火电厂能源效率评价指标体系研究
作者:王丹凤来源:原创日期:2013-12-12人气:2420
引言
要实现科学发展这个主题,就必须实现经济发展方式的真正转变,但目前的研究主题仍然是从传统的资本和劳动投入要素的维度来进行分析,而分析可持续发展概念最初源起的能源和环境维度即节能减排在发展方式转变中发挥的作用将有深层次的意义,随之提高能源利用效率提上日程。在高耗能的电力市场领域,电力改革实现“厂网分开,竞价上网”之后,打破了电力市场五大发电公司的垄断,形成了新旧电力公司、大小电力公司、新能源电力公司与传统能源电力公司等竞争态势,我国一次能源结构决定了发电必然以煤电为主的基本格局,因此火电厂在日趋激烈的竞争中更要提高能源利用效率,节约成本,提高竞争力。火力发电厂目前仍然存在电力发展水平较低,市场手段促进节能减排的力度不够等问题。因此有必要结合国内火电厂节能现状及特点,依据指标体系设计原则,建立一套比较完善的火电厂能源效率评价指标体系。
1 指标体系的构建
结合我国国民经济和火电厂特点,节能型火电厂评价指标体系是由一个目标层(节能型火电厂可持续发展度)、准则层(一级指标)、指标层(二级指标)及分指标层(三级指标)构成的层次体系,由此可细化到单个可验证、可获取的指标。
1.1 目标层 火电厂能源效率评价指标体系研究。
1.2 一级指标 节约燃煤指标、节电指标、节约水资源指标、节油指标、减排指标,节能政策指标。
1.3 二级指标 锅炉指标、汽机指标、燃煤质量;厂用电率;发电水耗率,水资源利用程度;油耗指标;粉煤灰、炉渣、煤矸石、脱硫石膏等;组织机构,节能管理指标,技术应用指标。
1.4 三级指标
1.4.1 燃煤技术指标。排烟温度、锅炉氧量、飞灰可燃物、炉渣可燃物、空预器漏风率;高压缸效率、中压缸效率、主汽温度、再热汽温度、主汽压力、再热汽压力、过热器减温水流量、再热器减温水流量、凝汽器真空、真空严密性、凝汽器端差、凝结水过冷度、给水温度、加热器端差、高加投入率;燃煤管理指标:入场煤合格率、燃煤存储优化程度、入场燃煤科学管理程度、配煤科学程度。
1.4.2 厂用电率。磨煤机耗电率(制粉系统单耗及耗电率)、排粉机耗电率、除灰除尘耗电率、一次风机耗电率、引风机耗电率、送风机耗电率、循环水泵耗电率、凝结水泵耗电率、电动给水泵耗电率、除灰除尘耗电率、输煤耗电率、制水用电率、供水耗电率、上油用电率、脱硫耗电率、输煤耗电率、制氢耗电率。
1.4.3 节约水资源技术指标。制水合格率、生产补水率、汽水损失率、辅助生产补水率、单位发电用新水、循环水浓缩倍数、化学自用水率、水的重复利用率、灰水比;管理指标:中水回用程度、水资源合理利用程度、节水资金投入程度、水资源合理利用管理情况。
1.4.4 节油指标。点火用油量、助燃用油量、润滑油耗。
1.4.5 减排指标。粉煤灰:粉煤灰利用率、单位产品直接效益、单位产品产生的附加值、单位产品产生的社会效益、单位粉煤灰排放费用节约;炉渣:炉渣利用率、单位产品效益;煤矸石:煤矸石率、煤矸石利用率、单位煤矸石发电量、单位产品产生的社会效益;脱硫石膏:脱硫石膏产生的废水量、脱硫石膏的纯度、单位脱硫所用的石膏量、单位产品直接效益、单位产品产生的附加值、单位产品产生的社会效益。
1.4.6 政策指标。组织机构:是否设立企业节能领导小组、是否制定节能中长期规划和年度工作计划、是否制定并实施节能奖励制度、是否建立耗能设备能耗定额管理制度、是否开展能源消耗内部或第三方审计或监测;节能减排管理工作:能源计量器具依规配备率、仪表投入率、仪表准确率、热工自动装置投入率、新/改/扩建项目是否按照节能设计规范和用能标准建设、是否定期开展节能减排培训;节能技改计划落实率、节能投资占固定资产投资比重、电机系统的节能改造比重、是否安装高效点火装置、是否进行热力系统优化及改造。
