火電機(jī)組運(yùn)行能耗曲線及影響因素分析

摘要:節(jié)能減排已成為當(dāng)前能源行業(yè)開展工作的重點(diǎn)，探討耗煤大戶——火電機(jī)組運(yùn)行能耗特性有助于我國(guó)的節(jié)能減排工作。在闡述機(jī)組運(yùn)行能耗曲線相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)組運(yùn)行能耗曲線的獲取、測(cè)定和影響因素進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:火電機(jī)組;能耗曲線;影響因素

引言

隨著電力工業(yè)的發(fā)展，機(jī)組呈現(xiàn)出向大容量、高參數(shù)、大機(jī)組發(fā)展的趨勢(shì)。火電廠是電能生產(chǎn)企業(yè)，也是能源消耗大戶，每年耗煤量占全國(guó)總耗煤量的一半[1]。因此，探討火電機(jī)組能耗特性，有助于當(dāng)前節(jié)能減排工作，對(duì)提高我國(guó)能源的使用效率具有重要的作用。

1 機(jī)組運(yùn)行能耗曲線及獲取

火電機(jī)組運(yùn)行能耗曲線就是指機(jī)組在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，輸入的燃料F與輸出電功率P之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可表示為[2]:

F=f(P)(1)

機(jī)組能耗特性的獲取大致有三種途徑:機(jī)組常規(guī)熱力試驗(yàn)數(shù)據(jù)、機(jī)組日常運(yùn)行數(shù)據(jù)、機(jī)組制造生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù)。對(duì)于機(jī)組離線性能計(jì)算，通常選用熱力試驗(yàn)數(shù)據(jù)或日常運(yùn)行數(shù)據(jù)為計(jì)算依據(jù)?，F(xiàn)有電廠熱力試驗(yàn)，分為鍋爐側(cè)試驗(yàn)、汽機(jī)側(cè)試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)側(cè)試驗(yàn)等。

2 機(jī)組運(yùn)行能耗曲線的測(cè)定

由能耗曲線的定義可知，能耗曲線反映的是能耗與輸出功率之間的關(guān)系。對(duì)于現(xiàn)有電力系統(tǒng)廣泛使用的單元制機(jī)組而言，供電能耗b可表示為鍋爐效率ηb、汽輪機(jī)循環(huán)汽耗率HR以及廠用率S的函數(shù)[3]。

b=HR/Q_{Lhbhg(1-S)(2)}

其中，QL為標(biāo)煤低位發(fā)熱量(QL=29310kJ/kg)，ηb為管道效率。

影響式(2)的主要因素有:鍋爐蒸發(fā)量，煤種，煤粉細(xì)度，過?？諝庀禂?shù)，排煙溫度，汽輪機(jī)負(fù)荷，主汽溫度，主汽壓力，再熱汽溫，凝汽器真空，回?zé)峒訜崞飨到y(tǒng)，廠用電率等。

因此，要測(cè)定機(jī)組能耗運(yùn)行曲線必須先測(cè)定鍋爐效率及單元機(jī)組的循環(huán)熱耗率和廠用電率，再由式(2)計(jì)算得出煤耗率b。而煤耗率b與煤耗量B之間的關(guān)系為B=b·P。經(jīng)過對(duì)機(jī)組多個(gè)功率的測(cè)定，就可以得出一系列有關(guān)機(jī)組供電功率和煤耗量B的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)關(guān)系，根據(jù)這一系列對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)就可以求出機(jī)組相關(guān)的能耗特性。

3 機(jī)組運(yùn)行能耗特性影響因素

機(jī)組能耗特性曲線表現(xiàn)為機(jī)組運(yùn)行能耗與輸入電網(wǎng)功率的關(guān)系，主要受鍋爐和汽輪機(jī)能耗的影響，是一條連續(xù)遞增的曲線。下面就從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)探討一下機(jī)組運(yùn)行能耗特性的影響因素[4]。

① 電廠工作人員運(yùn)行水平

運(yùn)行人員的素質(zhì)高低和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的豐富與否都將直接影響電廠經(jīng)濟(jì)性的變化。加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行人員的培訓(xùn)與規(guī)范運(yùn)行操作工作可以減少在運(yùn)行過程中人為因素對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響，也可以減少在不同班次運(yùn)行人員運(yùn)行機(jī)組時(shí)引起能耗曲線變化的影響。

