火電廠機(jī)組性能優(yōu)化系統(tǒng)介紹與節(jié)能降耗策略探討

李曙光+閆開藝

摘 要：如何降低發(fā)電煤耗，是我們各個(gè)發(fā)電企業(yè)面臨的最重要任務(wù)，大家采用的節(jié)能降耗方法也各不相同，總體可分為兩類：第一類是通過設(shè)備技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)；第二類是通過計(jì)算機(jī)優(yōu)化模型實(shí)現(xiàn)。該文通過介紹銅山華潤2臺(tái)百萬機(jī)組的性能優(yōu)化平臺(tái)功能，探討機(jī)組節(jié)能降耗的相關(guān)策略。

關(guān)鍵詞：性能優(yōu)化 節(jié)能降耗 分析

中圖分類號(hào)：TK39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（c）-0061-02

現(xiàn)在大部分電廠都實(shí)施了機(jī)組實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)（也叫SIS系統(tǒng)），將現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，通過MIS網(wǎng)發(fā)布，使各位專工可以在任何地點(diǎn)實(shí)時(shí)了解電廠情況。但隨著采集的數(shù)據(jù)量越來越多，通過什么方式從多達(dá)幾十億條的海量數(shù)據(jù)中取出關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，成為擺在各位專工面前的難題。對(duì)這些紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，不但需要專業(yè)技能，更需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)挖掘能力。

該公司2015年上線的銅山性能優(yōu)化系統(tǒng)，旨在總結(jié)分析火電廠運(yùn)行過程數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過性能計(jì)算模型提煉影響煤耗的關(guān)鍵數(shù)據(jù)及指標(biāo)，并通過各種直觀的圖形模塊指導(dǎo)專業(yè)人員采取切實(shí)可行的節(jié)能降耗措施。如提高真空、保證給水溫度、加強(qiáng)燃燒調(diào)整、減少泄漏和工質(zhì)損失、節(jié)省廠用電等。

1 能耗指標(biāo)分析

1.1供電煤耗

對(duì)于發(fā)電企業(yè)而言，衡量一個(gè)發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性的好壞，就是要看它的綜合指標(biāo)——發(fā)電成本，即對(duì)外供1°電所需的成本費(fèi)用。火電廠的成本費(fèi)用包括燃料費(fèi)、水費(fèi)、人員工資、基本折舊費(fèi)、修理費(fèi)等。在各項(xiàng)費(fèi)用中，燃料費(fèi)占的比例最大，約占總成本的70%左右，這就意味著火電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵是減少燃料消耗量。

對(duì)于燃煤火電企業(yè)來說，燃料消耗量就是指“煤耗”。考察節(jié)能降耗的一個(gè)重要指標(biāo)就是“供電煤耗”——每千瓦時(shí)上網(wǎng)電量所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤的量。

1.2 分析依據(jù)

能耗指標(biāo)分析是指通過對(duì)影響供電煤耗的能耗指標(biāo)的實(shí)際值與設(shè)計(jì)值或目標(biāo)值的對(duì)比，分析能耗指標(biāo)偏差，發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中經(jīng)濟(jì)性方面存在的問題，從而為運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整、設(shè)備治理和節(jié)能改造提供依據(jù)和方向。

能耗指標(biāo)分析應(yīng)堅(jiān)持實(shí)時(shí)分析與定期分析相結(jié)合，定性分析和定量分析相結(jié)合，單項(xiàng)指標(biāo)分析與綜合指標(biāo)分析相結(jié)合的原則。

2 供電煤耗率指標(biāo)體系

火力發(fā)電廠一臺(tái)單元機(jī)組的設(shè)備、系統(tǒng)約有100項(xiàng)各類技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因各個(gè)電廠發(fā)電的主、輔設(shè)備及系統(tǒng)各個(gè)不相同，故構(gòu)成技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系的指標(biāo)數(shù)目也各異。

該系統(tǒng)把火力發(fā)電廠供電煤耗率的指標(biāo)體系分為三級(jí)，即3個(gè)層次。

一級(jí)指標(biāo)：供電煤耗率。

二級(jí)指標(biāo)：影響一級(jí)指標(biāo)的直接指標(biāo)：汽機(jī)熱耗率、鍋爐效率、廠用電率。

三級(jí)指標(biāo)：影響二級(jí)指標(biāo)的直接指標(biāo)。

三級(jí)指標(biāo)細(xì)分為：影響汽機(jī)熱耗的指標(biāo)包括可控指標(biāo)（主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、凝汽器真空、凝汽器端差、凝結(jié)水過冷度、循環(huán)水入口溫度）和不可控指標(biāo)（高壓缸效率、再熱壓損、中壓缸效率）。

影響鍋爐效率的指標(biāo)包括可控指標(biāo)（給水溫度、飛灰含碳量、送風(fēng)溫度、排煙溫度、爐膛氧量、過熱器減溫水流量、再熱器減溫水流量）和不可控指標(biāo)（空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率）。

影響廠用電率的指標(biāo)包括一次風(fēng)機(jī)電耗率、送風(fēng)機(jī)電耗率、引風(fēng)機(jī)電耗率、磨煤機(jī)電耗率、汽泵前置泵電耗率、制粉電耗率、循環(huán)水泵電耗率、凝結(jié)水泵電耗率。

3 節(jié)能降耗分析

該系統(tǒng)通過計(jì)劃管控、能耗管控、運(yùn)行優(yōu)化、測點(diǎn)管控幾個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。

