一種火電機組經(jīng)濟性指標分析的新方法

祝慶一

（浙江浙能嘉興發(fā)電有限公司，浙江 嘉興 314201）

對于火電企業(yè)而言，目前的燃料成本占企業(yè)總成本70%以上，燃料單價和單位產品能耗決定了企業(yè)成本。而燃料單價受市場和購煤合同影響，屬于外部因素，因而單位產品能耗即供電煤耗已成為影響火電企業(yè)經(jīng)營的重要因素，也是內部可控因素。如何做實做細指標分析，在日常指標控制中挖掘潛力，不斷降低單位產品能耗、降低企業(yè)運營成本是企業(yè)節(jié)能管理的重點。機組經(jīng)濟性指標眾多，常規(guī)使用的同比、環(huán)比方法對諸多經(jīng)濟性指標分析不一定完全適用。本文就火電企業(yè)能耗指標分級分析控制展開探討和分析，提出針對不同類型指標采用不同分析方法，一級指標供電煤耗采用參考煤耗比較分析方法，二級指標即機組運行參數(shù)采用分類分析比較。

1 供電煤耗分析

供電煤耗是火電廠綜合能耗指標，表征火電企業(yè)單位產品的能耗水平，反映企業(yè)的設備管理水平和節(jié)能管理狀況。傳統(tǒng)的分析方法是同比或環(huán)比。同比是與上年同一時段或與此前同一時期的連續(xù)幾個時段相比較。環(huán)比是與上一統(tǒng)計時段或與前面連續(xù)幾個統(tǒng)計時段相比。一般情況下同比和環(huán)比專指月同比、月環(huán)比[1]。供電煤耗采用環(huán)比分析時一般考慮相鄰統(tǒng)計周期內機組負荷率、環(huán)境溫度對能耗的影響；采用同比方法時則考慮負荷對能耗影響，但以上分析均建立在機組正、反平衡煤耗相對穩(wěn)定的前提下，根據(jù)DL/T 904《火電廠技術經(jīng)濟指標計算方法》規(guī)定，供電煤耗使用正平衡方法計算。這樣，在機組正、反平衡煤耗出現(xiàn)偏差時，比較基準是變化的，使用同比、環(huán)比的分析方法就會把影響供電煤耗的機組運行工況原因和產生統(tǒng)計偏差的計量或熱值原因相淆混，難以找到真實原因，因而引入?yún)⒖济汉姆治龇ā?/p>

從2009年開始探索一種統(tǒng)計煤耗與參考煤耗相比較的分析方法，即用機組試驗供電煤耗根據(jù)負荷和機組真空情況推算參考供電煤耗，然后對統(tǒng)計煤耗與參考供電煤耗進行比較，分析影響機組經(jīng)濟性的原因進而尋求改善。參考供電煤耗是指參考機組性能試驗結論，經(jīng)過機組實際負荷和真空情況以及廠用電率修正推算得到的供電煤耗。統(tǒng)計供電煤耗是根據(jù)國家規(guī)定通過正平衡計算得到的供電煤耗率，簡單說即統(tǒng)計期內原煤耗用量換算成標煤耗量與供電量的比值。標桿供電煤耗則是國內同類型機組供電煤耗先進值。

2 分析方法

機組在A修和B修后都會進行機組性能試驗，包括汽輪機熱耗和鍋爐爐效試驗，得到每個負荷對應的供電煤耗曲線，如圖1所示。

圖1 試驗供電煤耗與負荷變化關系

機組實際負荷在曲線上可以找到對應供電煤耗，然后根據(jù)排汽壓力（真空）對熱耗修正曲線（一般汽輪機廠家或循環(huán)效率試驗可以提供）推算得到該機組在實際負荷和真空情況下的參考供電煤耗，再將參考煤耗與統(tǒng)計煤耗進行對比。某發(fā)電廠600 MW機組在2009年和2010年開展供電煤耗分析中使用這種方法，2年供電煤耗如圖2所示。統(tǒng)計比對兩者差異，尋找實際運行中影響機組經(jīng)濟性的原因以及統(tǒng)計過程中的偏差。

統(tǒng)計供電煤耗和參考供電煤耗存在差值，主要原因有：

（1）試驗工況和實際運行工況差異，如鍋爐吹灰、機組補水以及系統(tǒng)隔離。

（2）煤質原因、機組調峰負荷波動等不可控因素。

圖2 供電煤耗和參考煤耗比較

（3）機組在統(tǒng)計期內，設備運行工況、指標控制及設備缺陷等可控因素引起的可控損失[2]。

（4）統(tǒng)計數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤。

（5）企業(yè)經(jīng)營要求調整。

在分析過程中，當機組運行工況和統(tǒng)計過程同時存在影響煤耗的因素時，引入針對機組運行參數(shù)的分析方法。

3 影響經(jīng)濟性的運行指標分析方法

火電機組影響經(jīng)濟性的運行指標即二級指標很多。對于這些運行指標的分析要分別對待，機械地同比、環(huán)比分析對指標分析不夠完整，難以發(fā)現(xiàn)指標變化（劣化）規(guī)律和影響其變化的原因。根據(jù)指標是否隨負荷等外部客觀條件改變而變化將其分為2類。

3.1 隨負荷變化的指標

隨負荷變化的指標包括主蒸汽壓力、汽輪機效率、小機用汽量、空預器漏風、給水溫度、真空（排汽溫度）、循環(huán)水溫升、加熱器端差、凝汽器端差、凝結水過冷度、排煙溫度、鍋爐氧量等。

