火電機(jī)組啟停過(guò)程中節(jié)能優(yōu)化研究及風(fēng)險(xiǎn)控制

熊 偉

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)新疆電力設(shè)計(jì)院有限公司 新疆烏魯木齊 830001）

1 火電機(jī)組啟停過(guò)程節(jié)能優(yōu)化的重要意義

隨著近年來(lái)我國(guó)對(duì)能源需求持續(xù)增加，燃煤機(jī)組的裝機(jī)容量不斷增長(zhǎng)，機(jī)組耗煤量和耗油量迅速上升。為了應(yīng)對(duì)當(dāng)前油價(jià)、煤價(jià)持續(xù)上漲的問(wèn)題，提高火力發(fā)電機(jī)組的能源利用效率，盡量降低機(jī)組的運(yùn)行成本，降低機(jī)組燃料消耗量、提高機(jī)組熱效率、降低發(fā)電成本、減少環(huán)境污染，已經(jīng)成為了當(dāng)前工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家火力發(fā)電技術(shù)研究和應(yīng)用的重要方向。

當(dāng)前，針對(duì)火力發(fā)電機(jī)組能耗優(yōu)化的技術(shù)較多，而且在實(shí)際的工程應(yīng)用過(guò)程中取得了對(duì)應(yīng)的效果。本文為了提高研究的針對(duì)性，針對(duì)火力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)，以火電機(jī)組啟停過(guò)程作為突破口，以具體的工程應(yīng)用案例為對(duì)象，對(duì)發(fā)電機(jī)組啟停過(guò)程中的能耗問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化分析。同時(shí)，對(duì)優(yōu)化之后可能存在的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)也進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的分析，并提出了對(duì)應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。以期提高火電機(jī)組的節(jié)能效果，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2 火電機(jī)組啟停過(guò)程節(jié)能優(yōu)化措施

2.1 某火電機(jī)組運(yùn)行工況概況

某電廠的4臺(tái)325MW機(jī)組配套電站鍋爐為上海鍋爐廠設(shè)計(jì)并制造的一次垂直上升、單爐膛300MW亞臨界直流鍋爐，使用燃料為貧煤。該機(jī)組于1999年引進(jìn)德國(guó)斯坦繆勒公司的相關(guān)技術(shù)，對(duì)鍋爐進(jìn)行了改造，將鍋爐改成螺旋管圈直流鍋爐，并由該公司完成了改造方案的設(shè)計(jì)工作。完成改造之后，該鍋爐為亞臨界、一次中間再熱、固態(tài)排渣、中間儲(chǔ)倉(cāng)式的燃煤鍋爐，同時(shí)使用了四角切圓的燃燒技術(shù)，使用燃料依然為貧煤[1]。

2.2 機(jī)組啟停過(guò)程的節(jié)能改造優(yōu)化技術(shù)措施

2.2.1 使用工業(yè)水替代軸冷水

（1）既有行方式

機(jī)組檢修試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，機(jī)組在啟動(dòng)時(shí)需要為之提供冷卻水，而因?yàn)闄C(jī)爐的輔機(jī)數(shù)量較多，而6kV的輔機(jī)啟停次數(shù)受到限制，為了適應(yīng)輔機(jī)的短時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，使得機(jī)組的循環(huán)泵與軸冷泵必需持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而為輔機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)階段提供冷卻水。但是，在整個(gè)過(guò)程中有相當(dāng)一部分時(shí)間所產(chǎn)的冷卻水和軸冷水系統(tǒng)只有個(gè)別用戶，甚至沒(méi)有用戶使用，造成了電量浪費(fèi)的問(wèn)題。例如，鍋爐的上水與泵壓階段，雖軸冷水系統(tǒng)只為一個(gè)用戶(電動(dòng)給泵)工作，但是卻需要循環(huán)泵、軸冷泵同時(shí)啟動(dòng)進(jìn)行配合，從而使得機(jī)組的運(yùn)行能耗居高不下。

（2）優(yōu)化運(yùn)行措施

為了達(dá)到節(jié)能降耗的目的，使用工業(yè)水開式供水的方式代替之前的軸冷水來(lái)保證機(jī)組輔機(jī)的試運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，在鍋爐的泵壓階段，通常軸冷水系統(tǒng)只是電泵。在將沖聯(lián)門、除電泵外的其他軸冷水進(jìn)出水門關(guān)閉之后，將冷油器調(diào)溫旁、軸冷泵進(jìn)放水開啟，使得工業(yè)水能夠通過(guò)最短的行程為電泵的正常運(yùn)行進(jìn)行冷卻，而且能有效的降低工業(yè)水對(duì)管道容積的壓力作用。通過(guò)這種最小系統(tǒng)運(yùn)行方式，在試運(yùn)行階段只保留了運(yùn)行輔機(jī)的冷卻供水供應(yīng)，大大降低了機(jī)組的能耗[2]。

