華能白山煤矸石發(fā)電公司位于吉林省白山市江源區(qū)，是由華能吉林發(fā)電有限公司與通化礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司按60%、40%共同投資，并由華能吉林發(fā)電有限公司控股的國有熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，是吉林省首座利用煤矸石、煤泥、洗中煤為原料的低熱值煤綜合利用型電廠。也是吉林省內(nèi)唯一的一家配置兩臺330兆瓦大型循環(huán)流化床鍋爐的燃煤電廠。電廠總占地面積19.8公頃，是目前全國同類型機組中占地面積最小的發(fā)電企業(yè)。項目建設(shè)是從國家節(jié)能減排要求和民生意愿出發(fā)，與國家能源局2011年提出的關(guān)于促進(jìn)低熱值煤發(fā)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展規(guī)劃相接軌，滿足地區(qū)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的需要，對擴充地區(qū)經(jīng)濟總量、優(yōu)化生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

       二、項目實施背景

       2014年9月12日國家發(fā)改委、環(huán)保部、能源局聯(lián)合印發(fā)了《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）》的通知。同時伴隨著國家“十三五”規(guī)劃起草工作的啟動。漸漸明晰了未來火電機組節(jié)能減排的工作目標(biāo)。而國務(wù)院也提出了燃煤發(fā)電機組提高企業(yè)能源效率依然是能源發(fā)展永恒的目標(biāo)。當(dāng)前，在面對全球經(jīng)濟下行壓力的影響，吉林省2015年一季度火電機組利用小時為1009小時，同比減少了29小時，大部分火電機組在45-55%的工況下長期運行，這也意味著低負(fù)荷工況下燃煤火電機組節(jié)能、減排壓力的加劇，而火電機組運行遠(yuǎn)離設(shè)計工況時,如何提高機組的熱經(jīng)濟性，降低各項排放指標(biāo)，以及進(jìn)行恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)改造和運行調(diào)整。就成為提高企業(yè)效益和市場競爭力所必須攻克的難題。

       三、項目內(nèi)涵和做法

       1.科技攻關(guān) 深挖節(jié)能潛力。

       對于燃煤火電機組，節(jié)能的主要手段無非在于降熱耗、提爐效、省廠用、復(fù)用水幾個方面，而由能源消耗的分類來講，就是省煤、省水、省汽、省油、省電。循環(huán)流化床鍋爐與常規(guī)燃煤機組一樣，離不開在上述方面采取有效的措施開展節(jié)能工作。華能白山煤矸石發(fā)電有限公司在以上幾個方面開展工作的同時，充分的挖掘了低負(fù)荷工況下節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用，將技術(shù)改造與運行調(diào)整相結(jié)合，先后進(jìn)行了油槍冷卻風(fēng)、激波吹灰器、過熱器吊掛管保溫、冷端優(yōu)化、水泵提效及變頻、污水回收等技術(shù)改造，并自主摸索出了低風(fēng)量低床壓、凝結(jié)水全深度變頻、機組啟停防腐以及鍋爐啟動節(jié)油等優(yōu)化調(diào)整措施，并全面實施無滲漏治理工程。使節(jié)能減排技術(shù)覆蓋了生產(chǎn)工藝的每個流程，通過進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和引入，取得了良好的節(jié)能減排效果。

       （1）壓縮空氣一般均為電廠最先啟動的公用系統(tǒng)之一，系統(tǒng)龐大、復(fù)雜且易漏泄點較多，同時壓縮空氣又是一種高壓頭低流量的工質(zhì)，易做動力源反復(fù)使用，確不適合做為冷卻介質(zhì)。為此白山公司將原有的12路油槍冷卻風(fēng)由壓縮空氣改為了冷一次風(fēng)接帶，并加裝了電磁開關(guān)閥，實現(xiàn)了全自動邏輯控制，對兩臺機組加裝隔離閥門，減少了備用機組對壓縮空氣的消耗，使空壓機由原先5臺減少至2臺運行，耗電率下降了0.43%，節(jié)電率達(dá)到了45%。

       （2）為節(jié)約蒸汽消耗以及確?？疹A(yù)器的換熱效果，對空預(yù)器加裝了兩層激波吹灰器，并采取了蒸汽、激波聯(lián)合吹灰的運行方式，蒸汽吹灰使用量，日均減少2次，日減少補水量約80噸，年節(jié)約補水量近1.8萬噸，補水率下降了約0.4%，匯同熱量損失降低機組煤耗約1.5克/千瓦時。

