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节能发电调度下电厂的经营思路与策略探析论文

摘要：节能发电调度可以最大限度地减少能源、资源消耗和污染物排放，因此，应对调度方式的变化创新管理机制，通过大力推进全过程节能管理来提高电厂的市场竞争力，使电厂利益与社会效益有机统一。

关键词：节能发电调度;电厂;经营

随着电力体制改革不断深化，提高效率，降低成本，实现电力工业可持续发展已是亟待解决的重要问题。按照我国“十三五”规划，2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，在这样的大背景下，把节能发电调度改革工作提到了议事日程。实施节能发电调度改革，可以有效地改变传统的发电调度方式，提高电力工业能源使用效率，使电厂利益与社会效益更好地得到了统一。

1 节能发电调度概述

节能发电调度是指在保障电力可靠供应的前提下，按照经济、节能的原则，优先调度其中的可再生发电资源。其核心理念是，按机组的能耗(煤耗为主)和污染物排放水平由低到高排序，依次调用化石发电资源，最大限度地减少能源、资源消耗和污染物排放。

节能发电调度以节能、环保为目标，以确保电力系统安全稳定运行和连续供电为前提，在分区调度中，以分省排序、区域内优化、区域间协调的方式，实施优化调度，并可以与电力市场的相关工作结合，充分发挥电力市场的调节作用，努力做到单位电能生产中能耗和污染物排放最少。

节能调度的总目标是在满足全社会用电需求的情况下，选择全系统能耗最低的方式;而发电企业追求利润最大化的目标没有改变。由此为发电企业生产经营管理方式和思路带来新变化，必须创新管理机制，将单纯降低生产成本转变为将降低成本与降低机组综合能耗统一起来综合考虑。

2 应对调度方式的变化创新管理机制

首先，创新燃料管理机制。面向节能调度后，燃料采购由过去单纯考虑价格转变为机组能耗与燃料成本的综合协调考虑，既要保证机组燃料成本在一定承受范围内又要保证机组不因燃料质量下降而升高煤耗。

其次，创新生产管理机制。电厂燃料是统一采购，但具体到机组各自特性不同，设计煤种及燃烧系统略有差异。随着节能管理的精细化，要求燃料系统混配煤也要“量身定做”，根据机组负荷情况，制定更为精细的混配煤方案，在保证机组安全运行的情况下，降低运行成本。这就要求生产管理部门延伸工作范围，为燃料系统运行制定方案。充分利用燃煤在线分析系统，做好燃烧调整，适应调度变化。

第三，创新经营管理机制。节能调度是对电厂经营管理工作的挑战。为今后上网竞价报价策略的制定增加了难度。机组的运行数据变化都要反映在收入、成本和利润上。经营管理部门应量化相关数据，做好应对措施。

如煤质变化对机组维修费用的影响的研究，需要协调燃料与生产管理部门，共同制定方案。在节能技术改造上，要量化投资回收，统筹协调。

机组间能耗与成本差异，为发电权转移提供了可操作空间，要研究合理的补偿机制与可操作的管理办法，追求总体经营效益最大。

要利用实时在线技术，采用科学的方法，深化节能降耗分析系统的功能，实现微增煤耗率的实时计算，进行实时成本分析和实时微增成本的计算，优化机组间的负荷分配，实现节能调度下的发电成本最低的经济调度。

第四，应对节能调度改变经营策略。节能调度对于电厂既是挑战又是机遇，是调整产业结构、转变发展模式的契机。一些电厂继续扩大生产规模的可能性较小，要在市场竞争中获得优势，要研究政策，转变经营策略。可以通过设备节能改造，使机组能耗在本区域同一等级机组中具有竞争优势，先于其他机组发电上网，后于其他机组停机下线，从而增加发电机会。

3 大力推进全过程节能管理来提高市场竞争力

首先，树立全员全过程的节能意识。建立健全岗位责任制，设立厂、车间和班组三级节能网络，设置专职节能工程师，充分发挥节能管理网的作用，开展全面的.、全员的、全过程的节能管理，广泛运用现代科学管理技术，合理使用能源，严格控制非生产用能，不断提高能源综合利用效率。开展丰富多样的节能宣传和劳动竞赛活动，将节能意识深深地印在员工的思想意识中。

