大型火電機組煤耗可控因素分析及控制措施

賈金嬋（黑龍江華電齊齊哈爾熱電有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

大型火電機組煤耗可控因素分析及控制措施

賈金嬋
（黑龍江華電齊齊哈爾熱電有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

本文基于660MW超臨界燃煤機組，依據(jù)供電煤耗的計算方法，對大型火電機組影響供電煤耗的運行調(diào)整可控因素進行了量化分析，從優(yōu)化運行、精細調(diào)整的角度，探討了降低煤耗的措施。

大型直流鍋爐；供電煤耗；可控因素；控制措施

供電煤耗是最能反映機組運行的經(jīng)濟性，衡量運行管理水平的重要指標(biāo)。對于新投產(chǎn)機組，運行管理往往只注重機組運行的安全性和穩(wěn)定性，降低供電煤耗容易被忽視。實際上保證機組的安全與穩(wěn)定運行是提高機組運行經(jīng)濟性的基礎(chǔ)和根本保障。

1 影響機組煤耗因素

影響機組供電煤耗的因素較多，有些是不可控因素，有些需要進行設(shè)備的改造，采用更先進的技術(shù)才能達到目的，但這需要資金的投入，還要進行可行性研究及成本與效益核算。本文只對可控因素，采用精細的優(yōu)化運行調(diào)整技術(shù)能夠改善的因素進行分析。

1.1 汽輪機熱效率

影響汽輪機熱效率的主要指標(biāo)和因素有：（1）負(fù)荷率。（2）汽機本體效率：高壓缸效率、中壓缸效率、低壓缸效率、汽缸漏汽。（3）回?zé)嵯到y(tǒng)：給水溫度、加熱器下端差、加熱器溫升、各段抽汽壓損、軸封加熱器水位等。（4）真空度：真空嚴(yán)密性、循環(huán)水入口溫度、循環(huán)水溫升（凝汽器熱負(fù)荷、循環(huán)水泵出力、循環(huán)水泵運行方式）、凝汽器端差、真空泵性能。（5）熱力系統(tǒng)：小機耗汽量、閥門內(nèi)漏、排氧門開度、輔汽汽源、補水率（全廠熱力系統(tǒng)泄漏）。（6）蒸汽參數(shù)：主汽壓力、主汽溫度、再熱汽溫、減溫水量、再熱器壓損。

以下根據(jù)對汽輪機熱效率影響較大的可控指標(biāo)進行分析。

1.1.1 給水溫度。（1）因素分析。根據(jù)現(xiàn)有資料（也可以通過計算得出），對于600MW級超臨界機組，給水溫度每下降10℃，熱效率下降0.28%，供電煤耗增加0.9g/kW·h。如果給水溫度低于機組設(shè)計給水溫度，所消耗的燃料就高，且差值之間呈正比關(guān)系，即給水溫度與設(shè)計給水溫度相差越大，供電煤耗越高。高加投入率低、高加換熱效果差、高加旁路閥泄露、抽汽段壓力損失和高加端差上升等因素都是造成給水溫度低的原因。其中，高加上端差和高加各段抽汽壓力對供電煤耗的影響。（2）控制措施。保證高加投入率的同時，在高加在運行中保持正常水位，嚴(yán)禁高水位、低水位長期運行，發(fā)現(xiàn)水位異常，要及時查明原因，進行處理；運行中加強檢查高加旁路閥是否泄漏，加熱器進汽閥是否節(jié)流運行，連續(xù)排氣是否正常；控制高加端差在規(guī)定范圍，注意監(jiān)視高加水位并及時調(diào)整，保證高加內(nèi)換熱效果。

1.1.2 凝汽器真空。（1）因素分析。根據(jù)熱循環(huán)的原理，冷端損失是影響循環(huán)熱效率的最重要因素。對于運行方面，反映冷端熱損失的參數(shù)是凝汽器真空。凝汽器真空是影響供電煤耗的重要因素，凝器真空每下降1kPa，供電煤耗增加2.6g/kW·h。（2）控制措施。嚴(yán)格按照熱力試驗確定的循環(huán)水泵優(yōu)化組合運行方式進行循環(huán)水泵的經(jīng)濟運行調(diào)度，以保持最佳真空。并按規(guī)定定期投運膠球清洗裝置，保證凝器管道潔凈；保證真空泵的運行效果，對真空泵冷卻器進行定期維護。

