降低600MW超臨界火力發電機組廠用電率

牛躍宏

摘 要：廠用電率是影響供電煤耗的主要因素之一。本公司近年來在減低廠用電率方面采取了汽泵代替電泵向鍋爐上水啟動、機組半側啟動、改變凝結水泵運行方式、優化循環水泵運行方式等有效措施，取得了一定成效。

關鍵詞：廠用電率；煤耗；汽泵代替電泵；凝泵改造；循環水泵優化

河北西柏坡發電第二有限責任公司裝有兩臺600MW超臨界火力發電機組。自2006年投產以來，各項運行指標在全國處于中下游水平，尤其是供電煤耗，高于同行業對標機組，影響了企業經濟效益，不利于企業競爭。

1 本機組設備配置規范

河北西柏坡第二發電有限責任公司#5、#6鍋爐為北京巴布科克·威爾科克斯（B&WB）有限公司生產的B&WB-1950/25.41-M型超臨界直流鍋爐。

鍋爐為超臨界參數、單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、固態排渣、全鋼構架、露天布置的P型爐。鍋爐采用中速磨冷一次風機正壓直吹式制粉系統，吸、送風機為一級動葉調整軸流式風機，一次風機為兩級動葉調整軸流式風機。各風機均為兩臺50%MCR容量配置。

2 本機組采取的降低廠用電方案

2.1 機組啟動過程中

600MW超臨界機組冷態啟動時間較長，尤其是冬天，環境溫度較低，鍋爐預熱、升溫升壓、汽機暖機都需要較長時間，在將近6、7h的開機過程中，由于初期沒有生產電能，后期電量負荷較低，而輔機始終在長時間大功率運行，利用率非常低，而耗電量卻不少。那么通過實踐，我們采取優化各輔機啟動時機，以縮短其實際運行時長，達到節約廠用電的目的。

2.1.1 汽給水泵代替電動給水泵運行

本機組設計用電動給水泵為鍋爐上水，功率大，耗電量大。經過分析，汽泵前置泵出口壓力為2.426MPa，揚程為145mH2O，而鍋爐標高僅約60m，加上系統沿程阻力，也足以滿足鍋爐上水需要。而其額定功率功率僅為630kw，還不到電動給水泵的十分之一。因此創造性的改用汽泵前置泵給鍋爐上水，大大節省了廠用電。當鍋爐點火時，爐膛需要大流量時，再開啟電動給水泵滿足鍋爐需求。

2.1.2 鍋爐吸風機、送風機半側啟動

按照正常啟動方式，鍋爐點火前，啟動全部兩臺吸風機、兩臺送風機、兩臺一次風機，調整30%MCR風量正常，才能點火。由風機啟動一直到機組帶300MW負荷需要4～5h，六臺大型風機不間斷運行，耗電不菲。

根據在機組正常運行中，鍋爐風機可以解列半側消缺的操作經驗，吸、送、一次風機容量均為50%MCR，在機組負荷降至300MW時就可以實現風機半側運行。由此可以推定，在機組啟動期間，鍋爐風量只需30%MCR，啟動半側風機完全能夠滿足鍋爐啟動的要求。只不過在負荷到達300MW時，將另外一側風機恢復運行即可。按照這一設想，本機組進行了多次風機半側鍋爐點火啟動，對燃燒幾乎沒有影響，得到成功驗證。

2.2 機組正常運行中

2.2.1 降低鍋爐煙氣含氧量

鍋爐燃燒中，氧量的大小決定了著火狀況、飛灰可燃物的大小、排煙溫度等等，并與煤耗緊緊相關。同時，氧量大，風機電耗會相應增加，氧量小，風機電耗就會相應較低。根據燃燒狀況，選擇合適的較低的氧量也是降低廠用電率的一項重要措施。鍋爐吸風機、送風機風機均為6KV高壓動力，如果每臺風機能夠降低20A電流，四臺風機每天就要節約很大一部分廠用電。因此，對值班員提出了很高的要求。通過改變績效考評軟件中氧量分值的權重，增強值班員對氧量調節的重視，加強了調節頻率，達到節電、節煤的目的。

2.2.2 凝結水系統運行方式的改造

目前，本機組已經實現一臺凝結水泵變頻控制轉速。經過對凝結水系統的認真分析研究，發現機組正常運行時，除氧器主調門、副調門始終處在開度在30%～70%之間，節流損失明顯，從而造成凝泵變頻器始終處于較高轉速，不能最大限度發揮凝泵變頻節能的優勢。

改造方案：

（1）凝結水系統原運行方式：正常運行時，除氧器主調門、副調門始終處在開度在30%～70%之間，調節除氧器水位，而凝泵變頻器處于較高轉速，保證凝結水母管壓力。

（2）改造后的凝結水系統運行方式：在高負荷時，將除氧器主調門、副調門開展，消除節流損失，利用變頻器改變凝泵轉速來改變凝泵出力，滿足除氧器水位要求；在低負荷時，凝泵變頻器轉速逐漸降至最低，在保證凝泵出口壓力不到聯鎖值的情況下，利用除氧器主調門、副調門調節除氧器水位。為了解決低負荷時凝泵出口母管壓力低影響給水泵密封水壓力，增加一臺低壓給水泵密封水升壓泵。

（3）修改凝泵備用泵聯泵定值為1.0Mpa，當變頻凝泵轉速降到最低時，提前及時關小除氧器主調門、副調門實現保證凝結水壓力和除氧器水位。

2.2.3 優化循環水泵運行方式

三臺大功率循環水泵長期運行，是汽機動力的耗電大戶。根據各個季節環境溫度的高低以及機組負荷對冷卻水量的需求，采取了如下方案：

（1）對其中一臺循環水泵進行高低速改造。在冬季循壞水量要求小時，一臺循環水泵改為低速運行，循環水泵的運行電流為170A左右，比高速運行時的電流230A降低了整整60A，大大節省了電能。

（2）對另一臺循環水泵進行變頻改造。當變頻循環水泵在最低轉速時，電流可以降到70A，可以更加靈活的根據機組真空調節循環水泵轉速，保證真空度和耗電量相兼容。

現三臺循環水泵運行方式優化為：

（1）冬季環境溫度低時，保持一臺低速泵和一臺變頻泵運行，變頻泵根據機組負荷及時調節轉速，工頻泵保持備用狀態。

（2）夏季環境溫度高時，將低速泵轉換成高速運行，保持一臺高速泵和一臺變頻泵運行，變頻泵根據機組負荷及時調節轉速，另一臺高速工頻泵根據環境溫度和機組負荷進行啟停滿足冷卻水量需求。

經過運行方式優化，不但降低了廠用電率，還增加了循環水系統運行的靈活性，減輕了冬季涼水塔結冰、掛冰現象。

參考文獻

[1]600MW火電機組節能對標指導手冊[M].中國電力出版社，2009.

[2]范鑫，秦建明，李明，等.超臨界600MW汽輪機運行方式的優化研究[J].動力工程學報，2012，32（5）：356-361.

（作者單位：河北西柏坡發電有限責任公司）