2 节能评价标准的确定
2.1 直接标准 火力发电厂节能评价标准主要依据国家现行标准、行业的相关标准、操作性强的原则,针对生产节能技术指标、节能管理指标、经济技术运行指标、减排等指标逐项确定。对定量评价的基准值确定遵循的原则:凡国家或行业在有关政策、规划等文件中对该项指标已有明确要求的就选用国家要求的数值;无明确要求值的,则选用国内重点火力发电厂近年来实际达到的中等以上水平的指标值。
2.2 对于经济运行指标,指标目标值的确定有三种
方法
2.2.1 直接取值法。这种方法使用简便,省时省力,但是过于理想,实际运行条件常常与设计条件不尽相同,因此使用设计值或实验值作为目标值显然是不恰当的,可能带来的误差很大。
2.2.2 曲线拟合法。在某一负荷下,可以取最佳工况下的运行参数作为指标的目标值,而参数是随负荷变化的,于是可以用数值分析的方法拟合出指标的目标值曲线。根据不同的拟合方法,可以得到不同的曲线方程。由于不同的应用对曲线的要求不同,故在此给出两种拟合方法:二次型曲线拟合;双曲线型曲线拟合。
2.2.3 插值法。此法的关键是如何取得不同工况条件下的目标值,此法是一个动态和不断完善的过程,结合了设计值和历史经验值,能够准确地反映机组在不同工况下所能达到的理想最佳值,并能很好地适应机组技术改造和设备运行状态的变化。此法更易于计算机的存储和表示,算法简单,计算效率高,能够在实时性、灵活性和可靠性方面完全满足指标实时考核的要求。
3 结论
本文从能源效率指标评价体系构建原则、构建方法、指标评价标准以及评价方法等方面进行了全面系统的研究,从而加强火电企业对能源效率评价指标的认识,增加节能减排的意识,为火电企业降低能源消耗、加强能源管理、降低成本、提高竞争力等方面提供了理论支持。
要实现科学发展这个主题,就必须实现经济发展方式的真正转变,但目前的研究主题仍然是从传统的资本和劳动投入要素的维度来进行分析,而分析可持续发展概念最初源起的能源和环境维度即节能减排在发展方式转变中发挥的作用将有深层次的意义,随之提高能源利用效率提上日程。在高耗能的电力市场领域,电力改革实现“厂网分开,竞价上网”之后,打破了电力市场五大发电公司的垄断,形成了新旧电力公司、大小电力公司、新能源电力公司与传统能源电力公司等竞争态势,我国一次能源结构决定了发电必然以煤电为主的基本格局,因此火电厂在日趋激烈的竞争中更要提高能源利用效率,节约成本,提高竞争力。火力发电厂目前仍然存在电力发展水平较低,市场手段促进节能减排的力度不够等问题。因此有必要结合国内火电厂节能现状及特点,依据指标体系设计原则,建立一套比较完善的火电厂能源效率评价指标体系。
1 指标体系的构建
结合我国国民经济和火电厂特点,节能型火电厂评价指标体系是由一个目标层(节能型火电厂可持续发展度)、准则层(一级指标)、指标层(二级指标)及分指标层(三级指标)构成的层次体系,由此可细化到单个可验证、可获取的指标。
1.1 目标层 火电厂能源效率评价指标体系研究。
1.2 一级指标 节约燃煤指标、节电指标、节约水资源指标、节油指标、减排指标,节能政策指标。
1.3 二级指标 锅炉指标、汽机指标、燃煤质量;厂用电率;发电水耗率,水资源利用程度;油耗指标;粉煤灰、炉渣、煤矸石、脱硫石膏等;组织机构,节能管理指标,技术应用指标。
1.4 三级指标
1.4.1 燃煤技术指标。排烟温度、锅炉氧量、飞灰可燃物、炉渣可燃物、空预器漏风率;高压缸效率、中压缸效率、主汽温度、再热汽温度、主汽压力、再热汽压力、过热器减温水流量、再热器减温水流量、凝汽器真空、真空严密性、凝汽器端差、凝结水过冷度、给水温度、加热器端差、高加投入率;燃煤管理指标:入场煤合格率、燃煤存储优化程度、入场燃煤科学管理程度、配煤科学程度。