其次，严格燃料管理。燃料成本占发电成本75%左右，燃料的计划、采购要根据机组特性进行比质比价，优化采购方案;燃料到货验收要科学采样，严格按照规程规定进行采样化验;燃料进厂过衡率要求达到100%，翻车卸煤后要人工清扫车底，特别是冬季车厢冻底煤数量不容忽视;发现亏吨、亏卡现象要及时索赔;燃料储存过程中，注意烧旧存新，避免热量损耗;设置挡煤墙及苫盖措施，防止数量损耗;按煤质情况分类存放，科学混配，保证入炉煤质量达到锅炉燃烧要求;采取措施防止煤中四块(大块、石块、铁块、木块)进入原煤斗;做好煤质监督工作，安装煤质在线分析设备，进行煤质实时分析，使运行人员能够及时进行燃烧调整，提高燃烧的安全性和经济性。

第三，提高检修质量。严格执行检修计划、制定合理的技术措施、提高设备的检修质量，是提高机组整体经济性的重要因素。利用现代技术和检测手段，对设备进行在线检测诊断，将过去以时间为基准的预防性检修方式改为以设备状态为基准的预知性检修，建立设备状态检修制度。利用大小修、调停、临修等机会，认真清理检查各类换热设备，提高其换热效率。通过检修和维护及时消除七漏(漏汽、漏水、漏油、漏粉、漏风、漏烟、漏灰)，建立差漏、堵漏制度，保持热力设备、管道及阀门的保温完好。及时消除设备缺陷，保持设备在最佳状态运行。

第四，做好运行调整。运行人员要树立整体节能意识，不断总结操作经验，针对不同的运行方式，精心操作，合理调整;积极开展技术交流和竞赛活动，加强机组参数控制，使各项运行参数达到额定值;充分利用机组性能在线检测分析系统，使机组始终处于最佳工况运行。合理调度辅机在机组启停过程中的启停时间和方式，减少无效运行时间。改善操作技术，努力节约点火用油和助燃用油。重视热力试验工作，有针对性地开展优化调整方面的专题试验，用于指导经济运行。

