某廠300MW火電機組節(jié)能潛力分析

趙岳凡

大唐耒陽發(fā)電廠，湖南耒陽 421800

1 煤耗方面節(jié)能潛力分析

要想節(jié)約煤炭和降低發(fā)電成本，努力降低煤耗則是一個重要問題，因為全國煤炭消耗總量的百分之六十左右都是用于火力發(fā)電廠的每年用煤量，燃料成本約占火電廠發(fā)電成本的百分之七十以上。某電廠#1 機組1025T/H 鍋爐為鋼球磨直吹式燃燒系統(tǒng)，設計煤種為當?shù)責o煙煤，實際運行中入爐煤質波動較大，#1 機組供電煤耗上半年統(tǒng)計指標為345g/kwh，比國內同類型300MW 機組先進值325g/kwh 高出20g/kwh，煤耗方面消耗較大，究其原因分析如下：

1）燃燒調整的影響及對策

原因分析：爐不完全燃燒的情況下，明顯能夠造成飛灰可燃物的升高、爐渣含碳量的增大。煤粉粗，往往是燃燒調整比較困難的重要原因。由于磨煤機煤粉細度粗細不穩(wěn)定，風門故障開度不準等原因造成燃燒不完全。煤粉爐運行經濟性影響很大程度上受到煤粉細度的影響。盡管燃燒在細煤粉的環(huán)境下容易著火及燃燼，但是隨之磨煤機的用電量也會相應增加。所以，應該從多個方面進行考慮經濟性的問題，從而選擇最合適的煤粉細度。一般來說，最合適的煤粉細度則是以機械末完全燃燒熱損失、制粉電耗率、鋼球損耗總和最小時的細度。

此外，該鍋爐排煙溫度遠遠高于設計值，也是影響煤耗升高的一個重要因素。受熱面積灰嚴重、空預器換熱效果不佳、漏風等是排煙溫度升高的主要原因。

對策：盡量提高磨煤機出口溫度，維持在120℃～160℃之間，保持適當?shù)囊淮物L壓，以利煤粉著火；對于鍋爐運行調整不當?shù)那闆r應及時進行調整，同時，煤粉細度必須維持在5%左右；各輔機的運行方式同時應該進行優(yōu)化；最佳配風方式應該在考慮煤質的情況下進行試驗確定。優(yōu)化鍋爐吹灰方式、定期清洗空預器蓄熱片、維持適當?shù)臓t膛負壓運行，保持合理的煙氣流速、增加尾部煙道受熱面等都是降低排煙溫度的有效措施。

2）真空度的影響及對策

原因分析：根據(jù)本地的實際情況，真空值應該為95kpa 左右，但是，由于各種因素的影響，在實際運行中，機組真空都在93kpa 左右，這樣的真空嚴密性還有提高的空間，雖然試驗合格但是還沒有達到優(yōu)良的條件。根據(jù)相關試驗數(shù)據(jù)，在真空每下降1kpa 的情況下，煤耗上升約3g/kwh.

對策：為了提高汽機真空嚴密性，應及時查找系統(tǒng)漏點并設法消除。同時，定期進行真空嚴密性試驗，定期進行膠球沖洗，及時清理凝汽器及循環(huán)水濾網雜物。為了提高汽機真空，還應該大流量進行沖洗凝汽器銅管內堵塞情況。

3）制粉系統(tǒng)等設備缺陷的影響

原因分析：對于該機組設計有四臺雙進雙出鋼球磨煤機來說，清掃分離器工作在磨煤機每運行一段時間后必須定期進行。制粉系統(tǒng)各風門擋板必須確保關閉嚴密，低負荷停磨清理或停機時清理。同時，由于其它設備的原因或調度的原因，機組經常不能滿出力運行，機組經濟性肯定受到低負荷率的影響，根據(jù)有關資料，負荷率每下降10%的情況下，煤耗上升3g/kWh ～4g/kWh。

對策：為了盡量減少設備對負荷的影響，應該利用低谷消缺，清理磨煤機分離器在煤粉細度變大的情況下顯得尤為必要。對于設備的缺陷管理進行加強，能夠力爭做到處理及時、到位，并且盡量不返工處理或重復消缺。

4）煤計量儀器的影響

原因分析：煤量計量偏大往往是由于煤秤出現(xiàn)大的正偏差，這樣必然導致煤耗上升，由此可見，煤耗的計量直接受到煤秤的準確性的影響。這種計量上的不準確性往往是由于沖洗皮帶或運行中煤塊掉到秤架上所造成的，或者是由于傳感器等故障造成計量偏差大。

對策：標準碼定期對標準秤進行校核，同時，定期檢查煤秤上面的傳感器；每月定期校核皮帶秤2 次，誤差不允許超過±1%；設專職管理人員負責煤耗等指標考核，為了減少偶然誤差，要求并督促有關人員及時巡視并清掃皮帶秤。只有做到上述幾點，才能保證煤秤穩(wěn)定并計量正確。

2 燃油方面的節(jié)能潛力分析

該廠的#1 機組在168 小時試運期間用油約1500t，移交生產后每年耗油300t 左右。前幾年煤質差，鍋爐燃燒不穩(wěn)，助燃油量很大，近兩年當?shù)亟洕兔?，電網負荷變化大，機組啟停頻繁，主要是鍋爐啟動用油居高不下，這樣就給企業(yè)造成了運營成本增大的困難，通過對于集團公司內部機組燃油情況，發(fā)現(xiàn)燃油方面的節(jié)能潛力很大。

