火力发电厂节能减排评价指标体系构建及推广探讨

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论文字数:36533 论文编号:sb2021052323004435692 日期:2021-06-15 来源:硕博论文网
笔者通过对以某火力发电厂为案例,对其进行节能减排评价,验证模型的可行性。本文将构建的火力发电厂节能减排评价指标体系和评价模型应用到了某火力发电厂,经分析,得出该火力发电厂节能减排整体情况为 84.22 分,属于良好。其中,资源能源消耗方面 82.16 分,属于良好;环境影响方面 87.69 分,属于良好;资源综合利用方面 83.34,属于良好。

1绪论

1.1研究背景
自我国迈入 21 世纪以来,经济大幅增长,能源消耗总量也大幅上升。据统计截止到 2016 年,国内的能源消耗总量在 43.65 亿吨标准煤。其中,煤炭的消耗量占总量的 62.8%;石油的消耗量占总量的 18.0%;天然气的消耗量占总量的 6.4%;一次电力及其他能源的消耗量占总量的 13.3%,图 1.1 显示了 2010 年-2016 年全国能源消费总量的变化情况[1]。
图1.1 能源消耗总量变化
图1.1 能源消耗总量变化
而在国内的煤炭的消耗中,有近一半的消耗量为火力发电厂所消耗。在火力发电的过程中会产生大量的废气废料。火力发电厂的二氧化硫(SO2)的排放量占到全国排放总量的一半左右,而二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NxOx)等温室气体的排放量也占全国排放总量的 30%以上[2]。因此,实现火力发电厂的节能减排和清洁排放成为重要任务。在对火力发电厂进行节能减排之前,需要摸清火力发电厂当下的状况,弄清当前火力发电厂的节能减排效果。因此,需要对火力发电厂的节能减排进行评价。
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1.2国内外发展研究
1.2.1 国外研究现状分析
目前,已有多个国家通过立法等手段来推动节能管理,其中日本作为一个资源短缺的国家,成为有效实施节能管理、评价研究的代表之一,其自第一次石油危机开始,就已开始大力着手于相关研究。时至今日,日本节能管理已取得诸多成效。除此之外,亦有多个国家在火力发电厂节能评价方面获得显著成果[3]。
在电力系统节能管理评价的诸多成果中,“DSM(电力需求侧管理)”已被证明是现实可行的方法之一。目前,“DSM”已经在多个国家的电力能源管理系统中得到成功运用,实现电力能源节能,这也是电力节能管理中的的重要内容[4,5]。在该研究进展中,美国领先于别国,所取得的成效也最为显著。美国加州通过对“DSM”的积极推行,实现节能效果堪比 20 家火电厂用电量,具体为年用电量节约亿度、高峰用电负荷减少万千瓦、温室气体的排放量降至原来的 72%[6]。
1.2.2 国内研究现状分析
电厂节能管理的研究最初主要集中于节能技术与内部管理两个方面,节能技术具体表现为技术如何应用以及进一步改进两点,而内部管理则体现为电厂内部管理优化及布局升级。而节能技术的应用、为电厂提供技术支持成为当下研究重点。此外,也有部分学者开始着眼于对当下电厂节能水平如何进行整体评价实行了更深层次的研究。目前多从评价指标体系构建及评价方法研究两个方面出发。
对于评价指标体系构建,苏尧[7](2010)从技术、经济及环境,三个角度出发进行综合考虑并结合实际调研情况,构建评价指标体系。该指标体系分为五个层面,一为技术层面,二为环境层面,三为经济层面,四为系统实用性层面,最后一个层面为其他,通过该多层次指标体系,构建综合评价模型。利用该模型对研究对象的脱硫效果进行评价。而有部分学者则主要从技术改造角度出发,如杨柳等[8]结合电网技术改造项目特点,建立了管理水平、技术水平、经济效益、项目影响的一级评价指标体系,并在各一级指标下又设置若干二级评价指标;杨喆(2012)[9]则提出充分应用合同能源管理的技术改造方法于火力发电厂节能管理中,以减少有害物质排放,促进火电企业进行脱硫改造,提升能源使用效率,优化能源使用结构,减少环境污染。
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2火力发电厂节能评价流程与评价方法

