节能・减排・新 节能与环保技术论坛＿罨两簇曩柔曩妻Ｉ专题 墨 广东电力行业节能减排技术分析与潜力研究 口陈子教于文益 摘要：通过对广东省电力行业近年发展情况的深入分析，阐述了广东省电力行业的整体技术水平、能耗现状和 污染物排放情况等。并以此为基础，对全省电力行业的节能减排潜力进行研究，在技术进步、管理模式及政策导 向等方面给出有效建议，从而为广东省电力行业节能减排的健康发展和目标实现提供有效指导。 关键词：电力行业；节能减排：技术进步；政策导向；管理模式 咖 咖 ”如 引言 咖咖咖咖咖咖 。 ：２ ９ ６ ３ 东改革开放３Ｏ年来看，全省经济增长对于电力消费依赖度很 改革开放以来，广东省经济高速发展，２００７年全省地区生 强。 广东省经济总量位居全国前列，电力装机容量也位居全国 产总值已超过３万亿人民币，占全国生产总值的１２．３％。经济 装机规模年均增长１１．４％。 的不断快速发展带来了能源消费需求的不断增加，２００７年广东 前列。从２００５年到２００７年三年问，省能源消费总量已达到２１９１２万吨标煤，比 ２０００年增长了１．３２倍。社会经济的快速发展， 带来了电力需求的显著增长，２００７年全省全社 会用电量达到３３９４．０５亿千瓦时，比２０００年增 —Ｌ常任＾Ｆ１， ＾、—Ｊ－一 ｎＤ（ｇｆｌＯｌ￣信榆、ｒ 寻、 Ｘ ｌ＝ 三二 ： …一一 ” “ … 。 。 二 长了２．５４倍。电力行业是广东省能源消耗最大 的行业，２００７年全省电力行业总耗能达到 ７３０１．５７万吨标煤，约占当年全省用能总量的 ３３％。经过多年的发展，广东省的电力行业通过 上大压小逐步淘汰了高耗能、高排放的一大批 小火电机组，同时新建了一批大型高效、清洁和 ～～一… Ｌ／ 。 “／’厂 厂， ／－ＪＩ， ＾ ／－，／＿ｒ， ／‘ ｒ －，ｌ ０ ｒ … ：■４幸一￡—‘—●—．＿—●，，’ ’ ’ ’ ’ ８２ ８４ ８６ ： ８８ ▲ ９０ ９２ ９４ ９６ ９８ Ｏ０ ０２ ０４ ０６ 可再生能源机组，在满足我省电力需求的同时， ７８ ８０ 逐步降低电力行业的能耗和污染物排放。电力 行业是能源转换行业，要消耗大量的煤炭，随着 电力装机规模的不断增大，进～步提高能源转 换效率、降低污染物排放对完成节能减排目标， 实现社会经济可持续发展显得尤为重要和迫切。 截至２００７年底，全省累计电力装机容量５８８５．８５万千瓦，比上 年增长９．２％，全省单机容量３０万千瓦及以上的装机有３０１ １ 万千瓦，占全省装机容量的５１．２％ｉ单机容量１Ｏ万千瓦及以上 一图１ １９７８—２００７年广东省经济能源发展情况 、广东电力发展与能耗情况 的装机有４４５１．４１万千瓦，占全省装机容量的７５．６％。 ２００７年全省火电机组总耗能达到６９５４．Ｏ０万吨标煤。其 ２００５—２００７年三年年均增长１２．７％，电力弹性系数０．８７。从广 中，原煤７９５０．１４万吨、燃油５９５．６７万吨、燃气２３．５１亿立方 表１近年广东省电力消费基本情况 广东社会经济快速增长，电力消费增长保持较高的水平， 米。污染物排放方面，从全 省主要的５４家装机容量在 年份 ２００５ ２００６ ２００７ 比上年增长 ３００ＭＷ及以上的电厂污染 １．全社会用电量（亿ｋＷｈ） 其中：第一产业 第二产业 第三产业 ２６７３．５５ ６５．２３ １８８３．Ｏ５ ３９６．６５ ３ＯＯ４．Ｏ３ ６８．８８ ２１２０．６６ ４４８．４８ ３３９４．Ｏ５ ７３．９１ ２４Ｏ７．８９ ４９９．６５ １２．９８％ ７－３Ｏ％ １３．５４％ ｌ１．４ｌ％ 物；Ｊ－：Ｉ｝放看，２００７年ＳＯ２总 排放量２０．１７万吨，比２００６ 年下降３７．