原因分析：油槍點火是在鍋爐啟動時進行的，在爐膛溫度上升的過程中，逐步加大投油量，并在高于50%額定負荷的情況下逐步退出助燃油槍。根據(jù)該廠的實際情況，考慮多方面的原因，實際最低穩(wěn)燃(撤油)負荷為額定容量的60%左右。根據(jù)該廠燃油消耗情況分析，其中，啟動用油約占65%，調峰及降負荷消缺等助燃用油約占35%。同時，熱態(tài)啟動平均耗油約15T，而冷態(tài)啟動平均耗油約25T，每年預計耗油300 噸／臺。

對策：降低穩(wěn)燃用油和啟動用油，提高制粉系統(tǒng)的可靠性。由于設計的原因、鍋爐采用的是大油槍點火方式。根據(jù)資料分析，每年最少也需要燃油200T/臺左右，即使對于國內最先進的千噸鍋爐也是如此，這樣不能從根本上解決問題。應該積極思考采用先進的點火技術，比如，等離子點火技術或者微油點火技術。對于等離子點火技術來說，直流電流在一定介質氣壓的條件下引弧，并在強磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的定向流動空氣等離子體，該等離子體在點火燃燒器中形成T＞4000K 的梯度極大的局部高溫火核，煤粉顆粒通過該等離子“火核”時，迅速釋放出揮發(fā)物、再造揮發(fā)份，并使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒，達到點火并加速煤粉燃燒的目的，從而使得滴油不燒成為可能。對于微油點火技術來說，先利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎，霧化成超細油滴進行燃燒；同時用燃燒產生的熱量對燃料進行初期加熱，擴容，后期加熱，在極短的時間內完成油滴的蒸發(fā)氣化，使油槍在正常燃燒過程中直接燃燒氣體燃料，從而大大提高燃燒效率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰剛性極強、其傳播速度極快超過聲速、火焰呈完全透明狀（根部為藍色，中間及尾部為透明白色），火焰中心溫度高達1500℃～2000℃。微油氣化油槍燃燒形成的高溫火焰，使進入一次室的濃相煤粉顆粒溫度急劇升高、破裂粉碎，并釋放出大量的揮發(fā)份迅速著火燃燒，然后由已著火燃燒的濃相煤粉在二次室內與稀相煤粉混合并點燃稀相煤粉，實現(xiàn)了煤粉的分級燃燒，燃燒能量逐級放大，達到點火并加速煤粉燃燒的目的，大大減少煤粉燃燒所需引燃能量，滿足了鍋爐啟、停及低負荷穩(wěn)燃的需求，從而節(jié)油率可以達到95%以上，年油耗量可以控制在50T/臺?？紤]到微油點火結構簡單，同時技術較易掌握的特點，這里建議采用維護費用和工作量相對較小的微油點火結構。

3 電能方面的節(jié)能潛力分析

該廠上半年經濟指標分析顯示，綜合廠用電率5.7%(不含脫硫用電1%左右)，比設計值6%(含脫硫)略低；如果算脫硫l%，實際廠用電率6.7%左右，高于設計值，也正說明有潛力可挖。

原因分析：經常連續(xù)運行的鍋爐及汽機系統(tǒng)的6kV 輔機則是廠用電主要消耗所在，一般全部廠用電量的70%～75%左右為風煙、制粉、循環(huán)水三大輔助系統(tǒng)的設備用電量，所以，要想降低機組廠用電率，必須進行高壓輔機節(jié)電潛力挖掘。根據(jù)該廠#1 機組6kv 輔機電機12 臺分析，其中，多臺風機電機功率設計偏大，尤其對于一次風機來說，滿負荷運行時入口擋板開度不到60%，這樣就不可避免的造成了電能的浪費，造成了節(jié)流損失。

對策：機組廠用電率的增大往往是由于平均負荷低，甚至不帶負荷，輔機系統(tǒng)相對運行時間長的原因，這樣，在機組啟停過程中，應該對于輔機系統(tǒng)的運行方式進行合理安排，做到盡量縮短輔機運行時間，在輔機達到停運條件時應及時停運，這也是降低廠用電率的有效措施之一。變頻改造、更換小功率風機等新技術能夠達到相關的技術目的，比如，恒速運行離心式風機的引風機、一次風機，在機組帶滿負荷的狀態(tài)下，風機靜葉開度僅為40%左右，造成電耗偏大，風機效率低。這樣的情況在低負荷情況下更為明顯，所以電耗損失更大。所以為了節(jié)約廠用電，可以通過把風機傳動裝置改用高壓變頻電機實現(xiàn)。

4 結論

該火電廠的#1 機組在煤耗、油耗、電耗等方面還有很大的節(jié)能潛力，通過設備改造和優(yōu)化運行等綜合治理手段，應該可以把能耗降到最低，使得企業(yè)成本得以節(jié)約，企業(yè)的效益有所提高。本文主要針對該火電廠節(jié)能潛力的挖掘進行分析，提出了一些簡單操作建議，希望對于國內其他同類型機組具有同樣的借鑒意義。

[1]李蔚，任浩仁，盛德仁，等.300MW火電機組在線能耗分析系統(tǒng)的研制[J].中國電機工程學報，2002，22(11).

[2]茹林.提高火電機組運行經濟水平的若干方法初探[J].中國勘察設計，2012(1).