某燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組節(jié)能降耗分析

柳玉賓 張軍濤 于成琪 馬匯東 衛(wèi)奕

摘要：本文主要針對(duì)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組，從運(yùn)行機(jī)理方面進(jìn)行了分析，重點(diǎn)研究了機(jī)組負(fù)荷率、輔機(jī)節(jié)能的節(jié)能改造方向，并提出了切實(shí)可靠的方法。

關(guān)鍵詞：燃機(jī);聯(lián)合循環(huán);節(jié)能降耗

一、該燃機(jī)電廠機(jī)組概述

某燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電廠，其具有當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)先進(jìn)發(fā)電水平的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備[1]。按照機(jī)組設(shè)計(jì)以及設(shè)備制造水平，發(fā)電機(jī)組具備高于50%的發(fā)電效率。但是在機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于近年內(nèi)未能在高負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行[2]，導(dǎo)致發(fā)電效率較之設(shè)計(jì)效率偏低，因此該電廠具有較大的節(jié)能潛力[3]。

二、燃機(jī)發(fā)電機(jī)組改進(jìn)效率的思路

1、燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組發(fā)電負(fù)荷率

由于機(jī)組負(fù)荷率、整體利用小時(shí)數(shù)與設(shè)計(jì)值相比偏低較多，導(dǎo)致機(jī)組發(fā)電氣耗較大，節(jié)能降耗具有較大的空間[4]。2016年，該廠兩臺(tái)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組發(fā)電能耗290.58 gce/kWh。

如果該廠發(fā)電能耗降低285 gce/kWh，按照發(fā)電20億kWh計(jì)算，則可節(jié)約11460噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

2、鍋爐連續(xù)排污系統(tǒng)節(jié)能潛力分析

經(jīng)過(guò)理論計(jì)算，按照每小時(shí)排放1.5t爐水，全年按照5000運(yùn)行小時(shí)計(jì)算，損失的水量大約7500t;擴(kuò)容器對(duì)空排氣排放的熱量約有80萬(wàn)kcal/時(shí)，折算到每小時(shí)造成120kg標(biāo)準(zhǔn)煤的損失，全年損失約700噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

根據(jù)對(duì)電廠數(shù)據(jù)的分析和能源損失的計(jì)算結(jié)果，結(jié)果該電廠今后技改的需求，需進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算，詳細(xì)計(jì)算回收熱量的技術(shù)方案、投資回收期，。

3、節(jié)電潛力分析

聯(lián)絡(luò)變壓器節(jié)電潛力分析

該電廠機(jī)組發(fā)電機(jī)功率為13.8萬(wàn)kW，發(fā)電機(jī)出口電壓為10.5Kv.由于多種原因?qū)е掳l(fā)電機(jī)出口經(jīng)過(guò)兩臺(tái)進(jìn)口的升壓設(shè)備將發(fā)電機(jī)電壓升壓為132kv，并送至場(chǎng)內(nèi)同等電壓母線。然后經(jīng)過(guò)兩臺(tái)容量為210MVA的變壓器，將電壓升高至220kV，送至場(chǎng)內(nèi)的220kV母線，最后經(jīng)過(guò)高壓輸電電網(wǎng)并入海南電網(wǎng)。

由于132kV的系統(tǒng)不滿足國(guó)內(nèi)的電壓設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，所以該廠內(nèi)相應(yīng)聯(lián)變?cè)O(shè)備的設(shè)計(jì)是不合理的，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的能耗損失。經(jīng)過(guò)初步估算，每小時(shí)浪費(fèi)的電能大約是750kWh，按照全年5000運(yùn)行小時(shí)運(yùn)行計(jì)算，每年節(jié)能潛力約380萬(wàn)kWh。

如果將兩臺(tái)燃機(jī)發(fā)電機(jī)的出口升壓變壓器的電壓級(jí)別通過(guò)相應(yīng)設(shè)備改造，由138 kV改造為220kV，通過(guò)220kV系統(tǒng)接入電網(wǎng)。那么在運(yùn)行中就可以將兩臺(tái)聯(lián)變停止運(yùn)行，從而降低能耗水平。/4、各類輔助運(yùn)行設(shè)備的節(jié)電潛力

