節(jié)能啟停評(píng)價(jià)在火電廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用

王濱

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

0 引言

國(guó)辦發(fā)〔2014〕31號(hào)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃》要求:到2020年，現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組改造后平均供電煤耗低于310g/(kW·h)，其中現(xiàn)役600 MW及以上機(jī)組(除空冷機(jī)組外)改造后平均供電煤耗低于300 g/(kW·h)。某公司現(xiàn)有4臺(tái)機(jī)組(一期2×330 MW，二期2×670 MW)，2014年供電煤耗完成值分別為313.04，305.29 g/(kW·h)，與《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃》的要求還有不小的差距，節(jié)能降耗任務(wù)艱巨。

燃煤發(fā)電機(jī)組啟停過(guò)程消耗高、產(chǎn)出低，各種能源消耗量巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，600 MW等級(jí)機(jī)組1次冷態(tài)啟動(dòng)要消耗燃油 50～100 t、燃煤800～1 000 t、除鹽水2000～3 000 t、廠用電200～300 MW·h，啟動(dòng)1次對(duì)機(jī)組供電煤耗的影響為10～15 g/(kW·h)。目前機(jī)組啟?？紤]更多的是安全性，對(duì)啟停過(guò)程中的節(jié)能管理重視不夠。如何在保證機(jī)組安全啟停的前提下，盡可能縮短機(jī)組啟停時(shí)間，減少啟停過(guò)程中各種能源的消耗量，對(duì)降低機(jī)組能耗有著重要意義。

1 節(jié)能啟停評(píng)價(jià)的內(nèi)涵

在保證機(jī)組安全、環(huán)保啟停的前提下，對(duì)機(jī)組啟停過(guò)程中的各個(gè)階段進(jìn)行統(tǒng)籌安排，合理搭接各個(gè)進(jìn)程和環(huán)節(jié)，優(yōu)先采用微油點(diǎn)火、爐底加熱、鄰爐輸粉、電機(jī)變頻等既有節(jié)能裝置，并制訂意外情況的應(yīng)急措施;每次啟停后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行對(duì)比、總結(jié)和評(píng)分，根據(jù)得分進(jìn)行獎(jiǎng)懲。通過(guò)管理思路創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，有效縮短機(jī)組啟停的時(shí)間，大幅降低各種能源的消耗，實(shí)現(xiàn)機(jī)組效能的有效提升。

2 節(jié)能啟停評(píng)價(jià)的主要思路

通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行各專業(yè)(崗位)之間的啟停邏輯關(guān)系，統(tǒng)籌安排、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和設(shè)備的投停時(shí)機(jī)和進(jìn)程，有效縮短無(wú)效運(yùn)行時(shí)間和等待時(shí)間。在保證安全和環(huán)保的前提下，優(yōu)先使用既有節(jié)能裝置，可以在不增加設(shè)備投入的情況下，顯著降低啟動(dòng)油耗、電耗和水耗。

(1)繪制機(jī)組不同狀態(tài)下的節(jié)能啟停時(shí)序網(wǎng)絡(luò)圖，明確各環(huán)節(jié)的重點(diǎn)操作內(nèi)容和人員要求，指導(dǎo)運(yùn)行人員操作。

(2)結(jié)合機(jī)組節(jié)能啟停網(wǎng)絡(luò)圖及過(guò)程能耗標(biāo)準(zhǔn)，制訂機(jī)組節(jié)能啟停評(píng)價(jià)體系，并做好機(jī)組啟停機(jī)臺(tái)帳;每次啟停后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行橫向、縱向?qū)Ρ龋偨Y(jié)及評(píng)分，并不斷完善、優(yōu)化節(jié)能啟停的操作流程。

(3)合理安排輔助廠用蒸汽運(yùn)行方式，制訂旁路系統(tǒng)不能正常投運(yùn)、給煤機(jī)斷煤等意外情況的應(yīng)急措施。

3 主要技術(shù)方案

針對(duì)不同機(jī)組以及機(jī)組啟停的不同狀態(tài)和階段，結(jié)合節(jié)能啟停時(shí)序網(wǎng)絡(luò)圖和實(shí)際狀況，制訂機(jī)組節(jié)能啟停評(píng)價(jià)評(píng)分表，對(duì)以下各階段的操作進(jìn)行指導(dǎo)和評(píng)分:包括啟動(dòng)前的準(zhǔn)備、鍋爐點(diǎn)火、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)及帶負(fù)荷、停運(yùn)準(zhǔn)備、停運(yùn)及停運(yùn)后的工作。

