能源站提質增效案例

提質增效案例：

一、項目立項背景

2016年11月28日， 公司下屬銀川中節能聯合電力有限公司作為投資主體建設的銀川經開區增量配電改革試點項目被列為國家第一批增量配電試點項目。配電網作為電力發輸配用的末端直接面向用户服務，增量配電業務由於體制機制更加靈活，有更多的創新服務。

公司投資建設的銀川經開區綜合能源低成本化園區改造項目作為綜合能源工程，年發電量4000餘萬度，是增量配電網區域的重要延伸，一方面可依託增量配電網實現分佈式能源電力上網，並尋求更豐富的商業交易模式，獲得較好的上網電價水平，特別是可以通過增量配電網就近向用户輸送低價電量，降低園區用户生產成本，體現了“低成本化園區”的改造方向。另一方面能夠給增量配網提供必要的電源補充，提高園區增量配網區域的電能質量。增量配網模式下，綜合能源服務商可以更直接實現分佈式電源和用户的關聯，通過綜合能源商的售電服務完全耦合電能生產端和銷售端。通過這種耦合，綜合能源服務商能根據用户的用能需求實現多能互補系統的運行優化，降低能源生產成本並提高能源利用效率。

項目現有設備：

1 套數字化綜合能源管控平台；

1 回 35kV 增量配電網接入系統（含紅線外 35kV 出線）；

5.6MW 燃機 CHP；

2MW 光熱利用裝置及高温儲能裝置；

1 台 10t/h 加 1 台 20t/h 高效低氮燃氣鍋爐；

能源站外蒸汽管網、站外供熱回水管網、站外給、排水管網；

二、提質增效方案

在工程設計建設過程中，為進一步提升項目運行經濟性、效率性，達到降本增效、提質增效的目的，結合實際需要，經過研究討論並與設計院、總包方溝通方案的可實行性，最終確定了三種可實行的技改方案。

方案一：

由於分汽缸的汽源是來自三台鍋爐，三台鍋爐的熱負荷、工況不同，會造成分汽缸入口和出口蒸汽温度波動範圍較大，造成用户用汽參數波動較大，影響用户生產；由於蒸汽温度波動較大，一旦蒸汽温度波動至對應壓力過熱温度以下，會造成蒸汽帶水，管道中形成水錘，會嚴重損壞管道和設備。通過在分汽缸的出口和入口各增加一個減温器，對三台鍋爐供來的蒸汽先經過入口的一級減温器進行粗調，將波動的蒸汽温度先控制在一定的範圍內，再經過分汽缸將不同温度的蒸汽混合、進一步的穩定，最後通過分汽缸出口的二級減温器進行細調，通過分段控制，精密調節，以維持主蒸汽温度為設定值，使被控對象的延遲和慣性都小於一級減温水的控制方案，從而消除單級減温水存在的內擾，達到蒸汽温度的穩定，避免了對管道和設備的損壞，而且減温器實現降温使用的是鍋爐給水母管來水，在保證用户參數和對應壓力下過熱度的同時，還對減温水進行了100%充分利用。使能源消耗達到了最優，也使能源站的效益相對於未增加減温器，有了較大的提高。

此方案通過技術改造，達到了降本增效的目的，預計累計兩年共節省26.2萬元的生產費用。

詳細計算：

每年能源站供熱蒸汽量在13萬噸左右，鍋爐燃燒的額定温度及壓力為1.2Mpa、200℃，保守估計，通過噴水降温控制温度至0.8MPa、180℃，1.2Mpa、200℃蒸汽焓值為2814kJ/kg，0.8MPa、180℃蒸汽焓值為2791kJ/kg，則通過計算可得全年13萬噸蒸汽共降低熱量2990000000kJ，天然氣熱值約為34MJ/Nm3，則換算為天然氣為87941Nm3，每標方天然氣價格為1.8元，則每年天然氣共節省15萬元左右，兩年共節省30萬元。