2.1火力发电厂节能的特点
火力发电厂节能,指在火力发电厂的运行过程中,对厂内管理部门及各生产环节进行生产、管理活动的优化。在进行电能提供的同时尽可能的减少对煤炭、电能、水及其他能源的消耗,以达到节能目的[19]。具体来说,火力发电厂的节能具有下述特点:
(1)系统性
火力厂节能具有系统性特点,该特点一是体现在节能是对发电过程中的各种资源的节约,如燃煤、用电、水等;二是体现在节能存在于生产管理的每个环节中。
(2)全面性
火电厂节能具有全面性特点,该特点主要表现为在节能过程中,不应对某一具体层面割裂、孤立的看待,而应注重节能对火电厂所产生的整体影响。在生产管理的每个环节中,节能管理都应是各环节相互配合、相互适应的成果,如电厂内部节能方面的内部规章制度的建立、优化与推行,可促进员工节能意识的提升,从而给整个电厂的节能管理实施带来正面影响。因此,应认识到,火电厂节能是包含了技术、措施、政策等在内的全面、综合的节能活动。
(3)复杂性
火电厂节能还具有复杂性特点,复杂性主要体现在所节约能源的多样性,由于能源种类众多,这些能源在火电厂生产过程中的耗用情况(耗用量、耗用有效程度等)大有不同,进而导致在进行节能评价指标的选取与实施中会形成很大差异。
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2.2火力发电厂节能评价的流程
火力发电厂的节能评价工作分为内部评价与外部评价。内部评价工作由节能评价领导小组(以下简称“领导小组”)、节能评价工作小组(以下简称“自我评价小组”)、工作小组完成,外部评价工作由外部评价组完成。
在内部评价中,领导小组由各发电厂成立,作为决策机构。根据国家节能减排相关政策,负责制订出评价工作方案、对相关规划与措施进行审定,并听取自我评价小组的工作汇报;自我评价小组由各机组成立,作为上通下达的中间环节,在评价工作中,负有指导工作开展、协调部门关系、处理相关问题、通报检查情况、审核整改情况的职责;
工作小组由电厂各车间成立,作为评价检查工作的实际执行者,需要对节能评价标准进行充分学习并掌握[20]。工作小组的具体工作内容为,全面检查管辖范围内的设备,通过实地调研搜集相关资料数据并进行分析整理,按照节能评价标准,结合检查情况和数据分析情况对指标进行逐一评价分析,形成问题汇总清单。对于发现的问题给出相应的改进建议,并督促各部门进行针对性整改,对于整改内容较复杂的项目,要求必须制定整改计划[21]。在整改完成后,工作小组应上报自我评价小组对整改情况进行审核复查,整改后仍未通过的项目,责令限期在外部评价进行之前完成,同时按责任考核相关办法对责任人进行追究考核。整改全部审核通过后,由领导小组上报外部评价组进行验收申请[22]。
图2.1 火力发电厂节能评价三个要素的关系
图2.1 火力发电厂节能评价三个要素的关系
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3 火力发电厂节能评价指标体系的建立...........................17
3.1 节能指标体系建立原则...............................17
3.2 节能指标体系的框架的构建...............................18
4 火力发电厂节能评价模型的建立............................33
4.1 评价指标权重确定方法.....................................33
4.1.1 灰色关联度法......................33
4.1.2 熵权值法.......................33
5 工程应用实例...................................52
5.1 工程概况.........................52
5.2 节能减排评价...........................53

5 工程应用实例

5.1 工程概况
本节以内蒙古地区某火力发电厂为例,对其进行节能减排评价。该火力发电厂属于国家能源投资集团,位于内蒙古自治区伊克昭盟准格尔旗薛家湾镇,北距自治区呼和浩特市 120 公里,现装机容量为 4×330MW,在建 2 台 330MW 火电机组。该厂的火力发电工艺流程和全国其他火力发电厂的一致,说明该火电厂具有一定的代表意义。
图 5.1 火力发电厂
图 5.1 火力发电厂
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6 结论与展望

6.1结论
本文参考国内外节能减排评价的相关研究成果,通过研究,得到以下结论:
(1)通过对文献的阅读,分析,遵循科学性、实用性等相关准则,建立了火力发电厂节能减排评价指标初选集。采用问卷调查、灰色关联度等方法,对火力发电厂的节能减排评价指标进行了筛选和优化。最终形成包含了四个一级指标,15 个二级指标和 21 个三级指标的节能减排评价指标体系。
(2)确定了各评价指标的权重,并建立了较为完整的评价模型。以 2018 年其中5 个月的运行数据为依据,采用层次分析法、灰色关联度法、熵权法、标准差系数权重法等权重计算方法,分别计算了各个指标的权重,最后按照组合权重的计算方法,确定了最终的指标权重。
(3)通过对以某火力发电厂为案例,对其进行节能减排评价,验证模型的可行性。本文将构建的火力发电厂节能减排评价指标体系和评价模型应用到了某火力发电厂,经分析,得出该火力发电厂节能减排整体情况为 84.22 分,属于良好。其中,资源能源消耗方面 82.16 分,属于良好;环境影响方面 87.69 分,属于良好;资源综合利用方面 83.34,属于良好。
参考文献(略)

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