大型火電機(jī)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(jī)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(jī)組，依據(jù)供電煤耗的計(jì)算方法，對大型火電機(jī)組影響供電煤耗的運(yùn)行調(diào)整可控因素進(jìn)行了量化分析，從優(yōu)化運(yùn)行、精細(xì)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(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，衡量運(yùn)行管理水平的重要指標(biāo)。對于新投產(chǎn)機(jī)組，運(yùn)行管理往往只注重機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，降低供電煤耗容易被忽視。實(shí)際上保證機(jī)組的安全與穩(wěn)定運(yùn)行是提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)和根本保障。

1 影響機(jī)組煤耗因素

影響機(jī)組供電煤耗的因素較多，有些是不可控因素，有些需要進(jìn)行設(shè)備的改造，采用更先進(jìn)的技術(shù)才能達(dá)到目的，但這需要資金的投入，還要進(jìn)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(xì)的優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整技術(shù)能夠改善的因素進(jìn)行分析。

1.1 汽輪機(jī)熱效率

影響汽輪機(jī)熱效率的主要指標(biāo)和因素有：（1）負(fù)荷率。（2）汽機(jī)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(yùn)行方式）、凝汽器端差、真空泵性能。（5）熱力系統(tǒng)：小機(jī)耗汽量、閥門內(nèi)漏、排氧門開度、輔汽汽源、補(bǔ)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(jī)熱效率影響較大的可控指標(biāo)進(jìn)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(jì)算得出），對于600MW級超臨界機(jī)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(jī)組設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)，在高加在運(yùn)行中保持正常水位，嚴(yán)禁高水位、低水位長期運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)水位異常，要及時(shí)查明原因，進(jìn)行處理；運(yùn)行中加強(qiáng)檢查高加旁路閥是否泄漏，加熱器進(jìn)汽閥是否節(jié)流運(yùn)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(shí)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(yùn)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(yàn)確定的循環(huán)水泵優(yōu)化組合運(yùn)行方式進(jìn)行循環(huán)水泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度，以保持最佳真空。并按規(guī)定定期投運(yùn)膠球清洗裝置，保證凝器管道潔凈；保證真空泵的運(yùn)行效果，對真空泵冷卻器進(jìn)行定期維護(hù)。

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(yùn)行情況下運(yùn)行人員應(yīng)嚴(yán)格按照機(jī)組調(diào)試運(yùn)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(shí)也就是調(diào)整機(jī)組負(fù)荷的過程，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷的需求，及時(shí)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(yùn)行時(shí)，過熱出口蒸汽壓力保持在額定值附近運(yùn)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(diǎn)焓值為基本調(diào)節(jié)，當(dāng)中間點(diǎn)焓值變化較大時(shí)，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(dòng)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(yùn)行中汽水外排所帶走的熱量，主要是由于啟動(dòng)過程中冷熱態(tài)清洗所帶走的熱量、無BCP啟動(dòng)系統(tǒng)為了保證啟動(dòng)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(jī)組鍋爐蒸汽吹灰也是汽水損失較大的一項(xiàng)，包括：鍋爐本體吹灰、預(yù)熱器吹灰（機(jī)組啟動(dòng)或停止過程中，在煤油混燒或等離子點(diǎn)火煤粉燃燼率較低時(shí)還要進(jìn)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(jī)的容量也加大，特別是引風(fēng)機(jī)容量增加更多，主要是因?yàn)榄h(huán)保要求的提高，新機(jī)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(jī)。所以降低廠用率鍋爐運(yùn)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(jī)均采用了動(dòng)葉可調(diào)式風(fēng)機(jī)，所以降低風(fēng)機(jī)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(yùn)行中加強(qiáng)對煙風(fēng)道漏風(fēng)情況的檢查，發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)及時(shí)聯(lián)系檢修維護(hù)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(yùn)行。對于直吹式制粉系統(tǒng)，降低磨煤機(jī)耗電率的主要措施是：根據(jù)負(fù)荷和運(yùn)行各磨煤機(jī)的出力，及時(shí)控制投運(yùn)磨煤機(jī)的臺(tái)數(shù)，保持磨煤機(jī)在最佳出力運(yùn)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(dòng)態(tài)分離器變頻轉(zhuǎn)速的偏差值，控制煤粉細(xì)度在最佳細(xì)度范圍內(nèi)。

結(jié)語

用運(yùn)行調(diào)整的措施降低機(jī)組供電煤耗，需在工況變化時(shí)認(rèn)真分析各參數(shù)的變化趨勢，調(diào)整某個(gè)參數(shù)時(shí)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(jī)電耗，但同時(shí)又可能因風(fēng)量不足而造成機(jī)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(jī)的電耗率，本文只對鍋爐主要輔機(jī)耗電率進(jìn)行了分析，實(shí)際運(yùn)行中還要對汽輪機(jī)輔機(jī)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(jìn)行分析，找出輔機(jī)最優(yōu)化運(yùn)行方式，以降低輔機(jī)電耗率。

[1]史晶晶.大型火電機(jī)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(huì)，2013.

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