淺談電站鍋爐節(jié)能管理與經(jīng)濟(jì)運行

張希峰，賈潤平，?！∵h(yuǎn)（國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司，內(nèi)蒙古　鄂爾多斯　017209）

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淺談電站鍋爐節(jié)能管理與經(jīng)濟(jì)運行

張希峰，賈潤平，常遠(yuǎn)
（國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017209）

摘要：本文介紹國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司布連電廠制定了鍋爐節(jié)能管理，針對鍋爐現(xiàn)有狀況，具體提出鍋爐經(jīng)濟(jì)運行的途徑、方法及改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐；節(jié)能；經(jīng)濟(jì)運行；途徑；方法；改進(jìn)措施

1　序言

國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司布連電廠鍋爐為北京巴布科克·威爾科克斯有限公司設(shè)計、制造的超超臨界變壓運行本生直流SWUP （Spiral Wound UP）鍋爐，鍋爐為螺旋爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、前后墻對沖燃燒方式、Π型鍋爐、緊身封閉布置燃煤鍋爐。鍋爐主要輔機(jī)均采用輔機(jī)單列，每臺鍋爐配有1臺三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、1臺動葉可調(diào)式軸流送風(fēng)機(jī)、1臺靜葉可調(diào)式軸流引風(fēng)機(jī)；啟動系統(tǒng)采用采用兩個啟動分離器和一個貯水箱，為無爐水泵的啟動系統(tǒng)。燃燒系統(tǒng)配有36只B&W公司研制的低NOx雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器，分三層前、后墻對沖布置。在最上層煤粉燃燒器上方，前后墻各布置1層燃燼風(fēng)口，每層布置6只，共12只燃燼風(fēng)口。A、C、F層煤粉燃燒器共配有18支等離子點火器，用于點火和助燃，實現(xiàn)無油點火。采用中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)， 1臺雙動葉可調(diào)式一次風(fēng)機(jī)，2臺密封風(fēng)機(jī)，配6臺HP1003中速磨煤機(jī)。

2　鍋爐節(jié)能管理

國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司布連電廠為了規(guī)范鍋爐節(jié)能責(zé)任主體，健全鍋爐節(jié)能管理制度，落實責(zé)任，強(qiáng)化節(jié)能意識，建立和完善激勵約束機(jī)制，加強(qiáng)各部門提高鍋爐節(jié)能認(rèn)識，進(jìn)一步提升鍋爐節(jié)能管理水平，特制定鍋爐節(jié)能管理辦法來開展鍋爐節(jié)能工作。

2.1管理體系

（1）建立廠節(jié)能管理領(lǐng)導(dǎo)小組，三級節(jié)能管理網(wǎng)絡(luò)，落實各部門、崗位節(jié)能管理職責(zé)，充分發(fā)揮組織保障作用，推動節(jié)能工作正常、全面開展。

（2）建立節(jié)能管理制度，規(guī)范節(jié)能管理及節(jié)能工作的具體內(nèi)容及要求，檢查與考核，定期檢查節(jié)能管理制度的執(zhí)行情況，保障節(jié)能管理工作正常進(jìn)行。

2.2指標(biāo)管理

（1）健全指標(biāo)計劃體系，制定指標(biāo)計劃應(yīng)參考對標(biāo)結(jié)果、設(shè)計值、試驗優(yōu)化值、標(biāo)準(zhǔn)值、行業(yè)及集團(tuán)規(guī)定值，并充分考慮機(jī)組負(fù)荷率、環(huán)境因素及設(shè)備實際狀況。（2）綜合指標(biāo)、小指標(biāo)指定統(tǒng)一管理部門，按規(guī)定定期進(jìn)行各項指標(biāo)計算，建立全面的指標(biāo)臺賬，各有關(guān)部門、人員在授權(quán)情況下可自行查閱，便于各級領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。（3）按照DL/T904-2004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的計算方法，進(jìn)行各項指標(biāo)計算，確保其準(zhǔn)確性、正確性。

2.3節(jié)能分析

（1）定期開展節(jié)能分析活動，確保及時發(fā)現(xiàn)、解決能耗問題。重大能耗問題進(jìn)行專題分析，列入攻關(guān)課題進(jìn)行攻關(guān)。（2）根據(jù)集團(tuán)公司要求，建立合理的對標(biāo)目標(biāo)體系，定期開展對標(biāo)分析活動， 找出與先進(jìn)企業(yè)的差距，修改指標(biāo)計劃目標(biāo)，制定整改措施，提高指標(biāo)先進(jìn)性。

