采用對標(biāo)法分析機組節(jié)能潛力

邢希東

（大唐國際盤山發(fā)電有限責(zé)任公司，天津 301900）

為了發(fā)掘公司的節(jié)能潛力和節(jié)能空間，天津大唐國際盤山發(fā)電有限責(zé)任公司(簡稱盤山發(fā)電公司)依托中國電力企業(yè)聯(lián)合會2010年600MW機組競賽對標(biāo)平臺，與節(jié)能先進(jìn)標(biāo)桿企業(yè)進(jìn)行專題對標(biāo)分析，完成了機組節(jié)能的分析，制定了節(jié)能工作規(guī)劃。

一、節(jié)能管理措施

1.建立“三級管理”的節(jié)能管理機構(gòu)

(1)決策層。由企業(yè)主管生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)全面負(fù)責(zé)公司節(jié)能工作。

(2)監(jiān)督管理層。設(shè)置1名專職節(jié)能工作主管，負(fù)責(zé)企業(yè)全面節(jié)能工作。

(3)執(zhí)行層。在發(fā)電部、設(shè)備部和燃料管理部等相關(guān)部門分別設(shè)置兼職節(jié)能管理人員，輔助部門進(jìn)行班組節(jié)能管理工作。

2.抓好新設(shè)備選型

設(shè)備選型時做好熱機軸功率和電機電功率的匹配優(yōu)化工作，避免投運后出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象。

3.全公司普查節(jié)能空間

節(jié)能工作應(yīng)該堅持抓大不放小的方針，對全公司正常運行的設(shè)備進(jìn)行全面普查論證，進(jìn)行技改，如普查節(jié)流機構(gòu)實際開度低于70%～80%的設(shè)備。

4.堅持先診斷后優(yōu)化的原則

借助電科院、科研所的力量對機組定期做修前修后試驗以及系統(tǒng)的分析診斷試驗，堅持診斷和優(yōu)化同等重要的原則，對診斷出的問題和改進(jìn)空間，必須由診斷方按照合同要求進(jìn)行實際優(yōu)化。

5.樹立“小業(yè)主”節(jié)能管理理念

針對發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)節(jié)能工作的實際情況，在節(jié)能工作中力推“小業(yè)主”管理思路。即將公司決定進(jìn)行的技術(shù)改造或運行優(yōu)化項目委托給有資質(zhì)有權(quán)威的第三方，電廠相應(yīng)部門做為改造項目的“小業(yè)主”，采用合同約定的方式，由第三方進(jìn)行項目前期調(diào)研及試驗改造，并對改造優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行評估與完善。電廠做為業(yè)主，做好配合和監(jiān)督工作。

二、節(jié)能項目

1.鍋爐優(yōu)化燃燒調(diào)整試驗

邀請電科院、科研所對燃煤鍋爐進(jìn)行燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗。試驗過程以電科院為主，運行人員配合。試驗總結(jié)出的優(yōu)化曲線直接由熱工人員在DCS控制系統(tǒng)中實現(xiàn)。電科院對優(yōu)化曲線的實際節(jié)能、安全效果進(jìn)行評估完善。該試驗對降低廠用電、提高鍋爐效率、降低煤耗具有十分明顯的效果。

2.泵與風(fēng)機車削葉片技術(shù)

對全公司主要泵與風(fēng)機進(jìn)行工作裕量分析，研究車削葉輪節(jié)能降耗的可行性。如某軸流式送風(fēng)機滿負(fù)荷動葉開度約50%，經(jīng)計算，對葉片進(jìn)行車削，使動葉開度可達(dá)80%，提高了工作效率，降低了風(fēng)機能耗。

3.鍋爐吹灰汽源改造

鍋爐本體吹灰汽源為過熱器分隔屏，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，將爐本體吹灰汽源改為再熱器冷端，減少了高溫高壓優(yōu)質(zhì)蒸汽的消耗，節(jié)能效果明顯。

4.加熱器系統(tǒng)優(yōu)化

低壓加熱器由于抽汽壓力低，低負(fù)荷階段疏水不暢是大多數(shù)發(fā)電企業(yè)遇到的問題。采取擴大管徑、減少彎頭等措施降低疏水管道阻力，有效解決了疏水不暢的問題。

投產(chǎn)時間較長的機組、加熱器，經(jīng)常發(fā)生端差大的問題，大修時對高壓加熱器水側(cè)進(jìn)行沖洗、清垢，可以有效解決該問題。

5.低負(fù)荷運行優(yōu)化

低負(fù)荷階段，主機組及輔機都運行在低效區(qū)，能耗高?？烧堧娍圃哼M(jìn)行優(yōu)化試驗，項目如下。

(1)汽機控制方式和滑壓參數(shù)尋優(yōu)。挖掘汽輪機低負(fù)荷節(jié)能潛力同時解決滑壓方式下壁溫超溫問題。

(2)鍋爐氧量曲線尋優(yōu)，挖掘鍋爐低負(fù)荷節(jié)能潛力。某機組通過鍋爐氧量優(yōu)化，鍋爐效率提高0.1%～0.4%，煤耗降低約0.3～1.3g/kW·h。