1.4.2 厂用电率。磨煤机耗电率(制粉系统单耗及耗电率)、排粉机耗电率、除灰除尘耗电率、一次风机耗电率、引风机耗电率、送风机耗电率、循环水泵耗电率、凝结水泵耗电率、电动给水泵耗电率、除灰除尘耗电率、输煤耗电率、制水用电率、供水耗电率、上油用电率、脱硫耗电率、输煤耗电率、制氢耗电率。
1.4.3 节约水资源技术指标。制水合格率、生产补水率、汽水损失率、辅助生产补水率、单位发电用新水、循环水浓缩倍数、化学自用水率、水的重复利用率、灰水比;管理指标:中水回用程度、水资源合理利用程度、节水资金投入程度、水资源合理利用管理情况。
1.4.4 节油指标。点火用油量、助燃用油量、润滑油耗。
1.4.5 减排指标。粉煤灰:粉煤灰利用率、单位产品直接效益、单位产品产生的附加值、单位产品产生的社会效益、单位粉煤灰排放费用节约;炉渣:炉渣利用率、单位产品效益;煤矸石:煤矸石率、煤矸石利用率、单位煤矸石发电量、单位产品产生的社会效益;脱硫石膏:脱硫石膏产生的废水量、脱硫石膏的纯度、单位脱硫所用的石膏量、单位产品直接效益、单位产品产生的附加值、单位产品产生的社会效益。
1.4.6 政策指标。组织机构:是否设立企业节能领导小组、是否制定节能中长期规划和年度工作计划、是否制定并实施节能奖励制度、是否建立耗能设备能耗定额管理制度、是否开展能源消耗内部或第三方审计或监测;节能减排管理工作:能源计量器具依规配备率、仪表投入率、仪表准确率、热工自动装置投入率、新/改/扩建项目是否按照节能设计规范和用能标准建设、是否定期开展节能减排培训;节能技改计划落实率、节能投资占固定资产投资比重、电机系统的节能改造比重、是否安装高效点火装置、是否进行热力系统优化及改造。
2 节能评价标准的确定
2.1 直接标准 火力发电厂节能评价标准主要依据国家现行标准、行业的相关标准、操作性强的原则,针对生产节能技术指标、节能管理指标、经济技术运行指标、减排等指标逐项确定。对定量评价的基准值确定遵循的原则:凡国家或行业在有关政策、规划等文件中对该项指标已有明确要求的就选用国家要求的数值;无明确要求值的,则选用国内重点火力发电厂近年来实际达到的中等以上水平的指标值。
2.2 对于经济运行指标,指标目标值的确定有三种
方法
2.2.1 直接取值法。这种方法使用简便,省时省力,但是过于理想,实际运行条件常常与设计条件不尽相同,因此使用设计值或实验值作为目标值显然是不恰当的,可能带来的误差很大。
2.2.2 曲线拟合法。在某一负荷下,可以取最佳工况下的运行参数作为指标的目标值,而参数是随负荷变化的,于是可以用数值分析的方法拟合出指标的目标值曲线。根据不同的拟合方法,可以得到不同的曲线方程。由于不同的应用对曲线的要求不同,故在此给出两种拟合方法:二次型曲线拟合;双曲线型曲线拟合。
2.2.3 插值法。此法的关键是如何取得不同工况条件下的目标值,此法是一个动态和不断完善的过程,结合了设计值和历史经验值,能够准确地反映机组在不同工况下所能达到的理想最佳值,并能很好地适应机组技术改造和设备运行状态的变化。此法更易于计算机的存储和表示,算法简单,计算效率高,能够在实时性、灵活性和可靠性方面完全满足指标实时考核的要求。
3 结论
本文从能源效率指标评价体系构建原则、构建方法、指标评价标准以及评价方法等方面进行了全面系统的研究,从而加强火电企业对能源效率评价指标的认识,增加节能减排的意识,为火电企业降低能源消耗、加强能源管理、降低成本、提高竞争力等方面提供了理论支持。
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