８％；ＮＯ 排放 ３２．４５万吨，比２００６年增长 ９．７％；烟尘排放６．１４万吨， 比２００６年下降９．７％。 生活消费 ２．人均用电量（ｋＷｈ／人） 指２００７年比２００６年增长。 ３２８．６２ ２９０７．９３ ３６６．Ｏｌ ３２２８．７５ ４１２．５９ ３５９１．９７ １２．７３％ ｌ１．２５％ 广东科技２００９６总第２１４期 专题Ｉ穗臻 电源类型 煤 油 气 核 水 电 电 电 电 电 撇 越之 ∞靳∞ ∞垢 ５ Ｏ 表２广东省各类电源电力装机容量比重 单位：％ ６５０ｍｇ／ｍ。以内。未来电力行业的污染物 减排，除控制二氧化硫减排总量以外，氦 氧化物的减排控制是电力行业下一阶段 的重要内容。 （三）烟尘 ２００５焦 ４４．３２ ２８．４５ ７．８６ １３．８Ｏ ２００６钲 ４４．９２ ２６．４６ ３．６２ ７．Ｏ１ １２．８４ ２００７年 ４７．４６ １９．２４ ８．８ ６．４ １３．１ 目前，我省火力发电行业已１０Ｏ％安 装了除尘设备，除尘设备主要是湿法水膜 除尘器、旋风除尘器、静电除尘器等。静电 除尘器和水膜除尘器占除尘设备的９８％ 以上。广东省所有燃煤电厂机组均安装了 高效除尘器，大中型火电机组普遍采用高 蓄 能 ４．９９ ０．４１ ４．４５ ０．３５ ４．Ｏ７ ４．５ 垃圾发电 风电及其它 Ｏ．１７ Ｏ．３４ ４．２３ 效静电除尘器，除尘效率达到９９％以上。 安装了脱硫设施的机组排放烟气经静电 除尘后，再经脱硫设施脱硫过程喷淋二次 除尘，可再去除５０％左右的烟尘，总除尘 效率可达到９９．５％以上，排放浓度可控制 在５０ｍｇ／ｍ。以内。 三、广东省电力行业节能减排 ２００７ 潜力 图２近年全省主要电厂污染物排放情况 （一）广东省电力需求分析 根据《广东省“十一五”计划和２０２０ 二、节能减排技术水平分析 一年远景规划》，预计２００８—２０１０年期间，全省ＧＤＰ年均增长９％ 直以来，广东省非常重视行业的节能与能效的提高，也取 左右。按照电力发展适度超前经济发展原则，采用电力弹性系数 得了较好的成绩。２００７年广东省ＧＤＰ能耗为０．７５吨标煤，万 法、分类用电单耗法等测算全省电力需求，预测２００８—２０１０年期 元，比２００５年下降了５．１％，比全国平均水平低０．４１吨标煤／ 间，全省全社会用电量和用电最高负荷年均增长均为９％。到 万元。广东电力行业能源利用效率也较高，２００７年全省发电标 ２０１０年，全省全社会用电量预计达到４３９５亿千瓦时，电力弹性 煤耗为３２４ｇｃｅＡＷｈ，供电标煤耗为３４７ｇｃｅ／ｋＷｈ，均比全国平 系数１．０，全社会用电最高负荷可达７３４３万千瓦。 均水平低１ ０ｇｃｅ／ｋＷｈ。 （二）节能降耗潜力分析 污染物减排方面，广东结合环境保护工作实际，先后制定和 按国家要求，广东“十一五”期间ＧＤＰ综合能耗同比下降 颁布了一大批地方环境保护法律和法规。在电力行业，通过全面 １６％，即到２０１０年全省ＧＤＰ综合能耗要达到Ｏ．６６吨标煤／万 实施“蓝天工程计划”，从企业到行业，从单一技术改造到成套综 元，则到２０１０年全省需比２００７年减少耗能至少达到３４００万 合技术升级，使电力行业污染物减排能力得到显著提高。 （一）ＳＯ２ 吨标煤。按电力行业占２０％进行初步匡算，则到２０１０年全省电 力行业至少需要节能约７００万吨标煤。到２０１０年，全省平均发 广东省火电行业的二氧化硫治理工作取得了巨大进展，二 电标煤耗应将下降到约３０８ｇｃｅ／ｋＷｈ。 氧化硫等污染物排放浓度明显下降。２００７年，全省已建成脱硫 （三ｌ污染物减排潜力分析 设施的机组达到２３９９万千瓦，居全国第一：２００８年，全省所有 根据广东省政府制定的《广东省节能减排综合性工作方 １２．