(3)制粉系統(tǒng)運行優(yōu)化。挖掘制粉系統(tǒng)節(jié)能潛力。通過對煤粉細(xì)度調(diào)整、最佳運行臺數(shù)等進(jìn)行試驗。某機組經(jīng)過優(yōu)化，降低廠用電約0.07%，降低煤耗約0.25g/kW·h。

(4)半側(cè)風(fēng)組節(jié)能潛力試驗優(yōu)化。通過試驗測試機組50%負(fù)荷下半側(cè)風(fēng)組運行的節(jié)能潛力，為實施半側(cè)風(fēng)組停運的節(jié)能做好基礎(chǔ)工作。經(jīng)試驗，在50%負(fù)荷下，單側(cè)送引風(fēng)機運行與雙側(cè)送引風(fēng)機運行比較。爐側(cè)6kV電機消耗的總電耗占發(fā)電量的比例降低0.48%。折算煤耗可節(jié)約1.42g/kW·h。

(5)低負(fù)荷給水泵運行經(jīng)濟運行試驗優(yōu)化。測試低負(fù)荷下給水泵經(jīng)濟運行方式。優(yōu)化試驗進(jìn)行低負(fù)荷單汽泵與雙汽泵運行的經(jīng)濟性比較試驗。

在完成以上試驗的基礎(chǔ)上，熱工人員應(yīng)將試驗結(jié)果直接整合到控制系統(tǒng)。

6.凝汽器系統(tǒng)改造

(1)凝汽器補水噴霧。原設(shè)計凝汽器補水的地點是熱井，將補水地點改至凝汽器喉部，呈霧狀噴入。改后可降低凝結(jié)水含氧量、凝結(jié)水過冷度及排汽缸溫度，提高真空度。

(2)凝補水系統(tǒng)串聯(lián)。原系統(tǒng)每臺機配備1臺凝補水泵，長期運行。改造時將2臺機組的凝補水系統(tǒng)串聯(lián)，約降低電機功率200kW。

(3)凝汽器自流補水。600MW及以上容量的機組，均設(shè)有自流補水系統(tǒng)，如能解決好自流補水系統(tǒng)的真空泄漏問題無需啟動補水泵即可實現(xiàn)補水。

7.密封風(fēng)機增設(shè)低壓電機

近幾年的新建大型發(fā)電企業(yè)密封風(fēng)機都是經(jīng)由一次冷風(fēng)母管取風(fēng)，經(jīng)低壓電機(1運1備)增壓后供制粉系統(tǒng)。但是盤山發(fā)電公司采用的仍然是單獨配置高壓密封風(fēng)機系統(tǒng)。增設(shè)低壓電機(原6kV密封風(fēng)機備用)的優(yōu)勢如下。

(1)節(jié)約廠用電。6kV密封風(fēng)機，滿負(fù)荷運行電流在45A左右；380V低壓電機，滿負(fù)荷運行電流在140A左右，改后可節(jié)電近80%。

(2)密封風(fēng)從一次風(fēng)母管取風(fēng)，解決了一次風(fēng)機變頻運行時的搶風(fēng)問題，避免了爐效降低。

(3)密封風(fēng)機就就近設(shè)置在磨煤機冷風(fēng)母管附近，減少管道阻力損失。

(4)在夏季煤質(zhì)差時，密封風(fēng)可由6kV風(fēng)機供，其余季節(jié)由380V增壓風(fēng)機供，節(jié)能效果也十分可觀。

三、供電煤耗對標(biāo)偏差原因分析

2011年盤山發(fā)電公司供電煤耗比行業(yè)標(biāo)桿A、B公司分別高16.47、19.01g/kW·h，從爐效、廠用電和熱耗3個方面加以分析，偏差原因如表1所示。

1.鍋爐效率

盤山發(fā)電公司鍋爐效率低的主要原因如下。

表1 3家發(fā)電企業(yè)供電煤耗偏差匯總表

(1)鍋爐燃燒氧量大，排煙損失大。標(biāo)桿公司氧量年均值為2.8%。盤山發(fā)電公司目前氧量年均值約6%。

(2)煤質(zhì)差，不完全燃燒損失大。標(biāo)桿公司用煤實際熱值及灰分在22MJ/kg、16%左右。盤山發(fā)電公司用煤實際熱值及灰分為19.42MJ/kg、27.6%。

