全面亏损，湖南省电厂普遍资产负债率在100%之上，无力承担技改费用;一些大型的、技术成熟的如汽封改造、通流改造、高压变频等项目已经在电厂中实施完毕，在此基础上电厂要进一步挖掘节能潜力，技术难度更大，因此必须要与具有较强技术创新能力和拥有节能先进技术的节能服务公司合作，共同推进电厂更深入、更精细地实施节能技改项目，完成节能减排目标。

  株电与世能科泰在合作过程中首次采用了合同能源管理模式，为多年陷入亏损困局、因缺乏技改资金而无力进行节能改造的同行探索了一个有效的新思路。

  株电相关负责人告诉记者，他们采用合同能源管理方式，将汽机冷端系统优化节能项目授权给世能科泰进行投资、设计、建设，通过能效验收达到节能减排目标后，由世能科泰负责进行运营，承担节能项目的运行管理、维护、配件更换以及大小修等责任。合同期满时，世能科泰将节能项目所有权和运营管理整体移交给电厂。这种模式，能在确保实现电厂节能减排目标的前提下，使双方共享节能效益。