熱電聯(lián)供電廠(chǎng)優(yōu)化降低廠(chǎng)用電率的研究與應(yīng)用

李中海 李濤 岳磊

摘?要： 火力發(fā)電廠(chǎng)的廠(chǎng)用電率是衡量發(fā)電機(jī)組性能的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)之一。降低發(fā)電成本，提高經(jīng)濟(jì)企業(yè)效益是企業(yè)長(zhǎng)期的目標(biāo)。降低廠(chǎng)用電率，可以降低發(fā)電成本?；鹆Πl(fā)電機(jī)組的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有發(fā)電量、供電煤耗和廠(chǎng)用電率。這些指標(biāo)之間都是相互聯(lián)系相互影響。如何有效統(tǒng)籌調(diào)整生產(chǎn)運(yùn)行工況成為火電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞： 熱電聯(lián)供電廠(chǎng);經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

【中圖分類(lèi)號(hào)】TK229.66?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【文章編號(hào)】1674-3733（2020）22-0163-01

引言：電冶分公司現(xiàn)有三臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐（130t/h*1+150t/h*2），四臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組，其中包括3×25MW和1×0.6MW機(jī)組，總裝機(jī)容量81MW。兩條供熱管道，其中：西部供熱管道直徑630mm，設(shè)計(jì)供汽能力160t/h，最大供汽能力200t/h，供汽壓力1.6MPa。南部供熱管道直徑350mm，設(shè)計(jì)供汽能力30t/h，供汽壓力0.8MPa，年發(fā)供電約5億kwh、供汽60多萬(wàn)噸。據(jù)電冶分公司近幾年機(jī)組指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)看，廠(chǎng)用電率在15%左右，相對(duì)較高。如何統(tǒng)籌調(diào)整優(yōu)化降低廠(chǎng)用電率成為扭虧的重要因素，為此決定立項(xiàng)進(jìn)行研究?jī)?yōu)化。

1?分析運(yùn)行中存在的問(wèn)題

廠(chǎng)用電耗主要是由廠(chǎng)用電動(dòng)機(jī)所消耗的，特別是6kv的電動(dòng)機(jī)。廠(chǎng)用電主要消耗在經(jīng)常連續(xù)運(yùn)行的鍋爐及汽輪機(jī)系統(tǒng)的6kv輔機(jī)上。風(fēng)煙、燃料加工制備、超低排放系統(tǒng)、循環(huán)水三大輔助系統(tǒng)的設(shè)備用電量占全部廠(chǎng)用電量的70%左右，如果每種設(shè)備的選型使用、運(yùn)行方式調(diào)配合理，對(duì)廠(chǎng)用電的消耗就能夠降低，機(jī)組的綜合廠(chǎng)用電率也會(huì)下降。因此，挖掘高壓輔機(jī)節(jié)電潛力，減少風(fēng)煙、燃料加工制備、超低排放系統(tǒng)、循環(huán)水四大系統(tǒng)輔機(jī)耗電量，是降低機(jī)組廠(chǎng)用電率的關(guān)鍵。

2?項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容

2.1?鍋爐系統(tǒng)

2.1.1?引風(fēng)機(jī)變頻改造

鍋爐系統(tǒng)主要耗電的電動(dòng)機(jī)包括引、送風(fēng)機(jī)。一方面，對(duì)兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻調(diào)節(jié)改造（#5、#6引風(fēng)機(jī)為變頻調(diào)節(jié)），變頻器調(diào)速范圍廣、調(diào)整特性曲線(xiàn)平滑，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)的調(diào)速，可以獲得其它調(diào)速方式無(wú)法比擬的節(jié)能效果。另一方面從引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式著手，鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)送風(fēng)機(jī)兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行，司爐根據(jù)鍋爐運(yùn)行參數(shù)及時(shí)調(diào)整引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，在停爐只開(kāi)啟一臺(tái)引風(fēng)機(jī)，沒(méi)有檢修工作時(shí)及時(shí)關(guān)閉引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，減少耗電量。

2.1.2?治理空氣預(yù)熱器漏風(fēng)、堵塞問(wèn)題

空氣預(yù)熱器漏風(fēng)和堵塞情況較嚴(yán)重，經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)#3爐下層北側(cè)兩個(gè)管箱漏風(fēng)嚴(yán)重（約600根），且積灰堵塞較多（約500根），使煙道阻力增加，漏風(fēng)增大，鍋爐在正常的氧量下運(yùn)行引風(fēng)機(jī)耗電量會(huì)大幅增加。因此，經(jīng)研究決定實(shí)施以下內(nèi)容：①利用高壓水槍對(duì)空氣預(yù)熱器堵塞的管子進(jìn)行沖洗疏通;②對(duì)漏風(fēng)的管箱進(jìn)行更換及密封，實(shí)施后通過(guò)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)試驗(yàn)檢測(cè)密封效果。

