朱 杰，王德彬，羅 娟，白鳳春，于國續(xù)

(1.東北電力設計院 環(huán)境工程分公司 吉林 長春 130021;2.東北電力設計院 發(fā)電分公司 吉林 長春 130021)

0 引言

能源是制約我國經(jīng)濟社會可持續(xù)、健康發(fā)展的重要因素。固定資產(chǎn)投資項目在社會建設和經(jīng)濟發(fā)展過程中占據(jù)重要地位，對能源資源消耗也占較高比例。2010年9月，國家發(fā)展改革委出臺了《固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查暫行辦法》(國家發(fā)改委令［2010］第6號)，將固定資產(chǎn)投資項目的節(jié)能評估審查作為項目核準的前置條件，從源頭上杜絕能源浪費，提高能源利用效率。

國家發(fā)改委發(fā)布上述規(guī)章的同時，同步配套發(fā)布了《節(jié)能評估報告工作指南》、《固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估報告書內(nèi)容深度要求》等相關(guān)文件，對固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估工作提出了一系列原則要求。燃煤電廠建設項目為發(fā)改部門核準類項目，屬于高耗能行業(yè)，是節(jié)能評估審查的重點對象。但是對于燃煤電廠建設項目而言，由于能評工作處于摸索階段，其與行業(yè)特點的有效結(jié)合上尚需進一步深入研究。根據(jù)前述相關(guān)文件的具體要求，筆者結(jié)合已經(jīng)完成和正在開展的若干燃煤電廠節(jié)能評估工作，提出燃煤電廠項目節(jié)能評估工作的一些想法和觀點，供有關(guān)評估和審查機構(gòu)和人員參考。

1 燃煤電廠的能源消費種類和數(shù)量

1.1 燃煤電廠的用能過程

燃煤電廠的工作原理是通過鍋爐將煤炭中的化學能先轉(zhuǎn)換為以過熱蒸汽為載體的熱能，蒸汽推動汽輪機做功轉(zhuǎn)化為機械能，最終由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能，從而向用戶提供電能。對于熱電廠，在提供電能的同時，通過汽輪機的中間抽汽，還可向用戶提供熱能。其中，熱能、機械能均為從原料(煤炭)到產(chǎn)品(電能和熱能)這一能源加工轉(zhuǎn)換過程中的中間產(chǎn)品，不能作為燃煤電廠消費的能源再行單獨計列。

1.2 燃煤電廠的能源消費種類

在電廠生產(chǎn)過程中，除了消費煤炭資源外，各種生產(chǎn)設備運行均需要消耗電力，各種生產(chǎn)生活設施和人員需要利用蒸汽進行加熱和采暖，因此燃煤電廠的能源消耗種類是煤炭、電力、蒸汽(熱力)。出于鍋爐啟動和低負荷穩(wěn)燃的需要，電廠有時還需要消耗少量的柴油。另外，煤場推煤機等也需消耗少量柴油。對于作為耗能工質(zhì)的水和壓縮空氣等，由于其制備和輸送過程的耗能已在廠用電中體現(xiàn)，因此根據(jù)統(tǒng)計要求也不重復計入。燃煤電廠能源消費種類見表1。

表1 燃煤電廠能源消耗品種分類

1.3 燃煤電廠的綜合能源消費量

1.3.1 計算原則

按照《能源統(tǒng)計工作手冊》等相關(guān)要求，燃煤電廠的綜合能源消費量計算公式為:

式中:Q 綜合能源消費量;Qc為生產(chǎn)消費的能源合計;Qp為能源加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出合計。

1.3.2 計算方法

(1)工業(yè)生產(chǎn)消費的能源合計

燃煤電廠消費的能源為原煤和少量柴油，其計算公式為:

式中:Qc為工業(yè)生產(chǎn)消費的能源合計;B 為電廠原煤年消耗量;K1為原煤折標系數(shù);G 為電廠柴油年消耗量;K2為柴油折標系數(shù)。

(2)能源加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出合計

燃煤電廠加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出的產(chǎn)品為電力和熱力，其計算公式為:

式中:Qp為能源加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出合計;Wkc為電廠年供電量，kW·h/a;K3為電力折標系數(shù);Qa為電廠年供熱量，GJ/a;K4為熱力折標系數(shù)。

值得指出的是，燃煤電廠不同于普通的耗能企業(yè)，其為能源加工轉(zhuǎn)換企業(yè)，外供產(chǎn)品中電力的折標系數(shù)必須采用當量值即0.1229 kgce/kW·h，這樣才能進行合理的能量平衡分析。

