火電廠優(yōu)化運(yùn)行問題分析

摘要：隨著煤炭能源價格的不斷提高以及電力體制改革的不斷深化，發(fā)電企業(yè)正面臨著日益激烈的市場競爭，保證機(jī)組運(yùn)行環(huán)保性與安全性同時，還要進(jìn)一步降低管理成本和發(fā)電成本，所以機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行和節(jié)能降耗需求也越來越突出。

關(guān)鍵詞：火電廠；優(yōu)化運(yùn)行；方式

一、機(jī)組負(fù)荷的調(diào)度方式

（一）機(jī)組負(fù)荷的調(diào)度現(xiàn)狀。目前，大機(jī)組的負(fù)荷調(diào)度由電網(wǎng)調(diào)度中心把要求機(jī)組輸出的負(fù)荷調(diào)節(jié)訊號加到機(jī)組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)上，使其產(chǎn)生要求的電功率。機(jī)組產(chǎn)生的功率需要扣除所小號的廠用電，才是輸入電網(wǎng)功率，但是現(xiàn)在的調(diào)度中心沒有機(jī)組廠用電的訊號，為了簡化，便以同類型機(jī)組的廠用功率為依據(jù)，計算出機(jī)組給定的輸出負(fù)荷。這種方式實(shí)際上會影響火電廠的輔機(jī)不同調(diào)度方案以及機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行方式。

（二）調(diào)度中心是否應(yīng)該直接調(diào)度到機(jī)組。作為電網(wǎng)對于負(fù)荷的適應(yīng)性，保障供電的品質(zhì)，首先就是機(jī)組一次調(diào)頻的能力。電網(wǎng)頻率因?yàn)樨?fù)荷改變而變動時，首先是由網(wǎng)內(nèi)的各機(jī)組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行自動響應(yīng)，然后根據(jù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變化率來自動承擔(dān)起負(fù)荷的變化。有些電廠的大機(jī)組卻為了追求自身機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置了一定的死區(qū)，不響應(yīng)一次調(diào)頻，或?qū)⑺俣茸儎勇试O(shè)施偏大，使得一次調(diào)頻的能力減小。把速度變動率設(shè)置偏大，對于現(xiàn)代機(jī)組不用擔(dān)心甩負(fù)荷時引起機(jī)械或者機(jī)組超速保護(hù)動作等問題出現(xiàn)。為保證供電品質(zhì)，電網(wǎng)調(diào)度中心首要的是應(yīng)抓網(wǎng)內(nèi)各大機(jī)組的一次調(diào)頻能力，對網(wǎng)內(nèi)各大機(jī)組應(yīng)提出要求。

（三）集中調(diào)度的具體依據(jù)。當(dāng)由電網(wǎng)調(diào)度中心直接調(diào)度電廠各臺機(jī)組的負(fù)荷時，電廠必須將各機(jī)組的運(yùn)行特性及負(fù)荷分配方案都提供給調(diào)度中心。但熱力特性還與運(yùn)行條件有關(guān)，如與氣溫、水溫等有關(guān)，調(diào)度中心的調(diào)度員要掌握全網(wǎng)各機(jī)組在各種運(yùn)行條件下的熱力特性實(shí)際上是困難的。特別是有一些機(jī)組尚不能自動根據(jù)熱應(yīng)力的大小限制負(fù)荷變化的幅度，使電廠運(yùn)行人員埋怨中心調(diào)度中有時負(fù)荷變化過大，有時出現(xiàn)對輔機(jī)開停所需的時間照顧不夠等問題。對于有些輔機(jī)的調(diào)度與一些外界和自身的工作條件的變化有關(guān)，例如循環(huán)水泵的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與進(jìn)水水位高低及水溫等有關(guān)，調(diào)度中心不可能隨時完全掌握，使電廠不能經(jīng)常保持安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。當(dāng)然，電網(wǎng)調(diào)度中心對電廠負(fù)荷調(diào)度從對各個機(jī)組調(diào)度改為對電廠負(fù)荷總量調(diào)度，這種改變還有很多具體工作要做。

二、機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行

（一）單元機(jī)組的運(yùn)行優(yōu)化。運(yùn)行中，中間再熱的機(jī)爐是組成統(tǒng)一的單元機(jī)組，需要考慮到單元總的效率，所以機(jī)爐除了要各自提高改進(jìn)效率以外，還要考慮相互之間的影響。例如，汽輪機(jī)采用滑壓運(yùn)行的方式時，高壓缸的排氣溫度和定壓時相比較高，這會使再熱器減少的溫水增多，鍋爐排煙溫度亦會相應(yīng)地有些改變，將改變循環(huán)效率和鍋爐效率。

