一種火電機組經濟性指標分析的新方法

祝慶一

（浙江浙能嘉興發電有限公司，浙江 嘉興 314201）

對于火電企業而言，目前的燃料成本占企業總成本70%以上，燃料單價和單位產品能耗決定了企業成本。而燃料單價受市場和購煤合同影響，屬于外部因素，因而單位產品能耗即供電煤耗已成為影響火電企業經營的重要因素，也是內部可控因素。如何做實做細指標分析，在日常指標控制中挖掘潛力，不斷降低單位產品能耗、降低企業運營成本是企業節能管理的重點。機組經濟性指標眾多，常規使用的同比、環比方法對諸多經濟性指標分析不一定完全適用。本文就火電企業能耗指標分級分析控制展開探討和分析，提出針對不同類型指標采用不同分析方法，一級指標供電煤耗采用參考煤耗比較分析方法，二級指標即機組運行參數采用分類分析比較。

1 供電煤耗分析

供電煤耗是火電廠綜合能耗指標，表征火電企業單位產品的能耗水平，反映企業的設備管理水平和節能管理狀況。傳統的分析方法是同比或環比。同比是與上年同一時段或與此前同一時期的連續幾個時段相比較。環比是與上一統計時段或與前面連續幾個統計時段相比。一般情況下同比和環比專指月同比、月環比[1]。供電煤耗采用環比分析時一般考慮相鄰統計周期內機組負荷率、環境溫度對能耗的影響；采用同比方法時則考慮負荷對能耗影響，但以上分析均建立在機組正、反平衡煤耗相對穩定的前提下，根據DL/T 904《火電廠技術經濟指標計算方法》規定，供電煤耗使用正平衡方法計算。這樣，在機組正、反平衡煤耗出現偏差時，比較基準是變化的，使用同比、環比的分析方法就會把影響供電煤耗的機組運行工況原因和產生統計偏差的計量或熱值原因相淆混，難以找到真實原因，因而引入參考煤耗分析法。

從2009年開始探索一種統計煤耗與參考煤耗相比較的分析方法，即用機組試驗供電煤耗根據負荷和機組真空情況推算參考供電煤耗，然后對統計煤耗與參考供電煤耗進行比較，分析影響機組經濟性的原因進而尋求改善。參考供電煤耗是指參考機組性能試驗結論，經過機組實際負荷和真空情況以及廠用電率修正推算得到的供電煤耗。統計供電煤耗是根據國家規定通過正平衡計算得到的供電煤耗率，簡單說即統計期內原煤耗用量換算成標煤耗量與供電量的比值。標桿供電煤耗則是國內同類型機組供電煤耗先進值。

2 分析方法

機組在A修和B修后都會進行機組性能試驗，包括汽輪機熱耗和鍋爐爐效試驗，得到每個負荷對應的供電煤耗曲線，如圖1所示。

圖1 試驗供電煤耗與負荷變化關系

機組實際負荷在曲線上可以找到對應供電煤耗，然后根據排汽壓力（真空）對熱耗修正曲線（一般汽輪機廠家或循環效率試驗可以提供）推算得到該機組在實際負荷和真空情況下的參考供電煤耗，再將參考煤耗與統計煤耗進行對比。某發電廠600 MW機組在2009年和2010年開展供電煤耗分析中使用這種方法，2年供電煤耗如圖2所示。統計比對兩者差異，尋找實際運行中影響機組經濟性的原因以及統計過程中的偏差。

統計供電煤耗和參考供電煤耗存在差值，主要原因有：

（1）試驗工況和實際運行工況差異，如鍋爐吹灰、機組補水以及系統隔離。

（2）煤質原因、機組調峰負荷波動等不可控因素。

圖2 供電煤耗和參考煤耗比較

（3）機組在統計期內，設備運行工況、指標控制及設備缺陷等可控因素引起的可控損失[2]。

（4）統計數據出現錯誤。

（5）企業經營要求調整。

在分析過程中，當機組運行工況和統計過程同時存在影響煤耗的因素時，引入針對機組運行參數的分析方法。

3 影響經濟性的運行指標分析方法

火電機組影響經濟性的運行指標即二級指標很多。對于這些運行指標的分析要分別對待，機械地同比、環比分析對指標分析不夠完整，難以發現指標變化（劣化）規律和影響其變化的原因。根據指標是否隨負荷等外部客觀條件改變而變化將其分為2類。

3.1 隨負荷變化的指標

隨負荷變化的指標包括主蒸汽壓力、汽輪機效率、小機用汽量、空預器漏風、給水溫度、真空（排汽溫度）、循環水溫升、加熱器端差、凝汽器端差、凝結水過冷度、排煙溫度、鍋爐氧量等。