(1)啟動(dòng)前準(zhǔn)備，以減少設(shè)備空轉(zhuǎn)和無(wú)效運(yùn)行時(shí)間為重點(diǎn)，著重做好各階段工作的合理搭接。多臺(tái)并列運(yùn)行的輔助設(shè)備，應(yīng)優(yōu)先啟動(dòng)效率高、能耗低的設(shè)備，變頻設(shè)備應(yīng)優(yōu)先啟動(dòng)。凝汽器建立真空、鍋爐點(diǎn)火、汽缸暖缸等操作應(yīng)安排緊湊。直流鍋爐冷態(tài)循環(huán)清洗時(shí)宜加大再循環(huán)流量，控制外排量，合格水質(zhì)應(yīng)及時(shí)回收。應(yīng)在汽包“過(guò)水”15 min后及時(shí)投入爐底加熱系統(tǒng)，有鄰爐輸粉機(jī)的鍋爐，啟動(dòng)前宜提前安排鄰爐的一套制粉系統(tǒng)儲(chǔ)備接近設(shè)計(jì)煤種的煤，并通過(guò)該系統(tǒng)連續(xù)向待啟動(dòng)鍋爐的粉倉(cāng)輸粉，以提前滿足投粉條件。

(2)鍋爐點(diǎn)火階段，以減少燃油消耗為核心，嚴(yán)控機(jī)組燃油量、燃煤量。鍋爐點(diǎn)火時(shí)，在保證燃燒穩(wěn)定的情況下，宜控制風(fēng)煙系統(tǒng)在出力下限運(yùn)行，避免通風(fēng)量過(guò)大而導(dǎo)致?tīng)t膛溫度降低。點(diǎn)火初期宜少投煤粉燃燒器并定期切換，而后應(yīng)適當(dāng)提高燃燒區(qū)的煤粉濃度、氧量、溫度，以保證燃燒穩(wěn)定。在保證安全的前提下，汽輪機(jī)應(yīng)采用機(jī)械部件損耗和燃料損耗等總損耗最小的啟動(dòng)方式［1］。

(3)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，以控制機(jī)組振動(dòng)為導(dǎo)向，重點(diǎn)做好汽輪機(jī)暖機(jī)工作，達(dá)到暖機(jī)時(shí)間短且效果好的目的。沖轉(zhuǎn)參數(shù)應(yīng)根據(jù)高、中壓缸第1級(jí)金屬壁溫水平來(lái)確定。暖機(jī)時(shí)宜盡量增大汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，以改善汽缸的暖機(jī)條件［1］。應(yīng)根據(jù)高中壓缸溫升速度及時(shí)調(diào)整旁路開(kāi)度。具有汽輪機(jī)法蘭及螺栓加熱裝置的，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)后應(yīng)及時(shí)投入并盡量增大加熱量。發(fā)電機(jī)變壓器組恢復(fù)熱備用操作應(yīng)在汽輪機(jī)中速暖機(jī)過(guò)程中完成。

(4)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及帶負(fù)荷，以參數(shù)控制為載體，嚴(yán)控機(jī)組升負(fù)荷速率。低負(fù)荷暖機(jī)期間，不宜增開(kāi)制粉系統(tǒng)，應(yīng)維持發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前的輔機(jī)運(yùn)行方式，以防主蒸汽溫度大幅升高而導(dǎo)致汽輪機(jī)差脹等參數(shù)超限，造成機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程延長(zhǎng)。機(jī)組升負(fù)荷過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制升溫速率、升壓速率及帶負(fù)荷速率，條件允許時(shí)宜壓上限控制，并按規(guī)程規(guī)定及時(shí)退出旁路系

統(tǒng)［2-3］。

(5)停運(yùn)前的準(zhǔn)備，以設(shè)備試驗(yàn)為重點(diǎn)，確保機(jī)組停運(yùn)時(shí)設(shè)備運(yùn)行正常。停機(jī)前運(yùn)行人員應(yīng)熟練掌握磨煤機(jī)斷煤、輔汽系統(tǒng)汽源切換時(shí)閥門卡澀、助燃油槍故障等異常情況下的應(yīng)急措施。機(jī)組停運(yùn)前應(yīng)試投油槍，確保油槍備用良好。制粉系統(tǒng)停機(jī)前8 h，對(duì)下層燃燒器對(duì)應(yīng)粉倉(cāng)進(jìn)行換粉操作，確保燒空粉倉(cāng)過(guò)程中給粉機(jī)運(yùn)行正常。

(6)停運(yùn)操作，以減少工質(zhì)和熱量損失為目標(biāo)，重點(diǎn)做好停運(yùn)環(huán)節(jié)的統(tǒng)籌安排。機(jī)組負(fù)荷降至50%額定負(fù)荷時(shí)，應(yīng)及時(shí)停運(yùn)部分并列運(yùn)行的設(shè)備。機(jī)組滑停過(guò)程中，有微油點(diǎn)火的應(yīng)采用微油點(diǎn)火方式助燃，并保留微油點(diǎn)火對(duì)應(yīng)層制粉系統(tǒng)直至鍋爐熄火。機(jī)組滑停過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)按規(guī)定開(kāi)啟各疏水、放水門，以減少工質(zhì)、熱量損失［2-3］。

