600MW機組正反平衡煤耗試驗研究

張 磊，秦 嶺，陸 超，汪后港，曾 彬，李小江

（華電電力科學研究院，杭州 310030）

煤耗是發(fā)電企業(yè)最為關心的經(jīng)濟指標之一，直接體現(xiàn)發(fā)電成本和機組當前運行狀況，一般多采用“正平衡計算，反平衡校核”的原則核算機組發(fā)、供電煤耗［1］。

準確計算電廠機組發(fā)、供電煤耗是對電廠經(jīng)濟指標考核及節(jié)能降耗評價的主要依據(jù)。由于沒有具體國標及相關標準規(guī)范發(fā)電企業(yè)煤耗的測量與計算，造成有些發(fā)電企業(yè)測得的發(fā)、供電煤耗與企業(yè)實際發(fā)、供電煤耗存在差異，機組存在的一些問題無法發(fā)現(xiàn)，給電廠造成巨大的經(jīng)濟損失。發(fā)電煤耗出現(xiàn)異常，一般會從電子皮帶秤計量精確性、入爐煤采樣規(guī)范性、鍋爐燃燒調(diào)整等常規(guī)環(huán)節(jié)查找［2］。

本文依據(jù)正反平衡方法規(guī)范計算華電集團某發(fā)電企業(yè)實際煤耗，并通過測量值、計算值與設計值對比，找出造成機組煤耗高的原因，提出有效降低煤耗的方法和措施，已期為其他發(fā)電企業(yè)準確計算發(fā)、供電煤耗，提高經(jīng)濟指標及節(jié)能降耗提供指導和幫助。

1 機組正反平衡煤耗計算方法

1.1 正平衡煤耗計算

正平衡方法是根據(jù)入爐煤裝置實測得的發(fā)電廠每天發(fā)電所消耗的原煤，并按其平均熱值計算出耗用的標準煤量來計算標準煤耗率。因而發(fā)、供電煤耗的計算需要提供入爐煤量、入爐煤收到基低位發(fā)熱量、發(fā)電量、廠用電量等參數(shù)。

（1）標準煤耗

式中 Bb——試驗期內(nèi)耗用標準煤量，t；

∑Bh——試驗期內(nèi)耗用燃料總量（折至標準煤），

包括燃煤、燃油與其它燃料之和，同時考慮煤倉、

粉倉的變化），t；

∑Bkc——試驗期內(nèi)應扣除的非生產(chǎn)用燃料量（折

至標準煤），t。

（2）廠用電率

式中 Lfcy——試驗期內(nèi)平均發(fā)電廠用電率，% ；

Wf——試驗期內(nèi)發(fā)電量，kW·h；

Wd——試驗期內(nèi)發(fā)電廠用電量，kW·h。

（3）發(fā)電煤耗

式中 bf——試驗期內(nèi)平均發(fā)電標準煤耗，g／kWh；Wf——試驗期內(nèi)發(fā)電量，kWh。

（4）供電煤耗

式中 bg——試驗期內(nèi)平均供電標準煤耗，g／kWh；Wg——發(fā)電機組供電量，kWh。

1.2 反平衡煤耗計算

反平衡煤耗計算方法是根據(jù)每天鍋爐的反平衡效率和所生產(chǎn)的蒸汽含熱量反算出所耗用的標準煤量。反平衡煤耗的真實水平，切實反映火力發(fā)電企業(yè)的節(jié)能調(diào)整各項小指標的差距。

（1）汽輪機熱耗率

式中 HRt——試驗熱耗率，kJ／（kW·h）；

hms——主蒸汽焓，kJ／kg；

hfw——給水焓，kJ／kg；

hhrh——熱再熱蒸汽焓，kJ／kg；

hcrh——冷再熱蒸汽焓，kJ／kg；

Pe——測量的發(fā)電機功率，kW。

（2）廠用電率的計算方法

式中 ra——廠用電率，%（其值由廠用電率試驗結果給

出）；

Pg——發(fā)電機輸出功率，MW；

Pu——高廠變輸入功率，MW。

（3）發(fā)電煤耗和供電煤耗的計算方法

式中 HR——汽機熱耗率，kJ／（kW·h），其值由汽輪機

性能試驗結果給出；

ηb——鍋爐熱效率，%；

ηp——管道效率，取設計值99%。

2 試驗內(nèi)容及結果分析

2.1 正平衡試驗

2.1.1 皮帶秤校核

降低供電煤耗的前提是要有可靠的耗煤量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這就涉及到耗煤量的計量問題。試驗通過動態(tài)軌道衡計量的火車煤量實煤校驗入爐煤皮帶秤，以達到動態(tài)秤的要求，使其能準確計量鍋爐上煤量。校驗過程如下：

（1）檢驗前準備工作：檢查稱重輥、稱重傳感器、測速傳感器工作是否正常，目測秤四周間隙是否有異物，設備外露件應無松動和機械損壞。啟動皮帶并空轉15分鐘以上，皮帶運行穩(wěn)定后開始校驗。

（2）零點校準：進入積分器主菜單界面的“零點校準”，進行自動零點校準。當脈沖數(shù)達到設定值（或持續(xù)時間接近3min），皮帶秤自動停止計量并顯示零點誤差。對于0.5級皮帶秤，零點的最大誤差應不超過0.05%。