(3)一次風(fēng)壓母管壓力低，爐膛溫度高。標(biāo)桿公司鍋爐一次風(fēng)母管壓力由9～10kPa降低到6～8kPa，爐膛溫度高、燃燒充分，提高了鍋爐效率。

2.廠用電率

盤山發(fā)電公司廠用電率比標(biāo)桿公司高1.2%～0.7%，對供電煤耗的影響十分明顯。由于主要輔機耗電量并不是隨負(fù)荷成線性比例增長，所以負(fù)荷率越高，輔機耗的電率越低。

2011年A、B公司的電廠負(fù)荷率分別為79%、87%，而盤山發(fā)電公司僅有72%。這是盤山發(fā)電公司用電率高的主要原因之一。

(1)引風(fēng)機用電率。盤山比標(biāo)桿公司A高0.15%的主要原因是鍋爐燃燒氧量高，煙氣量大。

(2)送風(fēng)機用電率。盤山比標(biāo)桿公司A高0.07%原因有兩點：一是氧量高總風(fēng)量大；二是A公司對送風(fēng)機實施了削短葉片的改造。

(3)磨煤機電耗率。盤山磨煤機電耗率比標(biāo)桿公司A、B高0.1%～0.13%，主要原因如下：

①磨煤機選型不當(dāng)。

②煤的低位熱值。

③一次風(fēng)壓力高。標(biāo)桿公司母管壓力維持在6～8kPa，盤山發(fā)電公司目前在9～10kPa，磨煤機阻力大。另外盤山公司輥式磨煤機的通風(fēng)阻力比標(biāo)桿公司的碗式磨煤機高，影響電耗。

(4)一次風(fēng)機電耗率。盤山一次風(fēng)機耗電率為標(biāo)桿公司2倍。原因如下：

①選型。盤山一次風(fēng)機是離心式，而標(biāo)桿公司為軸流式。

②一次風(fēng)壓控制。在同樣的風(fēng)量、風(fēng)壓下，離心式風(fēng)機的電耗水平比軸流風(fēng)機大很多，而且標(biāo)桿公司的一次風(fēng)壓還比盤山低2～3kPa，能耗水平進(jìn)一步拉開差距。

③變頻節(jié)能效果受阻。雖然盤山對離心式一次風(fēng)機進(jìn)行了變頻改造，但是由于離心風(fēng)機的搶風(fēng)問題，導(dǎo)致風(fēng)機入口擋板有部分節(jié)流，造成一次風(fēng)機能耗升高。

(5)循泵耗電率。盤山的循泵電率比標(biāo)桿公司高，主要因為標(biāo)桿公司為海水冷卻開式循環(huán)，熱循環(huán)水不用上塔，泵出口壓力低。另外其循泵為日本進(jìn)口，最大2 500kW，盤山循泵高速運行時，軸功率2 800kW以上。

3.機組熱耗

盤山汽輪機為75A型，已投產(chǎn)10年。而標(biāo)桿公司機組為157型，投產(chǎn)6年。機組型號、老化程度等因素決定了盤山機組實際熱耗比標(biāo)桿公司高，影響供電煤耗升高。

4.客觀不可比因素對煤耗的影響

(1)負(fù)荷率(1%影響0.2g計算)。2011年，標(biāo)桿公司負(fù)荷率比盤山高7%～15%，影響煤耗升高1.4～3g/kW·h。

(2)入爐煤熱值(100kcal/h影響1.2g)、真空度、設(shè)計熱耗分析。2011年，標(biāo)桿公司入爐煤熱值為22MJ/kg，盤山公司為19.4MJ/kg，偏差約622kcal/h，影響煤耗升高7.5g/kW·h。

(3)真空度(1%影響3g)。盤山2011年真空度完成94.4%，標(biāo)桿公司完成95%，影響煤耗升高1.8g/kW·h。

(4)設(shè)計熱耗(26kJ影響1g)。盤山設(shè)計熱耗7 876kJ/kW·h；標(biāo)桿公司設(shè)計熱耗7 745kJ/kW·h，比盤山低131kJ/kW·h，影響煤耗下降約5g/kW·h。

四、結(jié)論

盤山發(fā)電公司通過采取行業(yè)對標(biāo)專題能耗分析，找到了節(jié)能管理的差距，發(fā)現(xiàn)了制約機組能耗水平的主要因素，為盤山發(fā)電公司下一步深挖節(jié)能潛力，提高機組經(jīng)濟運行水平提供了依據(jù)。

[1]邢希東.600MW火電機組降低廠用電率措施[J].中國電力，2007，(09)：60-64.

[2]邢希東，李學(xué)斌.600MW機組影響供電煤耗的因素分析及控制[J].華中電力，2007，(05)：71-74.