該電廠凝結(jié)水泵的電機(jī)額定功率為205Kw，如果進(jìn)行技術(shù)改造加裝變頻調(diào)節(jié)裝置，按照全年運(yùn)行5000小時(shí)、節(jié)電率20%進(jìn)行計(jì)算，每年可以約節(jié)電20萬(wàn)kWh。

同時(shí)，海水泵電機(jī)的額定功率為495 Kw，如果也進(jìn)行變頻改造，按照全年運(yùn)行5000小時(shí)、節(jié)電率20%進(jìn)行計(jì)算，每年可以節(jié)電約60萬(wàn)kWh。

另外還有很多低壓電機(jī)，總體功率很大。如果將大于50kW以上的電機(jī)都進(jìn)行變頻技術(shù)改造，估計(jì)節(jié)電的能力在90萬(wàn)Kw以上。

4、節(jié)水潛力分析

4.1提高濃縮倍數(shù)節(jié)水潛力分析

軟化法除硬和脫鹽已經(jīng)是非常流行和成熟的方法。軟化法除硬可以采用石灰法、加藥沉淀法等，脫鹽的技術(shù)有離子交換發(fā)、反滲透法。對(duì)于低硬度低堿度的水質(zhì)而言，經(jīng)過(guò)多倍率的濃縮之后，總堿不會(huì)超過(guò)240 mg/l。

根據(jù)實(shí)際建設(shè)情況，如果投資全套離子交換裝置將240 mg/l總堿降低到50 mg/l，費(fèi)用相對(duì)可以控制。對(duì)于中等硬度和堿度的水質(zhì)來(lái)說(shuō)，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行核酸。、

該電廠某年取水量為475822m3，循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)有五座逆流式冷卻塔，處理能力約1400m3每小時(shí)，目前濃縮倍率為1.5，如果使得濃縮倍率提高至5，那么每小時(shí)可以節(jié)約水量11m3，按照全年5000運(yùn)行小時(shí)來(lái)計(jì)算，那么年可以節(jié)約60000m3水量。

4.2汽輪機(jī)凝汽器節(jié)水潛力分析

在本電廠的汽輪機(jī)凝汽器系統(tǒng)，是利用海水直接進(jìn)行冷卻。每小時(shí)約利用海水量17500m3，如果采取節(jié)水措施，比如在相應(yīng)的換熱器中加裝“潔能裝置”可節(jié)水10%，每年可以節(jié)水大約1000萬(wàn)m3，同時(shí)還可以大大降低發(fā)電的能耗水平。

具體來(lái)說(shuō)就是，在冷凝器系統(tǒng)增加相應(yīng)的補(bǔ)水系統(tǒng)，將化學(xué)補(bǔ)水智能噴入，將排出的汽體急速進(jìn)行冷卻，從而提高汽輪機(jī)組真空和回?zé)嵝?。如果采用這套系統(tǒng)，理論上可以降低發(fā)電煤耗1-2g/kwh。

（1）補(bǔ)充的工質(zhì)吸收了一定的能量，提高了給水的溫度，也就是增加了低壓系統(tǒng)的抽汽量，從而減少了高壓系統(tǒng)抽汽量，這部分高壓蒸汽可以繼續(xù)做功，提高機(jī)組發(fā)電效率。

（2）補(bǔ)充的水質(zhì)在凝汽器系統(tǒng)內(nèi)部吸收了排氣的能量，這就降低了一定程度的損失，強(qiáng)化了熱交換，使得排汽的溫度大大降低，從而讓機(jī)組真空得到改善，提高機(jī)組發(fā)電能力。

（3）凝汽器對(duì)補(bǔ)水汽進(jìn)行真空除氧，這就使得回?zé)嵯到y(tǒng)的除氧水平得到提高。

三、文章結(jié)論

本文主要針對(duì)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的節(jié)能方向進(jìn)行了分析和探討，重點(diǎn)研究了機(jī)組負(fù)荷率、輔機(jī)節(jié)能、鍋爐連排系統(tǒng)、變壓器節(jié)能，在此基礎(chǔ)上提出了合理的節(jié)能改造思路。

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作者簡(jiǎn)介：柳玉賓（1982.5-），男，漢族，籍貫河北石家莊，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：電廠性能分析、智能優(yōu)化