2.4節(jié)能規(guī)劃、計劃

節(jié)能規(guī)劃和計劃包括兩個方面，一是指標(biāo)規(guī)劃與計劃，二是節(jié)能項目規(guī)劃。

2.5經(jīng)濟(jì)運行方式

運行方式優(yōu)化投資少，甚至不投資，但見效快，應(yīng)全面進(jìn)行運行方式優(yōu)化試驗，任何運行方式及參數(shù)控制應(yīng)根據(jù)優(yōu)化試驗結(jié)果并經(jīng)分析計算確定，根據(jù)優(yōu)化試驗結(jié)果編制《主輔機(jī)經(jīng)濟(jì)運行方式》、《機(jī)組啟停及熱備用節(jié)能措施》，提高運行經(jīng)濟(jì)性。

2.6節(jié)能獎懲

建立健全并嚴(yán)格執(zhí)行各項節(jié)能考核、獎懲辦法，激發(fā)職工節(jié)能積極性。建立績效管理考核系統(tǒng) ，改善管理手段，提高管理系統(tǒng)的指導(dǎo)性能。

2.7熱力試驗

按規(guī)定開展各項熱力試驗，為節(jié)能降耗提供依據(jù)。

2.8技術(shù)培訓(xùn)

建立培訓(xùn)管理制度及臺賬，加強(qiáng)值班員及點檢員取證管理。最終提高職工理論分析水平、操作水平、指標(biāo)統(tǒng)計計算水平、檢修維護(hù)水平等。

3　鍋爐經(jīng)濟(jì)運行的實施

鍋爐運行，要求安全性和經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一，既要保證鍋爐安全運行，又要做到鍋爐及其系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行。鍋爐運行中在滿足機(jī)組蒸發(fā)量的同時，要不斷做好節(jié)煤、節(jié)電和節(jié)水工作，力爭提高鍋爐熱效率，因此，對運行鍋爐應(yīng)采取行之有效的途徑和方法，使鍋爐達(dá)到最佳的能效指標(biāo)。

3.1制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行優(yōu)化

通過測試和優(yōu)化調(diào)整制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度、煤粉均勻性指數(shù)、分離器擋板開度、風(fēng)煤比、煤粉分配特性等關(guān)鍵參數(shù)，優(yōu)化制粉系統(tǒng)運行。具體如下：

（1）調(diào)整前各磨煤機(jī)分離器擋板刻度為5，磨煤機(jī)出力在45t/h時煤粉細(xì)度R90在13%左右，煤粉均偏細(xì)。調(diào)整后：A、B、C、D、E磨分離器擋板刻度為3，F(xiàn)磨為4，在磨煤機(jī)正常出力下，煤粉細(xì)度隨磨煤機(jī)出力增加而變粗，磨煤機(jī)出力在35t/h-50t/h時煤粉細(xì)度R90均在18%-20%，煤粉均勻性良好。分離器擋板調(diào)整后，磨煤機(jī)電流平均降低了1.7A左右，磨煤單耗平均降低了0.3kWh/t左右。（2）根據(jù)調(diào)整結(jié)果提出了磨煤機(jī)風(fēng)煤比曲線（附圖1），并在各出力下進(jìn)行了校核，按照該風(fēng)煤比曲線控制磨煤機(jī)入口風(fēng)量，可保證煤粉細(xì)度R90在18%-20%，同時減少制粉系統(tǒng)的冷風(fēng)摻入量，降低排煙溫度。（3）通過調(diào)整可調(diào)縮孔對各一次風(fēng)管風(fēng)速進(jìn)行調(diào)平，消除了各一次風(fēng)管的流速偏差；各磨粉管粉量偏差均在10%-25%范圍內(nèi)，屬正常水平。（4）各磨入口風(fēng)量按照風(fēng)煤比曲線優(yōu)化后，機(jī)組負(fù)荷330MW時，一次風(fēng)母管壓力可以降低0.5kPa，控制在7.5kPa左右即可。此時，一次風(fēng)機(jī)動葉開度可以降低5%左右，一次風(fēng)機(jī)電流可以降低9A左右。

3.2燃燒系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行調(diào)整優(yōu)化

燃燒系統(tǒng)通過調(diào)整運行參數(shù)，包括氧量、一次風(fēng)量、煤粉細(xì)度、燃燒器內(nèi)外二次風(fēng)整、燃盡風(fēng)等，優(yōu)化各運行參數(shù)，提高機(jī)組運行的安全和經(jīng)濟(jì)性。具體如下:

（1）通過不同負(fù)荷下的氧量調(diào)整得到機(jī)組氧量調(diào)整見附圖2。通過優(yōu)化調(diào)整，機(jī)組各負(fù)荷下的鍋爐效率水平均較高，在當(dāng)前煤質(zhì)下，滿負(fù)荷鍋爐效率達(dá)到了95.07%，比設(shè)計值94.58%提高了0.49個百分點。

（2）通過調(diào)整得到不同負(fù)荷下的投用燃燒器層小風(fēng)門開度曲線見附圖3。按小風(fēng)門開度曲線運行，二次風(fēng)風(fēng)箱壓力在機(jī)組負(fù)荷300MW時，可以提高至150Pa以上，450MW時可以提高至250Pa以上，550MW時可以提高至300Pa以上，600MW以上可以提高至400Pa以上，一定程度上緩解了二次風(fēng)箱壓力偏低的現(xiàn)象。