５万千瓦以上机组均已建成脱硫设施，且所有５万千瓦以下 案》，到“十一五”期末，省内所有火电机组全部完成脱硫治理工 机组将于２００９年全部关闭。但根据国家《二氧化硫总量分配实 程建设。全省电力行业二氧化硫排放量比２００５年减排５０万吨 施指导意见》，广东省２０１ ０年二氧化硫排放总量需控制在１ １ ０ 左右。广东省火电企业的脱硫装置基本采用湿法脱硫工艺，脱硫 万吨以内，其中火电厂排放总量需控制在５５．４万吨以内。根据 率基本在９０～９５％，可用率大于９５％，在二氧化硫排放控制方 ＜广东省电力行业发展“十一五”规划》，“十一五”期间广东省的 面，广东已属于较高水平。烟尘排放方面，由于高效电除尘器和 火电新装机容量还将有所增长，因此电力行业二氧化硫总量减 湿法脱硫的应用，烟尘的排放基本可控制在５０ｍｇ／Ｎｍｓ以内，也 排的控制任务仍然艰巨。 （二ＪＮＯｘ 已达到较高的水平。 减排潜力最大的是控制氦氧化物的排放。目前广东省仍有 广东省内新建火电机组均安装了低氨燃烧器，部分旧机组 约３５００万千瓦火电没有安装低氮氧化物燃烧器。目前新建机组 也安装了低氨燃烧器。目前全省安装了低氦燃烧器的火电机组 的氨氧化物排放水平要求在４００ｍｇ／Ｎｍ。以下，而在役机组的平 容量约１０００万千瓦，机组氮氧化物的排放浓度可控制在 均排放水平在７００ｍｇ／Ｎｍ。左右。根据＜关于做好全省火电机组 ２ 广东科技２００９ ６总第２１４期 “节能喊排嘶 节能与环保技术论坛＿罨两霰桑曩囊Ｉ专题 脱硝工程建设的通知》要求，今后新建机组需同时采用低氦氧化 ３．烟气脱硝。根据广东省发改委《关于做好全省火电机组脱 物燃烧器和烟气脱硝技术，其氦氧化物的排放水平应控制在 硝工程建设的通知》的要求，规划新建火电机组应同步建设烟气 ２００ｍｇ／Ｎｍ。以内。对于在役机组，通过燃烧器改造和烟气脱硝 脱硝装置，装置应与主体工程同步投运。省内在建的火电机组， 技术的改造，未来氨氧化物排放水平平均可控制在４５０ｍｇ／Ｎｍ。 凡没有建设烟气脱硝装置的，应抓紧补充研究建设烟气脱硝工 左右。 程，争取在２０１ ０年前配套建成烟气脱硝工程。 ４．加大风能与太阳能开发利用，进一步推进可再生能源发 电。广东加快对风能与太阳能的开发利用是一个长期的战略决 策，同时也是在国内开发程度较高的省份，在资源上也具有开发 四、节能减排技术发展重点取向分析 （一）在节能方面的重点发展取向 １．建设大容量、高参数、低耗能的超临界或超超临界机组。 利用的潜力。技术上应加强对风电和太阳能并网发电时对电力 火电常规机组的发展趋势仍向更高的参数发展，即采用超临界 和超超临界机组，１ ０００ＭＷ等级机组最高效率已达４７％。高参 数机组目前已有成熟的技术、具有较高的可靠性和良好的经济 性能。采用超Ｉ临界参数可以提高机组热效率，与同容量亚临界火 电机组的热效率比，在理论上可提高效率２％一５％。 ２．建设高效率、低耗能、低污染的燃气蒸汽联合循环机组。 燃气蒸汽联合循环机组具有效率高、污染少、启动快、适合调峰 等特点。ＬＮＧ机组Ｅ级联合循环效率为４９～５０％；Ｆ级效率为 ５５—５７％；Ｈ级效率达到６０％以上。未来，随着广东省天然气来 源的不断增多，适时增加燃气机组在我省电力装机中的比重，对 提高能源系统效率将发挥积极作用。 ３．推广应用等离子点火技术或微油点火技术等低耗能煤粉 点燃技术。微油或少油冷炉点火和超低负荷稳燃技术是用微量 的油（３０～８０ｋｇ／ｈ）在特殊设计燃烧室内高强度燃烧，产生高温 火焰。该火焰首先引燃少量煤粉，利用煤粉燃烧自身的热量再去 引燃更多的煤粉，采用逐级放大的原理，达到最终点燃大量煤粉 （２～８ｔ，ｈ）的目的。