(7)停運(yùn)后的工作，以保護(hù)設(shè)備和降低消耗為目的，著重做好相關(guān)設(shè)備的及時(shí)停運(yùn)。機(jī)組解列后，相關(guān)變壓器冷卻風(fēng)扇、油泵等應(yīng)及時(shí)停運(yùn)。鍋爐熄火后，空氣預(yù)熱器及火檢冷卻風(fēng)機(jī)溫度達(dá)規(guī)程要求時(shí)及時(shí)停運(yùn)。滿足條件后應(yīng)及時(shí)停運(yùn)循環(huán)水系統(tǒng)。機(jī)組停運(yùn)時(shí)，已具備停運(yùn)條件的設(shè)備應(yīng)及時(shí)停運(yùn);需通過(guò)調(diào)整運(yùn)行方式方具備停運(yùn)條件的，應(yīng)及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式并停運(yùn);不需連續(xù)運(yùn)行的，宜先停運(yùn)，需要時(shí)再短時(shí)啟動(dòng)。

4 管理措施

依據(jù)節(jié)能啟停評(píng)分表的各個(gè)細(xì)目，對(duì)整個(gè)啟停過(guò)程中的相關(guān)操作進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，啟停過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)備缺陷或異常情況，按照100元/分的標(biāo)準(zhǔn)考核責(zé)任部門?？鄢惓Ｒ蛩睾螅瑱C(jī)組啟停評(píng)價(jià)得分超過(guò)或低于80分的部分，按照100元/分的標(biāo)準(zhǔn)獎(jiǎng)懲運(yùn)行部門。

5 實(shí)施后的效果

(1)優(yōu)化了機(jī)組啟停過(guò)程。通過(guò)各環(huán)節(jié)的合理、有效搭接，大大縮短了機(jī)組啟停時(shí)間，減少了不必要的等待時(shí)間，為機(jī)組早并網(wǎng)和及早開(kāi)展檢修工作創(chuàng)造了條件。以600 MW機(jī)組為例，可縮短啟動(dòng)時(shí)間1.5 h，早并網(wǎng)發(fā)電1.5 h，以平均負(fù)荷為75%額定負(fù)荷計(jì)算，上網(wǎng)電量增加750MW·h，以上網(wǎng)電價(jià)0.42元/(kW·h)計(jì)算，收益為31.5萬(wàn)元。

(2)節(jié)約了機(jī)組啟停成本。600 MW機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)1次消耗各種燃油、燃煤、水、汽的費(fèi)用為50萬(wàn)元左右，通過(guò)節(jié)能啟停評(píng)價(jià)，每次可節(jié)約費(fèi)用10萬(wàn)元左右。

(3)提高了設(shè)備的健康水平。由于嚴(yán)格控制設(shè)備參數(shù)，不僅減少了各種“過(guò)度”的消耗，也極大降低了主、輔設(shè)備的熱沖擊，提高了設(shè)備使用壽命。

(4)改善了環(huán)保指標(biāo)。由于啟停時(shí)間平均縮短1.5～2.0 h，環(huán)保指標(biāo)更容易控制，減少了SO2，NOx等的排放量。

(5)優(yōu)化了指標(biāo)控制質(zhì)量。由于進(jìn)行了嚴(yán)格的過(guò)程控制，爐膛壓力、主/再熱蒸汽溫度等參數(shù)控制在較好的范圍內(nèi)，避免了由于操作次序不合理造成的參數(shù)波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了主要參數(shù)的平穩(wěn)控制。

(6)經(jīng)濟(jì)效益顯著。每次機(jī)組啟動(dòng)總收益為41.5萬(wàn)元(600 MW機(jī)組)，其中還未包括設(shè)備健康水平提高的隱性收益。按每臺(tái)機(jī)組年啟停2次計(jì)算，每臺(tái)機(jī)組年度效益可達(dá)83萬(wàn)元。

6 結(jié)束語(yǔ)

開(kāi)展機(jī)組啟停節(jié)能評(píng)價(jià)工作，是將燃煤發(fā)電機(jī)組節(jié)能降耗工作向機(jī)組啟停階段的延伸，在常規(guī)運(yùn)行優(yōu)化和節(jié)能技術(shù)改造之外，擴(kuò)大火電廠的節(jié)能視角，深入挖掘機(jī)組啟停環(huán)節(jié)的節(jié)能潛力，指導(dǎo)和督促燃煤發(fā)電機(jī)組節(jié)能工作的深入開(kāi)展，有效降低機(jī)組啟停過(guò)程中的能源消耗，開(kāi)辟了一條火電廠節(jié)能降耗的新途徑，在行業(yè)內(nèi)具有很好的推廣意義。

［1］華電國(guó)際電力股份有限公司.華電國(guó)際電力股份有限公司燃煤發(fā)電機(jī)組節(jié)能啟停指導(dǎo)意見(jiàn)［R］.北京:華電國(guó)際電力股份有限公司，2014.

［2］華電濰坊發(fā)電有限公司670 MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程:Q/122-104·1·1602.1—2012［S］.

［3］華電濰坊發(fā)電有限公司330 MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程:Q/122-104·1·1602.2—2012［S］.