該類指標選擇特定負荷條件（如滿負荷工況）下的運行參數與設計值比較。機組熱力計算書中規定了各工況下機組運行熱力參數，以偏離設計參數的幅度來評價其對經濟性的影響，從而發現設備存在的問題（如表1），進而通過長期跟蹤分析來判斷設備狀態變化（劣化）程度。

加熱器端差是衡量加熱器運行狀態的重要指標，直接影響回熱系統的性能。端差越小，機組運行的經濟性就越好。端差的大小主要與加熱器本身性能有關，隨工況變化而變化。當機組工況變化時，各級抽汽壓力隨之變化，加熱器的進、出口水溫也發生改變，從而引起各級抽汽量的變化。而抽汽量的改變又反過來影響各級抽汽壓力的數值。在實際分析過程中，通過滿負荷時的加熱器端差與設計值作比較，分析加熱器水位控制正常與否以及判斷加熱器泄漏的可能性。嘉興發電廠曾經數次通過本方法正確判斷加熱器泄漏。其他類似的應用還有通過用汽量分析發現汽泵再循環閥內漏；跟蹤汽輪機缸效變化，分析機組檢修前后以及長期運行中性能變化趨勢等。目前機組運行歷史數據基本都可以從數據庫（PI或SIS）調用，通過選取特定負荷點的機組歷史數據比較分析，發現變化趨勢和設備劣化規律。

表1 機組運行指標分析

3.2 不隨負荷變化的指標

隨負荷變化不大或基本不變化、可以反映一定統計期內變化趨勢的指標包括廠用電率（輔機單耗）、主蒸汽溫度、再熱汽溫度、再熱器減溫水、補水率、飛灰含碳率、爐渣含碳率、真空嚴密性、高加投運率、水耗等。該類型數據可采用統計值同比、環比或直接以絕對值分析參數變化趨勢來發現機組運行過程中的節能點。

（1）用一定統計期（月度）內的廠用電率，配合輔機耗電率變化情況，分析造成廠用電率變化的原因。

（2）不管負荷如何變化，主、再熱蒸汽汽溫越接近設計值越好，可通過燃燒調整以及優化協調控制使汽溫受控。

（3）造成統計煤耗和參考煤耗差異的煤質原因可通過鍋爐運行指標來反映，主要是排煙溫度和飛灰含碳率，這2項指標反映鍋爐未燃燼熱損失和和煙氣熱損失，可通過燃燒調整及煤粉細度控制來優化。

（4）真空嚴密性、高壓加熱器的投運率決定汽輪機熱力循環效率。

（5）機組補水率和水耗反映統計期內電廠耗水變化，可通過機組泄漏管理和淡水用戶分項控制來降低企業淡水消耗。鍋爐減溫水尤其是再熱器減溫水對機組能耗影響較大，可通過煙氣擋板調節和減溫水閥門內漏整治來減少減溫水量。

4 分析方法實例

從圖2可以看到某發電廠2009年6月的供電煤耗為327.4 g/kWh，參考煤耗為325 g/kWh，兩者偏差2.4 g/kWh。

隨負荷變化的指標中，給水溫度和排煙溫度以及空預器漏風均影響煤耗，采用滿負荷數據分析如表2所示。根據運行日志，4號機6月23日開始3臺高加撤出，7月2日恢復，造成給水溫度偏低。3號爐排煙溫度偏高。考慮高壓加熱器撤出時段對月度煤耗影響，上述運行指標對4臺600 MW機組的煤耗影響為0.94 g/kWh。

表2 通過運行指標分析

表3 通過統計數據分析

不隨負荷變化的指標中，再熱汽溫和再熱器減溫水采用月度統計數據，分析煤耗影響如表3所示。根據統計數據分析，對整體煤耗的影響約0.602 g/kWh。

綜合分析上述2種類型指標對整體煤耗影響，造成統計煤耗和參考煤耗差異1.55 g/kWh。掌握影響機組經濟性的原因后，就可以對存在的問題進行處理，如進行空預器漏風整治以及汽溫優化，使指標分析工作卓有成效。

5 結論

火電廠經濟性指標繁多，使用統一的分析方法難免有所偏頗，可采取供電煤耗分析和運行指標分析相結合的方法，對不同指標采用不同方法分層分析，頻繁變化的指標選取特定工況指標分析，基本不變的指標使用統計期的統計值分析。分析指標的最終目的是發現影響機組經濟運行的原因，找到節能點，并進行改善或改造。

[1]張誼生.“同比”與“環比”統計術語的個案分析[J].術語標準化和信息技術，2006（3）:38-41.

[2]黃嘉駟，古世軍.火電廠供電煤耗率任務指標模型制定研究[J].熱力發電，2008，37（6）:1-5.

[3]李青，張興營.火力發電廠生產指標管理手冊[M].北京：中國電力出版社，2007.