一般来讲，等离子点火或微油点火技术可节 省燃油７０％～１００％。 ４．推广应用电机变频技术。变频调速的特点是效率高，调速 的范围大、精度高、无级调速，容易实现闭环控制，没有因调速带 来的附加转差损耗、减少了机械磨损，电机工作温度明显降低、 同时不会对厂用电网造成冲击，有显著的节能效果。一般来讲， 电机变频节能技术可以节省电能３０％一４０％，在水泵、风机和 输送系统中应用变频调速技术，对减少电厂自用电量效果明显。 ５．推广应用煤种掺烧的燃烧优化调整技术。由于锅炉设计 和煤炭来源市场化等多种原因，发电企业很难燃用单一煤种（设 计煤种），而必须燃用混煤掺烧。煤种掺烧的燃烧优化调整是研 究不同煤质（包括混煤）的燃烧特性、燃尽特性、灰熔融特性，并 通过试验以提出适应锅炉运行的混煤燃烧方案，使锅炉在不同 煤种、不同负荷下都能够经济运行。通常，采用煤种掺烧调整技 术，平均节能可达１ｇ／ｋＷｈ。 （二Ｊ在减排方面的重点发展取向 １．烟气除尘。在烟尘治理方面，目前广东省火电企业电除尘 器的除尘率达到９９％以上。若考虑到湿法脱硫系统约６０％的 除尘率，总体的除尘效果可达９９．５％以上。 ２．烟气脱硫。根据《广东省节能减排综合性工作方案》，新建 燃煤电厂严格执行脱硫设施同步设计、同步建设、同步投产的 “三同时”规定，确保到“十一五”期末，省内所有火电机组全部完 成脱硫治理工程的建设。 系统谐波、无功、频率的影响和系统支撑等相关技术的研究工 作。 五、政策建议 要促进广东省电力行业的节能减排，除通过采用先进的技 术手段之外，还应从政策及管理方面进行深入的研究，主要体现 在： １．协助发电企业积极采用先进的节能减排技术。在不断增 强环保监管力度的同时，相关部门应发挥市场、价格、财政投入 对节能减排的导向作用。通过政策倾斜、资金支持等多种手段， 建立健全促进节能环保的价格政策和加大对节能减排的财政投 入，鼓励各发电企业采用先进低能耗的发电形式，鼓励能耗高的 企业加强节能减排管理和技术改造。 ２．节能发电环保调度对于发电企业推动节能减排起着积极 的作用。一方面要尽快建立能耗指标体系、综合评价体系，为各 发电机组的能耗考核和减排考核提供合理依据；另外一方面要 合理安排特殊发电形式的调度排序，如热电联产、流化床和某些 设计燃烧劣质煤的机组。同时，加强监管，正确引导各发电企业 进行良性竞争，促进行业节能减排。 ３．实施节能减排重大科技专项重点节能工程。加强对生物 质能、太阳能、风能等新能源技术及行业节能共性技术如混煤掺 烧技术、高压变频和节油改造等的研究和开发，形成节能技术体 系。 ４．充分利用计算机、网络通信的新技术，加强节能减排分析 与考核。建立起行业系统的节能减排信息评估机制和节能减排 日常监管制度。应用机组优化运行专家系统、在线能量管理系 统、发电厂指标管理系统、环保监测系统等，为电厂管理决策、保 障设备安全经济运行、节能环保提供科学依据。● 参考文献： ｆ１】胡平凡．广东省电力行业节能减排现状、潜力与技术选择【Ｒ】． 广州：粤电集团，２００８． 【２Ｊ马广平．惠来电厂锅炉等离子点火及稳燃装置零油耗操作和 热备用的可靠性【Ｊ］．中国电力，２００８（３）：５３—５５． 【３】电站锅炉等离子点火技术应用指南【Ｒ】．国家电力公司，２００２． ｆ３】广东省电力发展的未来展望ＩＲ］．广东省技术经济研究发展中 心，２００８，３５—３７，４５—４８． 【４】黄相农，程志芬．发展集中供热节约能源保护环境【Ｊ１．节能技 术，２００７（３）：２６０—２６１． （作者单位：广东省技术经济研究发展中心） ３ 广东科技２００９６总第２１４期