大型火電廠(chǎng)燃煤空冷機(jī)組降煤耗措施研究

張野

摘要：空冷機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)直接影響大型火電廠(chǎng)燃煤機(jī)組的煤耗情況，為此通過(guò)優(yōu)化空冷機(jī)組的補(bǔ)水率、給水溫度、排煙管道溫度等運(yùn)行參數(shù)，可以降低火電廠(chǎng)煤耗，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該火電廠(chǎng)燃煤空冷機(jī)組降煤耗措施的有效性。

關(guān)鍵詞：大型火電廠(chǎng);燃煤;空冷機(jī)組;煤耗;冷卻器

0 引言

當(dāng)前大型火電廠(chǎng)所使用的空冷機(jī)組，在每次燃煤結(jié)束后都不會(huì)對(duì)空冷機(jī)組進(jìn)行清潔，尤其是同一批次采集的煤使用完畢后，未曾對(duì)空冷機(jī)組進(jìn)行能耗診斷、機(jī)組內(nèi)部檢查、性能試驗(yàn)和機(jī)組運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)，極易導(dǎo)致機(jī)組出現(xiàn)故障、受熱結(jié)焦等情況，從而增加燃煤空冷機(jī)組對(duì)煤耗的需求量[1]。供電煤耗率作為衡量火電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)之一，是當(dāng)前大型火電廠(chǎng)節(jié)能、降低成本的重點(diǎn)[2]。本文主要研究大型火電廠(chǎng)燃煤空冷機(jī)組的降煤耗措施。

1 燃煤空冷機(jī)組可調(diào)運(yùn)行參數(shù)選取

1.1? ? 燃煤空冷機(jī)組構(gòu)成

本文以再熱直接空冷機(jī)組作為研究對(duì)象，其基礎(chǔ)參數(shù)如表1所示。

燃煤空冷機(jī)組由于本身的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)十分復(fù)雜，所以分模塊研究機(jī)組結(jié)構(gòu)，將機(jī)組分為鍋爐系統(tǒng)、空冷系統(tǒng)、汽輪機(jī)系統(tǒng)和回?zé)峒訜崞飨到y(tǒng)等。

1.2? ? 確定可調(diào)運(yùn)行參數(shù)

本次研究主要分析空冷機(jī)組的可調(diào)運(yùn)行參數(shù)。機(jī)械設(shè)備組工作的調(diào)節(jié)性參變量有主機(jī)汽壓、溫標(biāo)和重?zé)崞麥?，這些參變量改變運(yùn)行成本的能力與設(shè)備機(jī)械情況、運(yùn)維者思維及工作實(shí)操情況相關(guān)聯(lián)?？傮w來(lái)說(shuō)，高檔位的重?zé)釞C(jī)械設(shè)備組標(biāo)定狀態(tài)時(shí)，主機(jī)汽壓降低0.1 MPa，熱量損耗比率增加3～5 kJ/kWh。主機(jī)汽溫、重?zé)崞麥亟档? ℃，熱量損耗比率增加大于2 kJ/kWh。如果此類(lèi)參變量較預(yù)設(shè)值離散水平不高，就不會(huì)過(guò)高干預(yù)成本相關(guān)因素。反之，如較預(yù)設(shè)值離散水平偏高[3]，除顯著擾動(dòng)機(jī)械設(shè)備組成本相關(guān)性能，還可能造成設(shè)備運(yùn)行安保性能障礙。

在空冷機(jī)組檢測(cè)到的補(bǔ)水率下，為空冷機(jī)組供水時(shí)，還需要檢測(cè)空冷機(jī)組的供水溫度。其供水溫度的變化，會(huì)影響到空冷機(jī)組各個(gè)部分的變化，尤其是冷熱交換時(shí)，容易導(dǎo)致空冷機(jī)組出現(xiàn)故障。因此，降低空冷機(jī)組煤耗，就需要控制空冷機(jī)組的供水溫度，故選取供水溫度作為運(yùn)行參數(shù)調(diào)控指標(biāo)之一。

綜合上述分析，本文選取空冷機(jī)組補(bǔ)水率、給水溫度、排煙管道溫度等作為調(diào)控目標(biāo)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)降低燃煤能耗的目的。

2 空冷機(jī)組運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1? ? 控制空冷機(jī)組補(bǔ)水率

空冷機(jī)組在燃煤時(shí)，燃煤溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響空冷機(jī)組的運(yùn)行效率，需要為空冷機(jī)組定時(shí)提供清水，但在調(diào)節(jié)空冷機(jī)組燃煤時(shí)也會(huì)引起溫度變化。因此，需要空冷機(jī)組運(yùn)行人員定時(shí)檢測(cè)空冷機(jī)組補(bǔ)水率，并實(shí)時(shí)調(diào)控補(bǔ)水率。