2 燃煤電廠的能效指標與對標體系

節(jié)能評估的核心內(nèi)容首先是核算出建設項目的綜合能源消費量，其次就是對項目所選用設備的能效指標、項目整體的能效指標進行核算，并與現(xiàn)有能效指標體系(包括法規(guī)、標準、規(guī)程、規(guī)范、行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)等)進行對標，分析評估項目用能的合理性。

2.1 能效指標

能效指標主要分為兩大類:一是項目選用設備的能效指標;二是項目整體的能效指標。設備能效指標表征的是項目中耗能設備單體的能源利用效率水平，項目能效指標表征的是作為若干設備組成的一個系統(tǒng)整體，即項目的能源利用效率水平。設備能效指標好壞直接定著整個項目能效指標的好壞，項目能效指標也是設備組成的系統(tǒng)在能源利用是否科學、合理的特征指標，兩者關(guān)系緊密、互不替代。

2.1.1 設備能效指標

燃煤電廠的主要用能工藝為鍋爐將燃煤中的化學能轉(zhuǎn)換為熱能和汽輪發(fā)電機組將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為電能的過程，鍋爐和汽輪發(fā)電機組則是主要的用能設備。對于鍋爐，發(fā)生的能量損失主要是排煙熱損失、散熱損失、未完全燃燒熱損失及排污損失等［1］。其能耗指標為鍋爐熱效率，指的是鍋爐輸出熱量占輸入熱量的百分比。對于汽輪發(fā)電機組，發(fā)生的能量損失主要是汽輪機排汽在凝汽器中的放熱量，蒸汽在汽輪機內(nèi)膨脹過程中存在著進汽節(jié)流、排汽及內(nèi)部損失、機械損失，發(fā)電機的摩擦、銅損、鐵損等［1］。能耗指標為汽輪發(fā)電機組熱效率，指的是汽輪發(fā)電機組每千瓦時發(fā)電量相當?shù)臒崃空及l(fā)電熱耗量的百分比［2］。

2.1.2 項目能效指標

我國政府部門和電力企業(yè)對于燃煤電廠能效管理高度重視，已經(jīng)形成了一套較為完善的能效體系。現(xiàn)行的燃煤電廠能效指標體系全面涵蓋了煤耗、油耗、電耗、水耗等各個方面，結(jié)合《節(jié)能評估工作指南》提出的相關(guān)要求，以下幾個指標可以作為燃煤電廠項目能效指標用于節(jié)能評估工作:發(fā)電標準煤耗、供電標準煤耗、供熱標準煤耗、全廠熱效率、廠用電率、水耗。這些指標分別從發(fā)供電、供熱的標煤消耗、廠用電的消耗、油耗、水耗和總的能源利用轉(zhuǎn)換效率等方面表征了燃煤電廠的整體能效水平，評價出發(fā)點互為不同、互相補充，可以有效評估燃煤電廠項目能源利用的合理性和科學性。

2.2 對標體系

通過能效指標的對標，可以查找用能設備和項目整體能效的薄弱點，為實施節(jié)能技術(shù)措施、提高能源利用效率、實現(xiàn)節(jié)能降耗科學管理提供依據(jù)。

2.2.1 設備能效指標對標

《節(jié)能評估工作指南》明確指出，燃煤電廠通用的主要評估方法包括標準對照法、類比分析法及專家判斷法，上述方法的嚴謹性是由強到弱的，在條件允許的情況下，應首先選擇標準對照法。目前，我國尚未發(fā)布燃煤電廠主要用能設備的能效指標標準體系，因此無法適用標準對照法。但是，對于不同類型的燃煤機組，評估單位完全可以根據(jù)已積累的相關(guān)工程資料，即對評估對象采用類比分析法進行評估，其關(guān)鍵在于根據(jù)燃煤電廠的機組規(guī)模、特點等進行合理選擇。

2.2.2 項目能效指標對標

如前所述，對于燃煤電廠項目的能效指標，我國電力行業(yè)已經(jīng)形成了一套較為完善的指標體系和對標體系，為采用標準對照法進行節(jié)能評估創(chuàng)造了良好的條件，對標體系來源包括國家標準、產(chǎn)業(yè)政策、行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。例如《常規(guī)燃煤發(fā)電機組單位產(chǎn)品能源消耗限額》(GB 21258－2007)、《火力發(fā)電廠節(jié)水導則》(DL/T 783－2001)、《供熱綜合能耗限額》(DB 371778－2007)等。在上述指標體系中，中國電力企業(yè)聯(lián)合會作為電力行業(yè)能效指標數(shù)據(jù)的調(diào)查統(tǒng)計組織，統(tǒng)計數(shù)據(jù)不但分類最細，而且每年更新、時效性最好，對于燃煤電廠節(jié)能評估工作對標具有很好的適用性，也符合“與時俱進、持續(xù)改進”的能效管理原則。