（3）通過測試得到燃燒器最優(yōu)內(nèi)、外二次風(fēng)旋流強(qiáng)度為35°與60°左右，同時對預(yù)防鍋爐結(jié)焦與高溫腐蝕有一定積極作用。

（4）通過一次風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，機(jī)組550MW負(fù)荷一次風(fēng)機(jī)開度降低了5.7%左右，一次風(fēng)機(jī)電流減少了15.5A左右。調(diào)整后，機(jī)組660MW負(fù)荷時一次風(fēng)機(jī)開度僅為為80.5%左右，一次風(fēng)機(jī)電流為137.3A左右，系統(tǒng)余量較大。徹底解決了調(diào)整之前 “一次風(fēng)機(jī)出力不足而影響機(jī)組帶高負(fù)荷”的問題。

（5）通過煤粉細(xì)度試驗，確定在目前煤質(zhì)條件下，煤粉細(xì)度R90控制在20%-21%左右比較合理。

（6）通過磨煤機(jī)出力組合方式調(diào)整，燃燒器配風(fēng)日常運行時采用“均等”或“正塔”兩種方式。在機(jī)組負(fù)荷低于480MW時，單臺磨煤機(jī)給煤量不大于48t/h時，采取四臺磨運行方式。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷高于480MW，總煤量超過190 t/h且不能滿足機(jī)組負(fù)荷要求時，磨煤機(jī)出力已明顯跟不上負(fù)荷時（出入口壓差增大、石子煤排量增多等），允許啟動第五臺磨運行，磨煤機(jī)入口風(fēng)量控制在82t/h左右，磨煤機(jī)出口風(fēng)溫控制在72℃左右，各運行磨煤機(jī)粉管風(fēng)速控制在23m/s以上。

3.3煙風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化引風(fēng)機(jī)增壓風(fēng)機(jī)串聯(lián)調(diào)節(jié)方式，降低廠用電率

根據(jù)引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)邏輯保護(hù)關(guān)系并保證機(jī)組安全穩(wěn)定運行前提下，適當(dāng)調(diào)整增壓風(fēng)機(jī)入口原煙氣差壓設(shè)定值，在保證爐膛壓力在設(shè)定值范圍內(nèi)及煙風(fēng)系統(tǒng)通道承受阻力在設(shè)計值內(nèi)，使引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)電流之和為最小，從而降低機(jī)組廠用電率。

3.4合理控制鍋爐啟、停經(jīng)濟(jì)運行

在鍋爐上水過程中，冷態(tài)進(jìn)行逐段沖洗；在點火后，根據(jù)水冷壁壁溫要求，逐漸提高除氧器上水水溫或最高，在水冷壁出口溫度達(dá)到150-170℃時及時進(jìn)行鍋爐熱態(tài)清洗并化驗水質(zhì)情況，當(dāng)空預(yù)器出口熱一次風(fēng)溫度＞180℃時，及時將磨煤機(jī)熱一次風(fēng)汽源切換至正常風(fēng)源；并網(wǎng)后，盡快接帶負(fù)荷，避免長時間停留在低負(fù)荷階段；盡可能減少工質(zhì)損失。

在鍋爐停運過程中，嚴(yán)格按照機(jī)組滑壓曲線進(jìn)行，保證爐膛熱負(fù)荷損失最小；在鍋爐停運后，輔機(jī)各軸承溫度、油溫降至50℃以下，停運相應(yīng)油泵并停電，電加熱器停電，隔離冷卻水系統(tǒng)（環(huán)境溫度低于0℃時節(jié)流冷卻水）。

4　目前鍋爐經(jīng)濟(jì)運行仍需改進(jìn)的措施

（1）綜合考慮CO濃度和NOx排放濃度對現(xiàn)有氧量運行曲線進(jìn)優(yōu)化，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能減排，提高鍋爐效率。

（2）進(jìn)一步核實當(dāng)前燃用煤種對應(yīng)硫分下合理的空預(yù)器冷端綜合溫度，縮短暖風(fēng)器投運時間，降低排煙熱損失和暖風(fēng)器用汽量。

（3）論證環(huán)形二次風(fēng)箱加裝隔板可行性，實現(xiàn)二次風(fēng)分層控制進(jìn)風(fēng)，提高二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)的可控性。

5　結(jié)束語

電站鍋爐的節(jié)能管理和經(jīng)濟(jì)運行工作是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要真正實現(xiàn)鍋爐及其系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行，必須根據(jù)鍋爐運行過程的各個環(huán)節(jié)，結(jié)合鍋爐運行的特點和影響因素，提高節(jié)能管理水平，采取有效的節(jié)能方法和節(jié)能措施，確保鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運行。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.168