運(yùn)行人員通過(guò)統(tǒng)計(jì)整理每個(gè)月的補(bǔ)水情況及蒸發(fā)情況，計(jì)算空冷機(jī)組所需要的最優(yōu)補(bǔ)水率。其計(jì)算公式如下：

根據(jù)（1）式計(jì)算結(jié)果，空冷機(jī)組運(yùn)行人員可定時(shí)為空冷機(jī)組補(bǔ)水，在補(bǔ)水過(guò)程中，同時(shí)檢查空冷機(jī)組的補(bǔ)水率高低變化情況。

2.2? ? 控制空冷機(jī)組給水溫度

運(yùn)行人員在為空冷機(jī)組供水時(shí)，還需要檢測(cè)空冷機(jī)組的供水溫度，其供水溫度變化也會(huì)影響到空冷機(jī)組各個(gè)部分的變化，尤其是供水溫度的冷熱交換，更容易導(dǎo)致空冷機(jī)組出現(xiàn)故障。因此，降低空冷機(jī)組煤耗，需要控制空冷機(jī)組的供水溫度。供水溫度計(jì)算公式如下：

運(yùn)行人員根據(jù)式（2）得到的空冷機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)供水溫度，定時(shí)查看空冷機(jī)組、高壓加熱氣旁路閥門(mén)和進(jìn)汽閥，觀(guān)察其排氣狀況和水位變化是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)其中任何一項(xiàng)存在異常時(shí)，都需要對(duì)空冷機(jī)組進(jìn)行調(diào)整，確?？绽錂C(jī)組在運(yùn)行時(shí)各元件都處于最優(yōu)狀態(tài)。

2.3? ? 降低排煙管道溫度

為降低排煙管道的溫度，排煙管道中安裝了冷卻器。使用排煙管道冷卻器降低排煙管道溫度，需要通過(guò)給水裝置中產(chǎn)生的冷卻水來(lái)調(diào)節(jié)空冷機(jī)組中一次風(fēng)的變化。在調(diào)控空冷機(jī)組燃煤溫度時(shí)，增加的風(fēng)的溫度使一次風(fēng)的熱度下降，促使排煙管道所排出的煙霧溫度與排煙管道的預(yù)定溫度一致，從而降低了空冷機(jī)組內(nèi)部的熱度，提高空冷機(jī)組的運(yùn)行效率，進(jìn)而降低空冷機(jī)組的煤耗量。

3 實(shí)驗(yàn)分析

為驗(yàn)證此次研究的燃煤空冷機(jī)組降煤耗措施在實(shí)際大型火電廠(chǎng)燃煤空冷機(jī)組中降低煤耗的效果，設(shè)計(jì)了此次實(shí)驗(yàn)。選擇某區(qū)域的大型火電廠(chǎng)燃煤空冷機(jī)組作為此次實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，利用第2節(jié)中的處理方式，得到具體的優(yōu)化參數(shù)，如表2所示。

將此次研究的燃煤空冷機(jī)組降煤耗措施記為實(shí)驗(yàn)A組，傳統(tǒng)措施記為實(shí)驗(yàn)B組，空冷機(jī)組原本燃煤消耗情況記為實(shí)驗(yàn)C組，分別采用上述兩種不同措施，降低空冷機(jī)組煤耗量，對(duì)比兩種措施降低空冷機(jī)組煤耗量的效果，進(jìn)行5次實(shí)驗(yàn)，對(duì)比結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以看出，實(shí)驗(yàn)A組產(chǎn)生的附加單耗低于0.05 g/kWh，實(shí)驗(yàn)B組雖比空冷機(jī)組原本煤耗量小，但是產(chǎn)生的附加單耗明顯高于實(shí)驗(yàn)A組。由此可見(jiàn)，此次研究的空冷機(jī)組降煤耗措施，相較傳統(tǒng)的燃煤空冷機(jī)組降煤耗措施，更能節(jié)省大型火電廠(chǎng)燃煤空冷機(jī)組資源。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，此次研究從空冷機(jī)組的運(yùn)行角度出發(fā)，探究了大型火電廠(chǎng)燃煤空冷機(jī)組煤耗量的方法，但是此次研究的大型火電廠(chǎng)燃煤空冷機(jī)組降煤耗措施，未曾考慮機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下的其他參數(shù)，因此在今后的研究中，需要深入分析大型火電廠(chǎng)空冷機(jī)組的具體運(yùn)行狀態(tài)，以設(shè)計(jì)出最佳的大型火電廠(chǎng)空冷機(jī)組降煤耗方案。

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