3 能量平衡表和能源網(wǎng)絡圖

編制能量平衡表和繪制能源網(wǎng)絡圖，是在完成項目綜合能源消費量核算、能效指標核算和對標后，節(jié)能評估工作的又一核心工作內(nèi)容。能量平衡表是分析企業(yè)在能源的購入貯存、加工轉(zhuǎn)換、輸送分配、最終使用等環(huán)節(jié)的能源使用情況，每個環(huán)節(jié)均有供入能量、有效能量和損失能量、能量利用率等分項。通過能量平衡表，可以看出企業(yè)能源逐級利用的數(shù)量、效率等情況，它也是繪制能源網(wǎng)絡圖的基礎。能源網(wǎng)絡圖是顯示項目能源逐級利用情況的圖件，具有清晰、直觀的特點，其數(shù)據(jù)來源于能量平衡表。

能量平衡表中宜將電廠的能源利用分析分為購入貯存、加工轉(zhuǎn)換、外部使用三個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)均有供入能量、有效能量和損失能量、能量利用率等分項。在計算燃煤電廠能源網(wǎng)絡圖的廠用電和廠用熱時，不能采用當量值進行計算，而應該按照電廠的發(fā)電標準煤耗和供熱標準煤耗進行計算。

對于廠用熱，筆者認為電廠的高壓加熱器、低壓加熱器、除氧器等需要蒸汽進行加熱的生產(chǎn)設施，其本身作為電廠熱力系統(tǒng)的組成部分，它們所用的蒸汽能量消耗是整個熱力系統(tǒng)能量利用、轉(zhuǎn)換的一個部分，因此不應單獨計算。而作為獨立于熱力系統(tǒng)能量利用轉(zhuǎn)換過程之外的采暖通風耗熱，應該作為電廠廠用熱量單獨計算。

4 節(jié)能技術(shù)措施和單項節(jié)能工程的界定

節(jié)能技術(shù)措施和單項節(jié)能工程，是項目實現(xiàn)能效指標先進的技術(shù)保障。根據(jù)《固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估報告書內(nèi)容深度要求》的規(guī)定，未納入建設項目主導工藝流程的節(jié)能措施為單項節(jié)能工程。據(jù)此分析，目前符合此條件有煙氣余熱回收系統(tǒng)、濕法脫硫凈煙氣冷凝水回收系統(tǒng)。

節(jié)能技術(shù)措施是指燃煤電廠中所采用的以節(jié)煤、節(jié)電、節(jié)油、節(jié)水、建筑節(jié)能等為目的的措施。但是，對于某些不以節(jié)能為目的、實際采用后具有節(jié)能效益的技術(shù)措施，比如基于環(huán)保要求采用布袋除塵器代替靜電除塵器，雖然客觀上降低了電廠廠用電率，但是不應該作為節(jié)能技術(shù)措施列入。

5 結(jié)語

為規(guī)范節(jié)能評估工作，所提及的燃煤電廠建設項目節(jié)能評估的各項要點可供同類項目的節(jié)能評估工作參考、借鑒。由于燃煤電廠節(jié)能評估工作處于摸索階段，還有一些不太完善的地方，如設備能效指標體系不夠完善、與項目可行性研究階段工作深度不夠協(xié)調(diào)等問題，建議相關(guān)部門進一步建立和完善相關(guān)指標體系、增強節(jié)能評估工作的可操作性，為實現(xiàn)“從源頭上加強能源合理利用、促進電力事業(yè)的科學發(fā)展和結(jié)構(gòu)優(yōu)化”創(chuàng)造更有利的條件。

［1］葉 濤，馮慧文，陳愛萍，等.熱力發(fā)電廠［M］.北京:中國電力出版社，2004.

［2］DL/T 904－2004，火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟指標計算方法［S］.

［3］董 青，王頭武，張照彥.火電廠節(jié)能評價指標體系統(tǒng)研究［J］.中國電力教育，2011，(9):56－57.

［4］焦慶豐，朱光明，李 明，等.我國火電廠能耗現(xiàn)狀及節(jié)能潛力分析［J］.湖南電力，2008，28(1):20－23.