該項目計劃投資減温器設備及安裝費為2萬元，預計年消耗減温水（除鹽水）量為1103噸，噸除鹽水費為8元，則兩年除鹽水費用為1.8萬元。

兩年節省費用減去成本費用=30萬元-2萬元-1.8萬元=26.2萬元。

方案二：

現有技術從外供蒸汽的分汽缸引出一路至生水加熱，會造成本該外供收費的蒸汽用於廠內水源加熱，經濟性差，並且消耗有限的資源。

針對現有技術的缺點，綜合能源站通過燃機及燃氣鍋爐現有的煙氣換熱器和冷凝器對燃機及燃氣鍋爐的排煙餘熱加以利用，作為生水加熱的熱源。在鍋爐煙氣排放尾部加設冷凝器，利用本該外排的高温煙氣對化水來水進行加熱，對除鹽水進行了一個初步的預熱，使除鹽水在進除氧器之前自身就已帶有温度，間接的提高了除鹽水的升温速率。增加鍋爐的效率的同時還對鍋爐的餘熱能源達到了高度利用。燃機的煙氣換熱器與鍋爐的冷凝器都是利用本該外排的高温煙氣加熱化水來水，減少了從分汽缸引熱源的額外熱損失，大大提高了能源站的經濟性。預計兩年內累計可為能源站共節省180萬元。

詳細計算：

現有鍋爐年需26萬噸原水，但冬季期間有約12萬噸原水需從5℃加熱至25℃，5℃水焓值為21kJ/kg，25℃水焓值為104kJ/kg，則12萬噸水從5℃加熱至25℃共需9960000000（9.96×109）kJ，1.2Mpa，200℃蒸汽焓值為2814kJ/kg，,60℃的水焓值為251kJ/kg，則通過換算可得蒸汽約為3886噸，加上啟停過程中汽水損失，換熱過程中損失，總計需約4000噸蒸汽，按一噸蒸汽230元計算，則一年共計節省費用92萬元，兩年節省費用共計184萬元。

該項目計劃投資4萬元，包括從煙氣換熱器出口至原水加熱器的供水管道，水-水換熱器，手動閥門，以及原水加熱器至煙氣換熱器的供水管道。

兩年節省費用減去投資的成本費用=184萬元-4萬元=180萬元。

方案三：

現有技術的現狀是：能源站現有三台燃氣鍋爐為工業園區供高温蒸汽，因工業園區蒸汽用量波動較大，故三台鍋爐根據園區熱負荷進行頻繁啟停，蒸汽負荷增加時，需要啟動備用鍋爐時，需進行上水、暖爐等步驟。

現有技術的缺陷或存在的問題是：燃氣鍋爐冷態啟動耗時較長，鍋爐從上水，至供應蒸汽，無法及時響應用户用汽負荷的增加，對園區生產影響較大；鍋爐長期啟停冷熱變化較頻繁時，鍋爐受熱面熱力變化頻繁，會造成鍋爐壽命減少，容易造成管道磨損，甚至爆管的風險。

本方案所要解決的技術問題：縮短燃氣鍋爐從冷態啟動至供應蒸汽的時間，及時響應用户熱負荷，儘量減少汽源端對用户生產的影響；降低因頻繁啟停造成的鍋爐損耗。本方案相比與現有技術的優勢是：減少了燃氣鍋爐從上水至鍋爐預熱的時間，能夠較快響應用户熱負荷，減少汽源端對用户端生產的影響。

具體的方案：通過給燃氣鍋爐增加一台爐水自循環泵，從鍋爐的下鍋筒定排管道接出一路管道，增加鍋爐自循環泵連接至燃氣鍋爐給水管道，當爐水温度較低時，對鍋爐進行上水，並利用鍋爐自循環泵對鍋爐進行循環加熱。該方案解決的問題：能夠極大提升鍋爐的升温升壓速率，及時響應用户用汽負荷的變化，減少了鍋爐頻繁啟停造成的受熱面應力變化頻繁，從而減少對鍋爐壽命降低的影響，降低了鍋爐爆管的安全隱患風險。提高了鍋爐的安全性和穩定性。

三、提質增效成果

目前，公司以上技改方案已形成3項授權專利，分別為“一種蒸汽温度穩定的供汽系統”、“一種廢熱回收環保結構”、“一種冷態鍋爐自循環結構及供汽系統”並在公司綜合能源項目推廣，每年可降低運營成本100萬元。