       （3）鍋爐原設(shè)計過熱器吊掛管為絕熱防磨護(hù)瓦，阻礙了吊掛管內(nèi)工質(zhì)換熱，為增加了煙道吊掛管內(nèi)工質(zhì)的換熱量，將吊掛管更換為防磨護(hù)瓦，去除絕熱功能，由改造前后數(shù)據(jù)分析，高過、低再入口平均溫度為712℃，同比降低45℃，空預(yù)器入口溫度平均值為271℃，同比降低15℃，同時機組停爐后及時對煙道整體進(jìn)行清灰，有效的提高煙道管束的清潔度，配合激波吹灰器的安裝使用，同期對比排煙溫度下降了近22℃，降低機組煤耗約4.5克/千瓦時。

       （4）對北方高寒地區(qū)的空冷機組，冬季即要保證安全過冬，又要保持經(jīng)濟真空，對此白山公司經(jīng)過不斷的摸索，先后對兩臺機組空冷島通道進(jìn)行了隔離封閉，并對凝結(jié)水回水管路全程加裝了新型保溫。通道封閉后，減少了通道冷空氣對流及備用機組對運行機組空氣動力場的影響，并且不再使用原來冬季空冷島1、6列在極端工況下采取的隔列措施，將空冷風(fēng)機變頻下降調(diào)整至10%，使空冷各換熱管束進(jìn)汽均勻。凝結(jié)水管路新型保溫的實施，得以將凝結(jié)水過冷度引入了防凍保護(hù)邏輯控制中，空冷防凍由被動變主動，排汽壓力更為平穩(wěn)，冷卻效率得到大幅提高，冬季真空度改造后完成91.41%，同比提高了2.48%，降低機組煤耗約6克/千瓦時。

       （5）對全廠內(nèi)的大功率水泵進(jìn)行了效率測算，對存在冗余功率的水泵葉輪進(jìn)行車削，減少了冗余功率增加的電量消耗。其中，輔機循環(huán)水泵車削后電流由71A下降至46.1A、電流降低24.9A，耗電率下降0.14%；閉式水泵葉輪車削后耗電率下降了0.01%；利用庫存物資對公用水泵進(jìn)行了變頻改造，改造后耗電率下降了0.01%，節(jié)電率達(dá)到了47%；綜合各種水泵提效及變頻改造后，不但能保證機組運行的需求，且降低廠用電率近0.16%。

       （6）加強重復(fù)用水的技術(shù)攻關(guān)，將化學(xué)沖洗排污水全部回收，一路引入沉清池再次制水，多余的引入公用水池做為灰、渣加濕用水，復(fù)用水率達(dá)到100%，此項改造實施后，新鮮用水月可節(jié)約近3000噸，全年可節(jié)約用水量達(dá)到3.6萬噸。同時將化驗站取樣水進(jìn)行回收，引入凝結(jié)水儲水箱，并送入脫硝用水，其溫度、水質(zhì)完全滿足脫硝用水的要求，使脫硝系統(tǒng)不再消耗凝結(jié)水，使得機組化驗消耗水得到有效利用，日節(jié)約補水量約23噸，年節(jié)約補水量近8400噸，降低機組補水率0.02%。

       （7）為降低循環(huán)流化床鍋爐磨損，提高機組的運行周期以及降低輔機耗電，進(jìn)行了鍋爐低風(fēng)量、低風(fēng)壓運行方式的攻關(guān)，隨著負(fù)荷的下降，鍋爐一、二次風(fēng)量配比無法保持設(shè)計值4:6，因此就必須確定新的調(diào)整思路：一方面在啟爐前根據(jù)臨界流化風(fēng)量試驗，確定了兩側(cè)布風(fēng)板最小風(fēng)量，在啟動后根據(jù)不同負(fù)荷及床壓，適當(dāng)少許增加風(fēng)量，通過一氧化碳測點的安裝，保持一氧化碳含量在50毫克/標(biāo)立方米以下，調(diào)整二次風(fēng)量保持鍋爐氧量在3%左右，始終維持床壓在5.2千帕左右；另一方面在爐后半干法脫硫吸塔內(nèi)加裝1300毫米高度的防磨襯瓦，使脫硫床層可以得到下移，突破了脫硫煙氣量130萬立方米/小時降低至105萬立方米/小時。運行期間始終保持兩側(cè)一次風(fēng)擋板在50%以上，減少一次風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)流損失。調(diào)整后，同期對比床壓下降1.2千帕、風(fēng)量降低5.2萬立方米/小時，一次風(fēng)機電流下降12A、引風(fēng)機電流下降40.5A，鍋爐主要輔機電耗同期對比下降了近0.35%。