② 季節(jié)變化

火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性將隨季節(jié)變化而產(chǎn)生不同的變化。夏季的經(jīng)濟(jì)性略高于冬季的經(jīng)濟(jì)性，這主要是由循環(huán)水溫的變化造成的。夏季循環(huán)水溫高，氣溫也高，在相同機(jī)組運(yùn)行方式的情況下，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性有所提高;而冬季循環(huán)水溫和氣溫較低，在相同機(jī)組運(yùn)行方式下，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低。對(duì)于能耗特性曲線而言，表現(xiàn)為冬季整體上移而夏季整體下移。因此在不同季節(jié)和氣候情況下，機(jī)組的特性曲線將發(fā)生不同的變化。

③ 機(jī)組運(yùn)行方式

機(jī)組運(yùn)行時(shí)，采用不同的運(yùn)行方式，其經(jīng)濟(jì)性也是不同的。一般來說，滑壓運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性較定壓運(yùn)行高，所以該過程相應(yīng)的能耗曲線應(yīng)位于定壓運(yùn)行方式的下方，在理論上應(yīng)根據(jù)機(jī)組不同的運(yùn)行方式分別通過熱力試驗(yàn)做出機(jī)組能耗特性曲線，供負(fù)荷分配時(shí)選用。

④ 單元機(jī)組設(shè)備熱力特性

單元制機(jī)組的熱力特性不是一成不變的，這種特性是隨機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加、機(jī)組檢修次數(shù)的增多和設(shè)備技改工作的進(jìn)行而不斷變化的。隨著環(huán)境因素的變化再加上機(jī)組設(shè)備狀態(tài)的不斷變化，機(jī)組設(shè)備的熱力特性也要發(fā)生相應(yīng)的變化。比如在機(jī)組投運(yùn)到一定年限后，機(jī)組的熱力設(shè)備工作狀態(tài)變差，效率降低，必將引起熱力特性變差，同時(shí)能耗特性也會(huì)相應(yīng)朝著不利于經(jīng)濟(jì)性的方向變化。

⑤ 煤種

機(jī)組煤種變化也將對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性帶來有利或不利的影響。煤種變化的影響主要是針對(duì)機(jī)組的鍋爐設(shè)備而言的。當(dāng)機(jī)組煤種變化時(shí)，鍋爐的輔機(jī)工作狀況首先發(fā)生變化，例如當(dāng)煤的可磨性系數(shù)發(fā)生變化時(shí)，制粉系統(tǒng)的耗功量將發(fā)生相應(yīng)的變化，煤種的可磨性系數(shù)越大，則能耗越低;另外煤的各種成分組成也將使經(jīng)濟(jì)性發(fā)生相應(yīng)的變化，如煤種的水分增加將使得干燥和磨制能耗增大，同時(shí)也將使得爐膛燃燒火焰中心溫度降低，多余的水分還將吸收一部分熱量，使?fàn)t內(nèi)傳熱溫差減小，同時(shí)排煙量增大，排煙損失增大，鍋爐設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性降低。

因此，除了加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行人員的運(yùn)行操作能力、水平的提高培訓(xùn)外，我們還必須對(duì)機(jī)組的實(shí)際可行運(yùn)行方式進(jìn)行討論，并加以確定，同時(shí)還應(yīng)該實(shí)時(shí)針對(duì)機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析工作，以最新的數(shù)據(jù)擬合出機(jī)組實(shí)時(shí)的能耗特性，這樣才能為機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)調(diào)度分配工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

隨著舉國(guó)上下對(duì)能源的重視，大力推進(jìn)節(jié)能減排、綠色電力的能源政策有助于我國(guó)電力行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此，時(shí)刻關(guān)注機(jī)組運(yùn)行狀況，了解機(jī)組耗能特性，優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式，才能使電力行業(yè)更好的為社會(huì)服務(wù)，創(chuàng)造出更好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 雷志發(fā)，谷晉川，管永林，等. 淺談火電廠機(jī)組的能耗計(jì)算[J]. 能源與環(huán)境，2008，(5):95-96.

[2] 韓中合，田松峰，馬曉芳. 火電廠汽機(jī)設(shè)備及運(yùn)行[M]. 北京:中國(guó)電力出版社，2002.

[3] 鄭體寬. 熱力發(fā)電廠[M]. 北京:水利電力出版社，1995.

[4] 焦慶豐. 300MW機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)性分析[J].熱力發(fā)電，2000，(5):9～12.

作者簡(jiǎn)介:

王瑩(1981年3月)，男，本科，助理工程師，電廠集控運(yùn)行，河北省滄州市渤海新區(qū)國(guó)華滄東電廠。