参考文献：

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作者: Raymond George Klaus Hassmann【摘要】燃料电池具有非同寻常的性能： 电效率可达60％以上，而且可以在带着部分负荷运行的情况下进行维修，除了有低比率碳氧化物排放外几乎没有任何有害的排放物。文章介绍按温度划分的4种主要燃料电池(PEMFC、PAFC、MCFC和SOFC)的性能，重点介绍高温固体氧化物燃料电池(SOFC)的应用及其发展前景。 With demonstration projects fuel cells are Well uder way toward penetrating the power market,covering a wide range of application．This paper introduces the main four types of fuel cells which are PEMFC,PAFC，MCFC and SOFC．Then it puts the emphasis on SOFC and its application market． 燃料电池是通过由电解液分隔开的2个电极中间的燃料(如天然气、甲醇或纯净氢气)的化学反应直接产生出电能。与汽轮发电机生产的电能相比，燃料电池具有非同寻常的特性：它的电效率可达60％以上，可以在带部分负荷运行的情况下进行维修，而且除了排放低比率碳氧化物外，几乎没有任何其他的有害排放物。1 燃料电池的分类 目前研制的燃料电池技术在运行温度上有不同的类型，从比室温略高直到高达1000℃的范围。大多数工业集团公司的注意力集中在以下4种主要类型上：(1)运行温度在60-80℃之间的聚合物电解液隔膜型燃料电池(PEMFC)；(2)运行温度在160-220℃之间的磷酸类燃料电池(PAFC)；(3)运行温度在620-660℃之间的熔融碳酸盐类燃料电池(MCFC)；(4)运行温度在880-1000℃之间的固体氧化物燃料电池(SOFC)。 可以将这些类型的燃料电池划分为低温型(100℃及以下)、中温型(约200℃左右)及高温型(600-l000℃)燃料电池。 表1简要地列出了各种类型燃料电池的性能。中温型和高温型燃料电池适于用在静止式装置上，而低温型燃料电池对于静止装置和移动式装置都适用。 实用装置的功率容量差别也很大，可以给笔记本电脑及移动电话供电(数以W计)，也可以给居民住宅(数kW)或是分散的电热设备和动力设备(数百KW到数MW)供电。 最适于用来驱动汽车的是低温型燃料电池。 根据使用期限成本进行的经济性比较结果表明，就发电成本而言，SOFC型燃料电池要PEM型低30％。这个结果是根据SOFC型燃料电池的电效率比PEM型的高，这2种燃料电池最终都可以达到l000美元／KW的投资成本这一假设条件而推导出来的。 2 高温燃科电池 高温型燃料电池具有许多适于在静止式装置上使用的特性。但是在高温型燃料电池产生出电能之前需要较长的加热过程，因而这种技术不能应用于要求在短时间内频繁起动的各种实用装置。此外，高温型燃料电池还具有以下特点： (1)不需要使用贵金属来催化电化学反应。一般情况下使用陶瓷材料。 (2)对CO完全没有限制。CO参加到电化学反应过程并像H2一样被氧化。 (3)对燃料表现出高度灵活性。可以给这类燃料电池发电设备供应天然气，天然气在设备内部被转换成H2和CO。这意味着无需任何外部燃料，从而大大简化了发电设备的平衡问题。 (4)高温可以将燃气轮机连接到该系统上，在这种情况下，燃料电池发电设备是在300kPa压力下运行，并在不考虑燃气轮机输出的情况下将燃料电池的功率密度提高约20％，因此使总的电效率提高10％，可成倍地降低使用期限成本。 (5)较高的运行温度也为排热提供了更多的灵活性。在电效率达60％或更高水平的联合循环系统中可限制废热排放，而在单循环下则会排放出更多的热量。 MCFC和SOFC是这类高温型燃料电池的2种技术。它们使用的材料不同。MCFC是在一只陶瓷容器中放入液态的金属碳酸盐作为电解液，如果没有采取防止电极老化的措施，燃料电他的使用寿命会受到影响。 在MCFC中电化学反应是由CO3离子引发的。MCFC采用的是颊型电池，和SOFC型的管形设计方案相比，这种颊型电他的功率密度要稍微高一些。这在成本上要比SOFC型装置优越。但在另一方面，由于SOFC所用的陶瓷材料非常稳定，可以用在950-1000℃范围内，所以SOFC装置在抗老化性能上更具优越性。到目前为止，所有的长期电池试验和正在运行的试验性机组都表明SOFC型装置的使用寿命可以达到70 000-80 000h，是MCFC型的2倍。 MCFC和SOFC 2种技术在进行100-250kW功率范围的单循环现场试验中，成本都有大幅度的下降。