（中南电力设计院有限公司湖北武汉430071）
摘要：燃煤火电厂面临着经济增长方式的转变、资源约束、环境保护、市场竞争等严峻挑战，随着节能减排要求的不断提升，电能过剩现象日趋明显、发电设备年利用小时数持续走低等现实因素迫使燃煤电厂进入“双降双低”通道。国家发改委、能源局在《电力发展“十三五”规划》中提出“现役燃煤发电机组改造后，平均供电煤耗低于310g/kW•h”的更高目标要求。燃煤电厂在新的形势和任务下应通过实施有效措施提升机组安全、环保、节能水平，同时挖潜降耗，综合提效实现燃煤电厂高效可持续发展。
关键词：燃煤机组；节能降耗；综合提效；技术
引言
针对当前我国火电站燃煤机组的高耗高排问题，为有效提升我国火电燃煤机组的节能性，需加强燃煤机组节能降耗综合提效技术研究及应用。
1燃煤机组节能减排的紧迫性
随着我国社会经济的大力发展，对电力需求的不断提升，依托我国自身所具备的煤炭资源优势，燃煤火电站得到了巨大的发展。虽然从2014年起我国开始强调绿色经济，但是燃煤火电站装机容量的增加趋势并没有停滞，预期会在2020年左右到达峰值。另一方面，随着我国生态环境问题的不断恶化，从民间到政府层面都提升了对绿色经济、生态环保方面的重视程度，并提出了2020年单位GDP碳排放强度较之2005年降低45%的目标。
2燃煤机组节能降耗综合提效技术研究及应用
2.1汽轮机通流改造先进提效技术
汽轮机通流部分改造技术随着设计、制造、加工、材料等工艺水平的发展不断更新，在提高通流效率、降低结构损失上取得较大技术突破和创新。(1)高效通流级设计技术，包含三元流设计技术、变反动度设计、先进叶型、弯扭三维叶片、薄出汽边、子午面优化等；(2)调节级级段优化技术，包含先进调节级设计、配汽方式优化等；(3)边界层抽吸技术，包含优化平衡孔尺寸等；(4)末级叶片优化设计技术，包含高效低压末级长叶片、防固体颗粒冲蚀设计等；(5)进、排汽缸优化技术，包含内缸优化、进汽段优化、排汽扩散段优化等;(6)主机结构优化技术，包含焓降优化分配；(7)汽封优化技术，先进汽封设计、动静匹配技术多级联合(含汽封)设计。
2.2余热利用方式
(1)加热低压加热器(以下简称低加)入口凝结水。回收烟气余热加热凝结水回水，可排挤低加抽汽，增加蒸汽做功能力，增大发电量，降低发电煤耗。(2)加热热网首站循环水。按72．75%的负荷率计算，烟气由115℃降至85℃，1个月回收热量约1500TJ，烟气由135℃降至85℃，1个月回收热量约2400TJ，供热量明显大于烟气回收热量。鉴于用于供热的除氧器抽汽品质较高，根据低品质热量优先利用的原则，在供暖期，烟气回收热量应全部用于加热热网回水。(3)加热锅炉给风。用回收烟气的余热加热锅炉一、二次风相当于锅炉的前置式暖风器，由于空预器的换热性能，入口风温升高通常会引起排烟温度升高，即冷风吸收的热量并不能完全被锅炉吸收。前置式暖风器虽然不能大幅度提高锅炉效率，但有提高回转式空预器蓄热元件整体温度的作用，在燃煤硫分较高时，可以缓解空预器硫酸氢铵堵塞，同时，在需要长期投运暖风器时，可以替代原有暖风器消耗的蒸汽，实现高效节能。根据上述3种方式，在非供暖期，烟气回收热量用于加热汽轮机低加系统凝结水，排挤抽汽；在供暖期，可以考虑将烟气回收热量全部用于加热供暖回水，减少除氧器抽汽。但优先考虑设置前置式暖风器，主要用于替代原蒸汽暖风器，通过节省原暖风器消耗的蒸汽达到节能目的。
2.3低温省煤器加热凝结水方案