       （8）實現(xiàn)了凝結(jié)水全范圍變頻調(diào)整，重新設(shè)定低旁、三級減溫水和凝結(jié)水泵低水壓等聯(lián)鎖定值，并在運行中保持了除氧器上水調(diào)門在65%以上運行，使凝結(jié)水系統(tǒng)節(jié)流損失降至最低，通過優(yōu)化邏輯控制，由變頻控制水位并設(shè)定壓力保護(hù)下限，在安全的前提下，充分的發(fā)揮了凝結(jié)水泵變頻調(diào)整優(yōu)勢，調(diào)整后凝結(jié)水泵運行頻率平均值為46%，耗電率達(dá)到0.07%，對比調(diào)整前下降了0.15%，此項耗電率指標(biāo)在國內(nèi)同類型機組中達(dá)到領(lǐng)先水平。

       （9）全面開展無滲漏治理，通過運行期間采用紅外線熱呈像儀拍照檢查，全風(fēng)煙、汽水系統(tǒng)分區(qū)域檢查，以及停機后進(jìn)行水壓、風(fēng)壓試驗等方式，使機組各系統(tǒng)及閥門的內(nèi)、外漏得到了有效的整治。同時在SNCR脫硝過程中，摸索出了氨逃逸排放控制方式，嚴(yán)格控制氨逃逸量在＜4毫克/標(biāo)立方米以下運行，從而一舉解決了空預(yù)器因氨逃逸量過多生成硫酸氫氨對空預(yù)器管束積附粘灰使管束發(fā)生漏泄的難題，使空預(yù)器漏風(fēng)率可保持在2.5%左右。在整治期共計排查漏泄點110余處，閥門內(nèi)漏136臺。實現(xiàn)了無滲漏的最終目標(biāo)，以化學(xué)回收水量下降幅度并折算熱量合計降低煤耗約0.5克/千瓦時。

       （10）設(shè)備防腐一般容易被企業(yè)管理人員所忽視，但華能白山公司始終堅質(zhì)做好水質(zhì)監(jiān)督和防腐治理工作，機組停機前堅持對系統(tǒng)加入十八胺，進(jìn)行4個小時的汽水系統(tǒng)防腐鈍化處理，避免了機組啟動后因負(fù)荷過低而無法進(jìn)行有效的洗硅操作，杜絕了啟動初期因水質(zhì)超標(biāo)造成大量串水的現(xiàn)象發(fā)生，并在機組運行時保持較小的連排開度，減少了排污造成的熱量和水量損失。同時也正是因為采取了這些技術(shù)措施，在停機割管抽樣檢查中，汽水系統(tǒng)管內(nèi)壁清潔，使設(shè)備壽命得到了延長了。

       （11）機組啟爐前合理安排各項風(fēng)機、布風(fēng)板阻力等試驗，并保證風(fēng)機啟動期間完成布袋預(yù)涂灰工作，同時嚴(yán)格控制床料厚度在人孔下沿下100毫米附近，避免料層過厚造成燃油量的增加。投入臨爐推動以及采取暖風(fēng)器加熱的方式，提高爐溫和風(fēng)溫，以減少燃油消耗，縮短啟動時間，2015年6月，機組啟動合計消耗燃油6.4噸，啟動時間由原8小時縮短為4小時左右。減少了低負(fù)荷啟動期間造成的能耗上升。