目前在MCFC开发上占有主导地位的是美国的Fuel Cell Energy公司及其在德国的授权单位MTU，日本的Ishikawajima-Harima重工(IHI)和三菱公司等。而Siemens Westinghouse在SOFC开发上处于领先水平。3 中温型燃料电池 目前磷酸类燃料电池(PAFC)是具有最先进技术的燃料电池。80年代，IFC(国际燃料电池公司)决定对其前期商业化生产线进行投资，制造和销售200kW的PAFC装置，并将其投入市场。东芝公司在80年代末就已经努力使PAFC技术进入商用市场。从此，PAFC技术就一直在静止燃料电池的市场中占据着显赫的位置。迄今为止，全球已经安装了150多套PAFC燃料电池装置。 研究表明，这种燃料电池未能实现市场商业化的原因大致有以下几方面： (1)电效率最高为40％，超过维修期限后会降到35％甚至更低水平。通常情况下设备的使用期限不超过20 000运行h。 (2)有些试验性的设备(如东芝公司管理的1套11MW设备未能达到顶期的性能水平。 (3)美国和日本政府大幅度削缩用于PAFC技术研究和开发的投资。 (4)从迄今积累的经验及在改善设计参数和降低产品成本方面的潜力来看，让PAFC技术成功地跻身于当今的市场中的可能性是极低的。4 SOFC在配电市场方面的潜力 Siemens Westinghouse公司根据对市场的分析，决定采取必要的措施加快SOFC技术进入市场的步伐。预计在2003-2004年提供第l批产品，进入商业性生产前的试验阶段，装置容量从目前的2MW扩大到15MW。 北美和欧洲被认为是SOFC燃料电池技术最有希望的市场。Hagler Bailly公司和西门子公司对功率范围为250 kW-l MW的市场进行了调查，结果表明到2005年SOFC燃料电池的市场容量为每年10000MW。北美和欧洲几乎各占50％。考虑到北美洲用户的结构和他们的需求，在北美洲各类小型发电机组的总容量在2010年可能达到每年约1000MW，其中600MW可能是燃料电池发电装置。在各种类型的燃料电池中，SOFC的市场份额约占40％，到2010年在北美洲SOFC的全年销售额将达到亿美元。 在竞争日益激烈的配电市场中的另一个获胜者是微型燃气轮机，主要是作为备用电源或辅助电源。由于SOFC和微型燃气轮机的特性适于不同的应用场所，SOFC效率高但投资成本也高，而微型燃气轮机成本低但效率也低，因而这2种技术不会产生市场上竞争。而往复式发动机会逐渐失去其在市场中的份额。 欧洲电网要比北美洲电网强大得多，欧洲电网强化了集中的大型发电厂的作用。因此在北美洲经常出现的分散式电热设备和动力装置的供电质量和供电可靠性问题在欧洲是不突出的。但另一方面，在欧洲对能量储存更为敏感。 此外，一些国家政府将颁布新的规程和法律及新的能源价格，预计欧洲各国之间市场份额会有重大差异。在有些情况下这个过程会给SOFC用于配电装置起到一定的促进作用。此外，欧洲的自由化近程落后于北美洲。因此，市场预测结果会有很大程度的不确定性。5 SOFC技术应用的扩展 使用天然气作为燃料的SOFC是车载式装置，其扩展应用可有以下几种形式：(1)家庭应用：新一代燃料电池将是扁平管型的，其功率密度是目前所用圆柱型燃料电池技术的2倍，因而将制造出5kW的燃料电池装置。这种设计方案是可行的，在配电市场中可以替代圆柱型燃料电池。(2)l0MW以上的系统装置：很显然，只要SOFC技术占有了功率范围在250-10MW的市场，那么下一步最必然的是要争取占有l0MW以上更大规模发电设备的市场。通过把更多SOFC链接起来便能实现这个目标，也满足了高效率低成本的要求。20MW级规模燃料电池的电效率已经接近甚至超过70％。(3)用液态燃料运行：使用天然气作为燃料将SOFC的应用局限在靠近天然气供气网的区域内，从而使这项新技术的应用受到限制。因此存在着让SOFC使用液态燃料的迫切要求。因此，应与大型石油公司合作进行该课题的研究开发，选择一种适宜的液体燃料并设计出最适于使用这种新燃料的SOFC发电装置，以便为边远的用户服务。 (4)C02的分离：Shell公司和 Siemens Westinghouse公司正在共同研制一种能将CO2从完全反应后的燃料中分离的SOFC设飞方案。例如，当把其装在用于回收油的平台上时，可以把CO2用泵压到地下储层中，这不但可省去CO2的排放税，还可提高原油的产出量。 (5)综合性应用：CO2分离装置可能是点火的火花装置，它使得SOFC在一种封闭且可再生的能量循环中成为关键性部件。经过-段时间，SOFC能产生出热量和电力，例如用于大型暖房的设施中，SOFC装置产生的C02可用来加快植物的生长。而任何一种农作物收获后的剩余有机物都可以转化为气体供给SOFC作燃料。