（3）實煤物料計量：輸煤量以滿足皮帶秤最大流量的80%左右為宜，輸煤時間至少在5min以上。為了減少誤差，按照20節(jié)左右的火車煤為一次試驗物料，并以火車軌道衡稱重的物料為準進行標定。試驗前后都應清空火車卸煤溝的所有煤樣。

（4）實物間隔校準：軌道衡準確計量的物料全部通過皮帶秤，計算軌道衡與皮帶秤計量數(shù)據(jù)間的偏差值。實物校驗至少3次，取各次校驗偏差的加權平均值，并通過積算器調(diào)整間隔系數(shù)。

2.1.2 入爐采制樣裝置調(diào)整及煤質(zhì)化驗

入爐煤采樣的代表性以及準確的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)，對鍋爐正平衡計算發(fā)、供電煤耗至關重要。試驗前調(diào)整好入爐采樣設備，確保煤質(zhì)分析設備結果的準確性。工作內(nèi)容如下：

（1）采樣設備檢查及調(diào)整：檢查皮帶采樣裝置的采樣頭、給料機、破碎機及縮分器等部件是否符合國家標準要求，運行是否正常，調(diào)整合適的采樣周期、縮分周期。試驗期間應控制試驗煤樣的全水分，不應發(fā)生嚴重堵煤等情況。

（2）煤樣制備和化驗：試驗期間入爐煤按單臺機組分別采樣、制樣和化驗，制樣、化驗依照相關標準的要求執(zhí)行。并由通過CNAS認證的專業(yè)機構及時制樣、化驗。正平衡煤耗測試結果如表1所示。

2.2 反平衡試驗

本次試驗主流量的測量使用現(xiàn)場流量孔板，采用差壓變送器測量孔板差壓，根據(jù)差壓計算主給水流量。發(fā)電機功率的測量發(fā)采用現(xiàn)場發(fā)電機有功統(tǒng)計值。溫度采用工業(yè)精密I級熱電偶測量。壓力及輔助流量的測量采用0.075級ROSEMOUNT壓力變送器測量。過熱器減溫水流量和再熱器減溫水流量利用現(xiàn)場孔板測量。高壓缸后軸封漏汽至中排流量、高、中壓缸軸封漏汽至汽封調(diào)節(jié)器流量、低壓汽封漏汽至軸加流量采用設計值。

主、輔流量差壓、壓力、溫度采用IMP分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測量記錄，每5分鐘采集一次。反平衡煤耗測試結果及偏離設計值情況見表2。

表1 正平衡煤耗測試結果

表2 反平衡煤耗測試結果及與設計值偏差

由表2可知，機組煤耗偏高主要原因是：真空偏離設計值較大、運行參數(shù)偏離設計值較大（如負荷率、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度偏低）、高中壓缸效率偏低、排煙溫度高、排煙量大、廠用電率高等。

由于背壓的變化使主機進汽量的改變，造成蒸汽在機內(nèi)作功能力的變化。最終是機內(nèi)效率下降。熱耗值增加。煤耗上升。所以說實際生產(chǎn)中加強對真空的監(jiān)視，一旦發(fā)生變化及時從真空系統(tǒng)嚴密性、循環(huán)水量、凝汽器端差等方面檢查操作，以保證設備安全、經(jīng)濟、可靠投入，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展打下堅實基礎。

對具體熱損失進行對標分析發(fā)現(xiàn)：干煙氣熱損失較設計值增加了2.29%，其中排煙溫度較設計高了36.94℃，大約影響鍋爐效率1.8%。另外排煙氧量偏高（實測值6.15%），造成煙氣量增加，排煙損失升高，兩者共同作用，造成了排煙損失偏高。

廠用電率高說明了電廠輔機（如水泵、風機、除塵、脫硫脫硝設備），在這個工作區(qū)段偏離了最優(yōu)工況區(qū)域，這就需要應用較好的調(diào)節(jié)方式，挖掘這部分節(jié)能潛力；另外應加強對鍋爐煙風系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)的維護和檢修力度。

3 結語

通過“正平衡計算，反平衡校核”試驗研究機組實際煤耗，正反平衡結果相吻合。要準確計量實際煤耗應根據(jù)各煤質(zhì)情況進行摻配燒，滿足設計煤種偏差要求及環(huán)保要求。應堅持定期校驗秤，保證煤秤的準確性。應盡快使用煤質(zhì)在線監(jiān)測儀，使運行人員在燃煤的同時能及時了解煤質(zhì)，從而有效地調(diào)整鍋爐燃燒，做到經(jīng)濟、安全運行。

［1］ 蔣明昌.火力發(fā)電廠能耗指標管理［M］.北京：華文出版社，2004.

［2］ 徐威，陳勇，王文慶，等.煤耗在線性能試驗系統(tǒng)在600 MW 超臨界機組的應用［J］.熱力發(fā)電，2012，41（3）：71-73.XU Wei，CHENG Yong，WANG Wen-qing，et al.Application of online coal consumption system on supercritical 600MW unit［J］.Thermal Power Generation，2012，41（3）：71-73.