2.2.2 使用汽泵代替電泵

在機(jī)組啟停過(guò)程中關(guān)停電泵，使用自備汽源的汽泵予以替代能夠顯著降低機(jī)組運(yùn)行能源消耗。

（1）既有運(yùn)行方式

在機(jī)組的正常啟動(dòng)過(guò)程中，電泵從鍋爐上水開始就一直運(yùn)行，直到機(jī)組的第二臺(tái)200MW汽動(dòng)給泵并泵之后才停用[3]。在機(jī)組停機(jī)的過(guò)程中亦是如此，這造成了電泵運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、機(jī)組廠用電增加的問(wèn)題。而當(dāng)電泵故障時(shí)，還容易死造成機(jī)組啟動(dòng)故障，機(jī)組運(yùn)行可靠性下降等問(wèn)題。

（2）優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)措施

基于傳統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中能耗較高的問(wèn)題，提出使用無(wú)電泵的上水啟動(dòng)方案?？紤]奧電能由蒸汽熱轉(zhuǎn)換而成，而在這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程中將出現(xiàn)汽輪機(jī)損耗、凝汽器損耗以及發(fā)電機(jī)能量損耗等問(wèn)題。因此，直接使用汽泵供水能夠提高能源利用效率。而且汽泵可以自備汽源，鍋爐在上水過(guò)程中使用汽泵供水，并隨著機(jī)組運(yùn)行功率增加能夠逐步增加汽泵的開啟數(shù)量，在滿足運(yùn)行要求的同時(shí)降低能耗。

3 火電機(jī)組啟停中節(jié)能優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)及控制措施

3.1 火電機(jī)組啟停過(guò)程中節(jié)能優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)

3.1.1 人為因素

操作過(guò)程中由于工作人員個(gè)體技術(shù)差異人有可能專業(yè)技術(shù)水平差，機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中因?yàn)樾枰诉M(jìn)行操作。而工作人員可能因?yàn)榫駹顟B(tài)差異，而導(dǎo)致其在閥門操作過(guò)程中可能出現(xiàn)誤動(dòng)作，使得系統(tǒng)的改造結(jié)果不能受到較好的控制。從而導(dǎo)致系統(tǒng)的優(yōu)化效果因?yàn)槿藶椴僮魇д`而失敗。

3.1.2 改造使用的材料因素

軸冷水系統(tǒng)在使用的過(guò)程中可能因?yàn)槟硞€(gè)閥門的電源或者氣控裝置失靈而導(dǎo)致閥門動(dòng)作失效，或者閥門在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中出現(xiàn)了生銹卡澀，都可能導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行故障。另外，機(jī)組的給水泵可能因?yàn)楣收显蚨荒軉?dòng)，或者啟動(dòng)之后在中途跳閘而導(dǎo)致其不能持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，這些因素都可能會(huì)導(dǎo)致針對(duì)啟停過(guò)程中的優(yōu)化措施失效。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)控制措施

3.2.1 人為因素的控制措施

為了提高工作人員操作的可靠性，必須加強(qiáng)工作人員的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，使得其對(duì)優(yōu)化后機(jī)組的運(yùn)行方式予以充分了解。同時(shí)，要建立有效的選擇機(jī)制，確保處于最佳精神狀態(tài)的工作人員被安排到關(guān)鍵崗位。同時(shí)，設(shè)置項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人員，與調(diào)度和檢修人員相互配合，使得項(xiàng)目的改造及后續(xù)運(yùn)行得以持續(xù)有效開展[4]。

3.2.2 材料因素控制措施

在日常工作中除了要強(qiáng)化工業(yè)水泵的維護(hù)以及對(duì)應(yīng)的檢查之外，還要加強(qiáng)對(duì)氣控系統(tǒng)的運(yùn)行檢修維護(hù)，保證氣控閥門正常工作。另外，還應(yīng)該對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控，保證閥門不會(huì)因?yàn)樯P而出現(xiàn)卡澀問(wèn)題，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

[1]李波.建設(shè)工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理與控制[J],科技資訊,2010(24)．

[2]胡軍軍,韓景.淺析火電廠節(jié)能降耗的措施[J].內(nèi)蒙古石油化工,2008(02)．