（二）優(yōu)化檢修。目前，我國大多采用定期檢修的方式，這種方式的針對性不夠明確。根據(jù)設(shè)備故障統(tǒng)計，多數(shù)與運(yùn)行時間是沒有明確關(guān)系的，檢修過密除了會增加檢修費(fèi)用和停止使用的時間，還有可能會造成穩(wěn)定運(yùn)行期的設(shè)備和部件在檢修之后成為早期失效的狀態(tài)，反而會因此增加事故幾率。

采用狀態(tài)檢修時，除了利用檢測到的信號來確定故障是否將要發(fā)生，當(dāng)決定需要檢測時，只是性能的降低，是否維修則需要根據(jù)經(jīng)濟(jì)因素來確定，需要比較檢修的得益和損失，依據(jù)總得益大的原則來確定檢修時間。這就是優(yōu)化檢修。例如，某臺高架有些內(nèi)漏，是否立即進(jìn)行檢修，還是按照計劃臨檢時檢修，這就是一個優(yōu)化問題。機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行還有很多工作需要做，例如膠球清洗的優(yōu)化制度，循環(huán)水的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，加熱器的正確水位，給水泵的優(yōu)化運(yùn)行，抽氣器型式的運(yùn)行和選定方式，若考慮單元機(jī)組的鍋爐，待做的優(yōu)化運(yùn)行工作會更多。

三、機(jī)組調(diào)峰方法

因?yàn)殡娋W(wǎng)峰谷差增大，大型中間再熱機(jī)也不得不參加調(diào)峰。電網(wǎng)負(fù)荷低谷或網(wǎng)內(nèi)備用機(jī)組較多時，機(jī)組向低負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，應(yīng)該不僅是負(fù)荷在各機(jī)組間如何分配的問題，還應(yīng)該考慮兩班制等運(yùn)行方式。大機(jī)組參加電網(wǎng)低谷時機(jī)組調(diào)峰的方式，現(xiàn)在經(jīng)常考慮采用的方式有以下幾種：

（一）各個機(jī)組均勻地降低負(fù)荷。機(jī)組負(fù)荷降低時機(jī)組的效率也將降低；鍋爐低負(fù)荷時為了保證穩(wěn)定燃燒需要投助燃油時，運(yùn)行費(fèi)用將增大；除此之外，因?yàn)檩o機(jī)至少開一臺，一些輔機(jī)為確保安全還規(guī)定了須用兩臺，使得廠用電率增大，這些都會使機(jī)組效率降低很多。但是因?yàn)楦鳈C(jī)組都用降低負(fù)荷的方法，操作方便、簡單、安全可靠，所以仍然被大多數(shù)電廠沿用。如何保證低負(fù)荷下不投助燃油也能保證穩(wěn)定燃燒、輔機(jī)與低負(fù)荷運(yùn)行相配套、保證燃煤的質(zhì)量的方式、各爐間有無相互供應(yīng)煤粉的系統(tǒng)，都仍值得研究。

（二）兩班制的運(yùn)行方式。兩班制運(yùn)行涉及停機(jī)、啟動的操作方式，所以必須在保證安全條件下縮短啟、停時間，減少啟、停損耗。一些經(jīng)驗(yàn)證明，較快降負(fù)荷，允許適當(dāng)負(fù)溫差啟動或中壓缸啟動是安全有效的。對不同結(jié)構(gòu)機(jī)組必須進(jìn)行大量試驗(yàn)研究，因工作量大，且有一定風(fēng)險，故現(xiàn)在采用推廣困難。現(xiàn)在使用得較多的是125MW 機(jī)組，在采用兩班制運(yùn)行時，宜對操作調(diào)節(jié)方法進(jìn)行研究，一些閥門應(yīng)改為可以遠(yuǎn)方操作，實(shí)現(xiàn)自動程序操作，以節(jié)省啟、停時的人力，并減少操作錯誤。

四、結(jié)束語

隨著運(yùn)行優(yōu)化理論與實(shí)踐的不斷推廣與深入，近十年來火電廠的運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為火電廠技術(shù)領(lǐng)域的最新課題。怎樣建立一個優(yōu)化系統(tǒng)并且如何考慮到該系統(tǒng)的適應(yīng)性都是運(yùn)行優(yōu)化領(lǐng)域所研究的內(nèi)容。火電廠優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)將會提高火電廠運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，降低火電廠的運(yùn)行成本，為生產(chǎn)與管理人員提供更多的操作便利。與此同時，火電廠優(yōu)化運(yùn)行作為一項(xiàng)長期的工作，也需要有一個逐步發(fā)展與進(jìn)步的過程所以，把握火電廠優(yōu)化運(yùn)行的方向與趨勢對于優(yōu)化系統(tǒng)的研究具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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