該類指標選擇特定負荷條件（如滿負荷工況）下的運行參數(shù)與設計值比較。機組熱力計算書中規(guī)定了各工況下機組運行熱力參數(shù)，以偏離設計參數(shù)的幅度來評價其對經(jīng)濟性的影響，從而發(fā)現(xiàn)設備存在的問題（如表1），進而通過長期跟蹤分析來判斷設備狀態(tài)變化（劣化）程度。

加熱器端差是衡量加熱器運行狀態(tài)的重要指標，直接影響回熱系統(tǒng)的性能。端差越小，機組運行的經(jīng)濟性就越好。端差的大小主要與加熱器本身性能有關，隨工況變化而變化。當機組工況變化時，各級抽汽壓力隨之變化，加熱器的進、出口水溫也發(fā)生改變，從而引起各級抽汽量的變化。而抽汽量的改變又反過來影響各級抽汽壓力的數(shù)值。在實際分析過程中，通過滿負荷時的加熱器端差與設計值作比較，分析加熱器水位控制正常與否以及判斷加熱器泄漏的可能性。嘉興發(fā)電廠曾經(jīng)數(shù)次通過本方法正確判斷加熱器泄漏。其他類似的應用還有通過用汽量分析發(fā)現(xiàn)汽泵再循環(huán)閥內漏；跟蹤汽輪機缸效變化，分析機組檢修前后以及長期運行中性能變化趨勢等。目前機組運行歷史數(shù)據(jù)基本都可以從數(shù)據(jù)庫（PI或SIS）調用，通過選取特定負荷點的機組歷史數(shù)據(jù)比較分析，發(fā)現(xiàn)變化趨勢和設備劣化規(guī)律。

表1 機組運行指標分析

3.2 不隨負荷變化的指標

隨負荷變化不大或基本不變化、可以反映一定統(tǒng)計期內變化趨勢的指標包括廠用電率（輔機單耗）、主蒸汽溫度、再熱汽溫度、再熱器減溫水、補水率、飛灰含碳率、爐渣含碳率、真空嚴密性、高加投運率、水耗等。該類型數(shù)據(jù)可采用統(tǒng)計值同比、環(huán)比或直接以絕對值分析參數(shù)變化趨勢來發(fā)現(xiàn)機組運行過程中的節(jié)能點。

（1）用一定統(tǒng)計期（月度）內的廠用電率，配合輔機耗電率變化情況，分析造成廠用電率變化的原因。

（2）不管負荷如何變化，主、再熱蒸汽汽溫越接近設計值越好，可通過燃燒調整以及優(yōu)化協(xié)調控制使汽溫受控。

（3）造成統(tǒng)計煤耗和參考煤耗差異的煤質原因可通過鍋爐運行指標來反映，主要是排煙溫度和飛灰含碳率，這2項指標反映鍋爐未燃燼熱損失和和煙氣熱損失，可通過燃燒調整及煤粉細度控制來優(yōu)化。

（4）真空嚴密性、高壓加熱器的投運率決定汽輪機熱力循環(huán)效率。

（5）機組補水率和水耗反映統(tǒng)計期內電廠耗水變化，可通過機組泄漏管理和淡水用戶分項控制來降低企業(yè)淡水消耗。鍋爐減溫水尤其是再熱器減溫水對機組能耗影響較大，可通過煙氣擋板調節(jié)和減溫水閥門內漏整治來減少減溫水量。

4 分析方法實例

從圖2可以看到某發(fā)電廠2009年6月的供電煤耗為327.4 g/kWh，參考煤耗為325 g/kWh，兩者偏差2.4 g/kWh。

隨負荷變化的指標中，給水溫度和排煙溫度以及空預器漏風均影響煤耗，采用滿負荷數(shù)據(jù)分析如表2所示。根據(jù)運行日志，4號機6月23日開始3臺高加撤出，7月2日恢復，造成給水溫度偏低。3號爐排煙溫度偏高?？紤]高壓加熱器撤出時段對月度煤耗影響，上述運行指標對4臺600 MW機組的煤耗影響為0.94 g/kWh。

表2 通過運行指標分析

表3 通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析

不隨負荷變化的指標中，再熱汽溫和再熱器減溫水采用月度統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析煤耗影響如表3所示。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，對整體煤耗的影響約0.602 g/kWh。

綜合分析上述2種類型指標對整體煤耗影響，造成統(tǒng)計煤耗和參考煤耗差異1.55 g/kWh。掌握影響機組經(jīng)濟性的原因后，就可以對存在的問題進行處理，如進行空預器漏風整治以及汽溫優(yōu)化，使指標分析工作卓有成效。

5 結論

火電廠經(jīng)濟性指標繁多，使用統(tǒng)一的分析方法難免有所偏頗，可采取供電煤耗分析和運行指標分析相結合的方法，對不同指標采用不同方法分層分析，頻繁變化的指標選取特定工況指標分析，基本不變的指標使用統(tǒng)計期的統(tǒng)計值分析。分析指標的最終目的是發(fā)現(xiàn)影響機組經(jīng)濟運行的原因，找到節(jié)能點，并進行改善或改造。

[1]張誼生.“同比”與“環(huán)比”統(tǒng)計術語的個案分析[J].術語標準化和信息技術，2006（3）:38-41.

[2]黃嘉駟，古世軍.火電廠供電煤耗率任務指標模型制定研究[J].熱力發(fā)電，2008，37（6）:1-5.

[3]李青，張興營.火力發(fā)電廠生產指標管理手冊[M].北京：中國電力出版社，2007.