3.1 計(jì)劃管控

計(jì)劃管控的總體目標(biāo)就是把影響電廠經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的指標(biāo)通過和集團(tuán)下發(fā)的指標(biāo)、其他集團(tuán)指標(biāo)、往年指標(biāo)進(jìn)行綜合比較，找出差距更好地制定下一步計(jì)劃。

（1）計(jì)劃跟蹤。計(jì)劃跟蹤的主要目的是對(duì)影響電廠經(jīng)濟(jì)效益的指標(biāo)（發(fā)電量、供電煤耗、綜合廠用電率）進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。首先，會(huì)把集團(tuán)下發(fā)的計(jì)劃指標(biāo)進(jìn)行日分解。通過對(duì)電廠實(shí)際發(fā)電量、供電煤耗、綜合廠用電率和集團(tuán)下發(fā)的指標(biāo)進(jìn)行日、月、年比較，發(fā)現(xiàn)差距并指導(dǎo)電廠動(dòng)態(tài)調(diào)整每月計(jì)劃指標(biāo)。

（2）同業(yè)對(duì)標(biāo)。同業(yè)對(duì)標(biāo)是把該電廠最近2年的供電煤耗和廠用電率與五大發(fā)電集團(tuán)的指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)差距，并以偏差和柱狀圖比較的形式直觀展示出來。

（3）計(jì)劃分解。計(jì)劃分解分為月計(jì)劃和年計(jì)劃。月計(jì)劃是把電廠制定的計(jì)劃分解到月，通過對(duì)每個(gè)月的計(jì)劃值、完成值、偏差進(jìn)行環(huán)比和同比，發(fā)現(xiàn)降耗空間，制定下個(gè)月指標(biāo)計(jì)劃。年計(jì)劃通過最近幾年的指標(biāo)完成情況，制定下一年的降耗目標(biāo)。

（4）影響因素。影響因素是把影響煤耗的二級(jí)指標(biāo)放在一起進(jìn)行比較，通過比較發(fā)現(xiàn)降耗空間。

3.2 能耗管控

通過計(jì)劃管控模塊分析、對(duì)比制定出合理的月計(jì)劃和年計(jì)劃。下一步的任務(wù)就是通過什么方式完成計(jì)劃任務(wù)，哪些指標(biāo)對(duì)煤耗影響比較大，通過什么方式找出這些指標(biāo)，需要通過能耗模塊進(jìn)行查找和分析。

（1）能耗異常。

能耗異常分析目的是把一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)以及目標(biāo)值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)偏差，偏差較大的指標(biāo)即是對(duì)煤耗影響比較大的因素。

（2）能耗尋蹤。

能耗分布是通過樹目錄的形式展示了供電煤耗的計(jì)算過程，對(duì)影響煤耗的所有指標(biāo)有一個(gè)總覽的效果。而能耗尋優(yōu)的目的則更加明確，能耗尋優(yōu)通過雷達(dá)圖的展示方式，直觀地告訴運(yùn)行人員那個(gè)指標(biāo)偏離目標(biāo)值比較大，最終定位到三級(jí)指標(biāo)對(duì)煤耗的影響上。圖1中的偏離中心比較遠(yuǎn)的指標(biāo)（大黑點(diǎn)表示），說明對(duì)煤耗影響較大，應(yīng)及時(shí)調(diào)整。

3.3 運(yùn)行優(yōu)化

通過能耗管控模塊找到了對(duì)煤耗影響較大的最終指標(biāo)（三級(jí)指標(biāo)）。但是應(yīng)該怎么調(diào)整，哪些是可以調(diào)整了，哪些是人工沒法干預(yù)，每個(gè)指標(biāo)和目標(biāo)值具體偏差是多少，對(duì)煤耗影響是多少，將通過運(yùn)行優(yōu)化進(jìn)行展示分析。

（1）可控耗差。可控耗差目的把對(duì)煤耗影響的可控指標(biāo)列出來，通過圖形化展示，列出每個(gè)指標(biāo)偏差對(duì)煤耗的影響，通過專家知識(shí)庫給予指導(dǎo)。

（2）非可控耗差。非可控耗差目的把對(duì)煤耗影響的不可控指標(biāo)列出來，通過圖形化展示，列出每個(gè)指標(biāo)偏差對(duì)煤耗的影響。通過專家知識(shí)庫給予指導(dǎo)。

當(dāng)非可控耗差對(duì)煤耗影響較大時(shí)，就要及時(shí)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行清理檢修。

3.4 測點(diǎn)管控

測點(diǎn)管控是對(duì)電廠所有運(yùn)行指標(biāo)一個(gè)初步校驗(yàn)，把可能發(fā)生的故障消除在萌芽中。

超限監(jiān)控就是電廠溫度、壓力等相關(guān)指標(biāo)設(shè)計(jì)合理的報(bào)警限值，超過相應(yīng)限值就會(huì)及時(shí)報(bào)警，提示此指標(biāo)異常。

合理性異常監(jiān)控是把一些指標(biāo)看似正常，但已經(jīng)不合理的指標(biāo)把報(bào)警處理。

4 結(jié)語

該文主要從火電廠影響煤耗的指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)，按級(jí)一步步分析出對(duì)煤耗影響的主要指標(biāo)，并給出指導(dǎo)意見。該文所提出的各項(xiàng)技術(shù)措施在現(xiàn)場應(yīng)用后得到了很好的效果，同時(shí)也可被同類電廠所借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 王寧玲，張勇，楊勇平，等.600MW火電機(jī)組節(jié)能降耗分析與優(yōu)化措施[J].中國電力，2009（9）：55-57.

[2] 劉萬祥.火力發(fā)電廠機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行和輔助節(jié)能改造措施[J].電力設(shè)備，2015（7）.