2.1.3?降低飛灰含碳量，減少電除塵用電量

一是入爐煤顆粒度管控。對(duì)燃料而言，粒徑減小，粒子數(shù)增加，總表面積增加碳粒燃燒速度加快，燃盡時(shí)間縮短，但如果細(xì)顆粒過(guò)小，大量的未燃盡的細(xì)小顆粒被迅速帶出爐膛，造成稀相區(qū)燃燒份額增加，改變爐內(nèi)的吸熱分配，同時(shí)也增大了飛灰含碳量; 顆粒太大，總表面積小，煤粒的擴(kuò)散阻力大，導(dǎo)致反應(yīng)面積小，增加了顆粒燃盡的時(shí)間，降低了燃燒效率，同時(shí)粒徑過(guò)大會(huì)使局部流化不良，造成局部床溫升高，易發(fā)生床內(nèi)結(jié)焦，排渣困難，并且會(huì)增加受熱面的磨損面積和加快磨損速度。根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況，對(duì)3臺(tái)鍋爐入爐煤顆粒度進(jìn)行管控，10mm以上不超8%。二是爐膛負(fù)壓的調(diào)整。鍋爐爐膛負(fù)壓保持太小，燃燒煙氣進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器后離心力下降，進(jìn)入煙道的碳粒增多，飛灰可燃物增大。但負(fù)壓保持太大，煙氣進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器后離心力增大，進(jìn)入煙道的顆粒減少，但尾部受熱面磨損增加。經(jīng)實(shí)踐，綜合考慮煙速的分離及尾部受熱面的磨損情況，將負(fù)壓保持在- 50 ～ + 50 Pa 效果最好。三是對(duì)于循環(huán)流化床來(lái)說(shuō)，從有利于燃燒的角度看，提高床溫是有益的。因?yàn)殡m然流化床具備低溫強(qiáng)化燃燒的特點(diǎn)，但床層中煤粒揮發(fā)物的析出和碳粒的反應(yīng)速率隨床溫的增加而增大，碳粒的燃盡時(shí)間隨著床溫的上升而縮短，所以提高燃燒溫度可縮短燃盡時(shí)間，從而降低飛灰含碳量含量。但是過(guò)高的床溫會(huì)導(dǎo)致?tīng)t床結(jié)焦，并且也不利于機(jī)組長(zhǎng)周期運(yùn)行，此將床溫控制在950-980℃效果最佳。

2.2?超低排放系統(tǒng)

2.2.1?DCS系統(tǒng)多點(diǎn)融合

電冶分公司已有6套DCS系統(tǒng)，煙氣超低排放項(xiàng)目改造后，也采用DCS控制系統(tǒng)，本項(xiàng)目電氣部分?jǐn)M定對(duì)原有鍋爐DCS控制系統(tǒng)與SCR與SNCR控制系統(tǒng)進(jìn)行多點(diǎn)融合。該項(xiàng)目電氣部分的研究應(yīng)用使各控制點(diǎn)的系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，使鍋爐操作調(diào)整和環(huán)保數(shù)據(jù)處理能夠在多個(gè)操作站點(diǎn)進(jìn)行，人員配置更靈活，提高了系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性、可靠性，并提高運(yùn)行效率，節(jié)約用電量，降低生產(chǎn)的成本。

2.2.2?降低脫硫循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)次

通過(guò)一系列措施的應(yīng)用，優(yōu)化系統(tǒng)操作及運(yùn)行方式，在每臺(tái)爐只投用2臺(tái)漿液循環(huán)泵的情況下保證了煙氣脫硫效率，鍋爐煙氣排放數(shù)據(jù)符合環(huán)保數(shù)據(jù)合格標(biāo)準(zhǔn)。每臺(tái)爐減少一臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行。

2.3?汽輪機(jī)系統(tǒng)

2.3.1?優(yōu)化循環(huán)泵運(yùn)行方式

加強(qiáng)對(duì)循環(huán)水運(yùn)行方式的管理，優(yōu)化循環(huán)水泵節(jié)電運(yùn)行方式，保持機(jī)組循環(huán)水最佳開(kāi)度，提高循環(huán)水的重復(fù)利用率，并根據(jù)季節(jié)水溫變化與負(fù)荷的變化情況，及時(shí)調(diào)整循環(huán)水進(jìn)水門(mén)開(kāi)度，減少電動(dòng)循環(huán)水泵長(zhǎng)期運(yùn)行。為降低循環(huán)水泵電耗，根據(jù)實(shí)際情況，在環(huán)境溫度較低時(shí)（冬季，春秋季的晚上等），運(yùn)行一臺(tái)循泵來(lái)滿(mǎn)足凝汽器冷卻水和真空的要求，從而降低廠(chǎng)用電的消耗。

2.3.2?優(yōu)化給水泵運(yùn)行方式

對(duì)于汽輪機(jī)系統(tǒng)功率最大的電動(dòng)機(jī)—給水泵的耗電率也是非常高的。給水泵調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以控制給水壓力，由給水管道上裝設(shè)的調(diào)節(jié)門(mén)開(kāi)度控制給水流量。實(shí)際運(yùn)行中，在負(fù)荷一定時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)給水調(diào)節(jié)門(mén)調(diào)整汽包水位，同時(shí)，通過(guò)DCS控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)可將調(diào)節(jié)門(mén)投入自動(dòng)運(yùn)行，在負(fù)荷改變時(shí)，及時(shí)調(diào)整給水調(diào)門(mén)開(kāi)度，避免出現(xiàn)“大馬拉小車(chē)”的現(xiàn)象。

3?項(xiàng)目實(shí)施效果

項(xiàng)目的實(shí)施，極大提高了電冶分公司機(jī)組運(yùn)行效率，同時(shí)提高鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，減少了廠(chǎng)用電量。廠(chǎng)用電率從15.1%降至14.5%。2019年上半年減少?gòu)S用電量=27115*0.6%=162.7萬(wàn)kwh。該項(xiàng)目的成功實(shí)施對(duì)于同類(lèi)小型熱電聯(lián)供電廠(chǎng)降低廠(chǎng)用電率具有一定指導(dǎo)意義。