       2.技術(shù)創(chuàng)新 實現(xiàn)減排目標(biāo)。

       （1）對給煤和床料系統(tǒng)進(jìn)行改造，增加了石灰石子給料系統(tǒng)，提前在給煤中摻入了石灰石子，使脫硫劑與燃煤得到充分混配，在回料中與循環(huán)灰提前進(jìn)行熱交換，使脫硫過程提前約2分鐘，解決了爐內(nèi)脫硫反應(yīng)滯后的頑疾；同時將爐內(nèi)一級脫硫改造為石灰石子與石灰石粉聯(lián)合方式，并與爐后二級脫硫?qū)崿F(xiàn)脫硫控制聯(lián)動，并增加二氧化硫排放量100毫克/標(biāo)立方米的重疊區(qū)，三道措施聯(lián)合動作，二氧化硫指標(biāo)在任意負(fù)荷變化區(qū)間始終保持在合格范圍內(nèi)，對比改造前二氧化硫排量下降約50毫克/標(biāo)立方米。并且不再出現(xiàn)負(fù)荷突變情況下的超標(biāo)情況。并且大量節(jié)約了石灰石粉和生石灰粉的使用量，月統(tǒng)計消耗量對比同期分別減少了1290噸和152噸，下降幅度分別達(dá)到48.7%和52.4%。年節(jié)約脫硫成本約300萬元。

       （2）在開展低風(fēng)量低床調(diào)整的摸索過程，保持節(jié)能與減排同步進(jìn)行的思路。配合SNCR脫硝工藝，通過低風(fēng)量、低風(fēng)壓的調(diào)整，鍋爐低氧燃燒有效的抑制了鍋爐煙氣中NOX的生成，使得調(diào)整后NOX排放濃度對比降低了110.68毫克/標(biāo)立方米,低于國家標(biāo)準(zhǔn)71.32毫克/標(biāo)立方米。同時尿素消耗量同期對比減少286.44噸，僅為同期的28.5%，降幅達(dá)到了71.5%，折算降低供機組煤耗0.45克/千瓦時。

       （3）在機組投產(chǎn)時，就及時開展了布袋除塵器的煙氣均布試驗，確定了6個袋室均在1.3千帕左右的最佳壓差點，保持布袋除塵效率在99.95%以上，同時在下移脫硫灰床層的同時，維持上部壓差值在-2.0千帕左右，通過壓差值保持最佳的脫硫床層厚度，即保證了脫硫效率又可有效的抑制煙氣排出口的灰含量，通過調(diào)整使負(fù)荷變化過程中粉塵排放濃度始終可控在20毫克/標(biāo)立方米左右。

       四、項目實施后產(chǎn)生的效果

       2014年華能白山煤矸石發(fā)電有限公司機組負(fù)荷為56.98%，經(jīng)過科技攻關(guān)與技術(shù)創(chuàng)新成果的實施，2014年其全廠供電煤耗環(huán)比13年下降了20.31克/千瓦時，節(jié)約標(biāo)煤量2.4萬噸，發(fā)電廠用電率完成6.85%，環(huán)比13年下降1.4%。2015年上半年機組負(fù)荷率同期對比下降了2.22%，僅完成了51.9%。但供電煤耗依然下降了1.12克/千瓦時，保持了整體下降趨勢。獲得了華能集團(tuán)頒發(fā)的2014年度“廠用電率進(jìn)步獎”。并于2015年4月通過華能集團(tuán)公司“優(yōu)秀兩型企業(yè)”確認(rèn)驗收。同時機組投產(chǎn)至今各項環(huán)保指標(biāo)全部達(dá)標(biāo)。是世界上首次在330兆瓦級循環(huán)流化床鍋爐上采用脫硝技術(shù)的機組。2014年其SNCR脫硝工藝技術(shù)獲得“中國電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎”、“華能集團(tuán)公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎”、“吉林省電機協(xié)會科學(xué)進(jìn)步一等獎”并于2015年2月通過國家環(huán)保部環(huán)評驗收。華能白山煤矸石發(fā)電有限公司采取的各項技術(shù)改造和創(chuàng)新成果，對于同樣在低負(fù)荷工況下運行的同類型或相近類型的燃煤機組，具有一定的可復(fù)制性，其各項指標(biāo)控制過程和參數(shù)范圍具有借鑒和推廣意義。同時隨著燃煤發(fā)電企業(yè)節(jié)能減排的不斷深入，和當(dāng)前新能源電力在電網(wǎng)的比重逐步增加的發(fā)展形勢下，對于探索火電機組參與電網(wǎng)調(diào)峰而長期處于低負(fù)荷工況下運行時降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益，均有著重要而深遠(yuǎn)的意義。（主創(chuàng)人員：張洪義、張  斌、付順利、耿文峰、姜連剛、姜  偉）