1.1.3 蒸汽參數(shù)的影響及控制措施。（1）主汽壓力每變化1MPa，影響供電煤耗約0.33g/kW·h。正常運行情況下運行人員應(yīng)嚴(yán)格按照機組調(diào)試運行期間所確定的優(yōu)化后的定-滑-定壓力曲線控制主汽壓力，蒸汽壓力調(diào)整的同時也就是調(diào)整機組負(fù)荷的過程，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷的需求，及時調(diào)整燃料量，改變鍋爐蒸發(fā)量，維持汽壓在負(fù)荷對應(yīng)的定壓或滑壓曲線范圍內(nèi)。90%及以上額定負(fù)荷工況下運行時，過熱出口蒸汽壓力保持在額定值附近運行。（2）主汽溫度每變化10℃，影響供電煤耗約1.05g/kW·h。主蒸汽溫度的調(diào)整是通過調(diào)節(jié)水煤比的比例，控制中間點焓值為基本調(diào)節(jié)，當(dāng)中間點焓值變化較大時，應(yīng)優(yōu)先通過給水來調(diào)整水煤比，以減小焓值的偏差，在45%～100%負(fù)荷范圍內(nèi)保持啟動分離器蒸汽有一定過熱度。主蒸汽一、二級減溫水是主汽溫度調(diào)節(jié)的輔助手段，一級減溫水用于保證屏式過熱器不超溫，二級減溫水用于對主蒸汽出口溫度的精確調(diào)整。應(yīng)根據(jù)煤質(zhì)變化，采用輸入偏差值的方法將水煤比修正到精確的控制值，盡量減少減溫水的使用。

1.1.4 汽水損失的影響及控制措施。鍋爐的汽水損失是指由于運行中汽水外排所帶走的熱量，主要是由于啟動過程中冷熱態(tài)清洗所帶走的熱量、無BCP啟動系統(tǒng)為了保證啟動流量所帶走的熱量及排入凝汽器對真空的影響；當(dāng)前大型火電機組鍋爐蒸汽吹灰也是汽水損失較大的一項，包括：鍋爐本體吹灰、預(yù)熱器吹灰（機組啟動或停止過程中，在煤油混燒或等離子點火煤粉燃燼率較低時還要進行連續(xù)吹灰）、脫硝裝置吹灰、煙氣深度冷卻器吹灰；熱力系統(tǒng)閥門內(nèi)漏的汽水損失；電除塵灰斗加熱的汽水損失等。

1.2 廠用電率的影響和控制措施

隨著鍋爐容量的增大，其輔機的容量也加大，特別是引風(fēng)機容量增加更多，主要是因為環(huán)保要求的提高，新機組普遍采用電袋聯(lián)合除塵、加裝脫硝裝置及煙氣深度冷卻器增加了煙道系統(tǒng)的阻力，為了減化調(diào)整手段取消增壓風(fēng)機。所以降低廠用率鍋爐運行調(diào)整的潛力最大。廠用電率每上升1%，供電煤耗約增加3.47g/kW·h。由于本廠引、送、一次風(fēng)機均采用了動葉可調(diào)式風(fēng)機，所以降低風(fēng)機電耗的主要措施是降低煙風(fēng)道阻力、消除漏風(fēng)、保持合適的風(fēng)壓風(fēng)量指標(biāo)。正常運行中加強對煙風(fēng)道漏風(fēng)情況的檢查，發(fā)現(xiàn)漏點及時聯(lián)系檢修維護人員消除；在保持一、二次風(fēng)壓適當(dāng)?shù)那闆r下，盡量將各風(fēng)門開度保持最大，以減少節(jié)流損失；根據(jù)飛灰含碳量在線指示、負(fù)荷等，精心調(diào)整爐膛出口氧量，盡量保持氧量在最佳氧量范圍內(nèi)運行。對于直吹式制粉系統(tǒng)，降低磨煤機耗電率的主要措施是：根據(jù)負(fù)荷和運行各磨煤機的出力，及時控制投運磨煤機的臺數(shù)，保持磨煤機在最佳出力運行。根據(jù)飛灰含碳量在線指示的變化趨勢，調(diào)整一次風(fēng)壓和風(fēng)量，通過設(shè)置動態(tài)分離器變頻轉(zhuǎn)速的偏差值，控制煤粉細度在最佳細度范圍內(nèi)。

結(jié)語

用運行調(diào)整的措施降低機組供電煤耗，需在工況變化時認(rèn)真分析各參數(shù)的變化趨勢，調(diào)整某個參數(shù)時還要顧及可能對其它相關(guān)參數(shù)的影響。如：降低爐膛出口氧量可以降低送風(fēng)機電耗，但同時又可能因風(fēng)量不足而造成機械不完全燃燒熱損失的增加，還有可能在燃燒的中心區(qū)域產(chǎn)生還原性氛，造成爐膛結(jié)焦等。影響廠用電率指標(biāo)的主要因素是主要輔機的電耗率，本文只對鍋爐主要輔機耗電率進行了分析，實際運行中還要對汽輪機輔機設(shè)備電耗、除塵電耗、脫硫電耗、輸煤電耗、化學(xué)水處理電耗等生產(chǎn)用廠用電耗進行分析，找出輔機最優(yōu)化運行方式，以降低輔機電耗率。

[1]史晶晶.大型火電機組煤耗可控因素分析及控制措施[C].第八屆電力工業(yè)節(jié)能減排學(xué)術(shù)研討會，2013.

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