（1）酸露点计算。对于锅炉的烟气露点温度，国内外有大量的研究结果，由于锅炉的烟气结露问题复杂、研究价值大，因此研究人员众多，研究结论差别很大。对于同一种烟气成分，应用不同公式进行计算所得到的烟气露点温度差别很大。在众多酸露点计算公式中，针对燃煤锅炉的前苏联1973年锅炉热力计算标准中推荐的公式应用最广泛，也比较接近实际。（2）排烟温度选择。一般情况下，只要保证低温换热面金属壁温高出烟气酸露点温度10℃左右就能避免产生低温腐蚀。根据现有煤种计算得到的酸露点为85.4℃，同时考虑该电厂烟道空间不足的实际情况，选择排烟温度为108℃和118℃，可以确保安全性，保证了一定的传热温压，经济性较好。同时充分降低烟尘的比电阻，提高除尘效率，降低除尘器改造费用。
2.4低温省煤器加热空气方案
某电厂暖风器热源为第四级抽汽，低负荷运行时第四级抽汽量不够，甚至采用第二级抽汽作为暖风器热源，使暖风器内换热过程不可逆损失较大，可考虑改变暖风器热源为六抽、七抽或烟气余热来加热一、二次风，起到暖风的作用，提升进入空气预热器的空气温度和进入炉膛的空气温度，减小空气预热器的不可逆损失，起到一定的节能作用。
2.5机组中、低负荷工况运行优化提效技术
机组中、低负荷工况运行优化提效技术:锅炉燃烧优化调整、汽轮机滑压优化调整、汽轮机冷端优化运行、辅助系统，设备优化运行、超低排放标准下环保设备节能提效的优化运行。综上所述，通过机组的深度能耗诊断，提升设备系统精细化管理要求，“量身定制”机组下列集成技术改造方案:(1)开展锅炉制粉系统、空预器、风机、汽轮机本体、汽机冷端、凝结水、热力系统系列集成技术节能综合技改。(2)开展锅炉燃烧调整、机组变工况滑压运行曲线、辅机运行方式整体运行优化；尤其是低负荷工况及机组启停的整体运行优化。(3)开展多种技术组合的锅炉超低排放综合优化提效改造、汽轮机通流综合提效改造和机组供热优化改造。最终实现综合提效改造及机组整体运行优化，提升机组整体性能。
结束语
通过综合提效技术的实施，机组安全可靠性大幅提升，机组各项性能指标得以明显提高，节能增效效果十分明显。但要达到预期目标，必须开展好以下工作:通过试验，深度诊断机组设备安全、环保、节能方面存在的问题状况、能耗状况，各主辅设备及系统的裕量及匹配情况；统计分析机组所在区域发电环境、供热环境，包括区域电网结构、发电利用小时数、电网对机组增容的认可性及灵活性调峰要求等；收集机组先进提效技术、制造厂机组机组通流改造先进技术、同类型机组改造情况等。最终，“量身定制”具备前瞻性、全面性和先进性且集机组安全、环保、节能于一体的“综合提效”技术路线，实现燃煤电厂安全、高效、清洁的可持续发展。
参考文献
[1]魏宏鸽,张杨,杜振,朱跃.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[J].发电与空调,2017,38(06):14-17+33.
[2]孙漪清.火电机组二氧化碳减排策略研究[J].化工管理,2017(35):242.
[3]刘桂才,廖艳芬,马晓茜,宋景慧.烟气余热利用对燃煤机组影响的综合分析[J].锅炉技术,2017,48(06):8-12+45.
[4]刘含笑,郦建国,姚宇平,钟剑锋,杜宇江,杜依倩.燃煤电厂电除尘器能效评测[J].中国电力,2017,50(11):22-27.
[5]王赵国.燃煤电厂超低排放除尘系统节能优化试验研究[A].中国环境保护产业协会电除尘委员会.第十七届中国电除尘学术会议论文集[C].中国环境保护产业协会电除尘委员会:中国环境保护产业协会电除尘委员会,2017:6.
[6]李斌,王金平,于文圣,巴星原,安连锁.350MW燃煤机组排烟余热利用系统热经济学分析[J].电力科技与环保,2017,33(05):52-55.