深度調峰下燃煤機組運行方式對能耗的影響分析

董光鵬

（甘肅電投武威熱電有限責任公司，甘肅 武威 733000）

1 不同負荷狀態下機組能耗變化

在調峰過程中，因為汽輪機所具備的包括熱耗率、機組負荷、鍋爐效率等在內的因素均會影響機組的經濟運行模式，決定供電煤耗。分析機組的試驗數據可知，機組的經濟性參數見下表1 所示。

表1 機組經濟運行參數

（1）同一煤質下，負荷175MW 深調至140MW，負荷率降低10%，影響發電煤耗升高了5.63g/kW·h。另外配燒煤比例由66.93%升高至79.03%，入爐煤熱值由18.71MJ/kg 降低至18.25MJ/kg。140MW 工況下，發電煤耗完成326.94g/kW·h；同一煤質下，負荷從175MW 深調至105MW，負荷率降低20%，為了確保鍋爐燃燒穩定和脫硝入口煙溫，高熱值煤種耗量增加，入爐煤熱值由16.9MJ/kg 升高至17.98MJ/kg，影響發電煤耗升高了25.25g/kW·h。105MW 工況下，發電煤耗完成331.15g/kwh。

（2）機組深調期間，每深調1 萬kW·h 負荷，影響發電廠用電率平均升高0.0178%，由于發電廠用電率的升高，影響發電煤耗平均升高0.0569g/kW·h。

2 啟停過程中的能耗損失

通過計算法與試驗法計算機組啟停能耗的具體損失量，在實際計算過程中，試驗法存在一定的局限性，存在較大的偶然誤差，且測量難度較大，因此，本文直接使用計算方法計算，按迄今過程中的能耗損失，如今最為經常使用的計算方法主要為線性因子法，在該線性因子法計算過程中，直接將整個啟停過程分為多個階段，并且在損失因子計算過程中，考慮到這多個階段中不同的特點及影響因素，從而在經過線性求和之后獲得最終需要的損失量。一般情況下，完整啟停過程的環節主要是先開始進行降負荷，之后進行停運操作。而在停運后分別經過點火準備、點火升參數，以及沖轉并網等一系列操作，之后逐漸地使得負荷上升為熱穩定狀態，同時，對于這一系列過程中的燃煤能耗損失及比重進行分析，并根據最終分析結果，將有關的損失因子確定下來，進而明確整個啟停過程中所均分階段的損失。分析可知，在整個啟停過程中占據更高比重，而從點火到沖轉，再到之后的并網及升負荷等三個階段。因此，在探究啟停兩班制調峰運行方式過程中能耗的損失量的過程中，主要因素為熱態啟動時間的長短。一般情況而言，機組如果處于兩班制狀況時，其往往只會運行于不具備較高電力負荷的夜間，此時，其停機時間往往為6 ～8h，之后在早上才進行熱態啟動，由電廠當中實際機組熱態啟動流程可知，得出啟停過程中可以損耗56.5t 的煤量，確保最終的計算結果較為可靠。

3 啟停兩班制與均等低負荷運行經濟性比較

3.1 調峰臨界時間

供電過程中消耗煤的量將會隨著負荷的降低而出現升高趨勢，而此時，如果將均等低負荷調控運行模式應用于其中，那么整個機組設備會在負荷逐漸降低到最低值的夜間，持續消耗大量的燃煤量。如果機組長期低負荷運行，那么，就會影響電廠運行過程中可能會取得的經濟效益。而通過應用該機組啟停兩班制，會外啟停過程中消耗更多煤量。也因此，如果低谷時間相對較短，那么，應用該方法也并不合理。對此，低谷運行時間在機組兩種調控運行模式中，對于該模式所獲取經濟效益進行比較過程中關鍵性因素。而工作人員在這兩種運行方式選擇過程中，主要的選擇不同長短的調峰時間。而此時，如果調峰時間等于臨界時間，那么，用這兩種方式消耗同樣的能量。而如果相比于臨界時間而言，調峰時間過長，那么就盡可能地運用啟停兩班制的運行模式，獲取更高經濟效益；而如果調峰時間更短，那么，應用均等低負荷運行方法更為經濟。之后根據公式計算單臺機組不同運行模式下的經濟特性，且發現隨著發電經濟性的變化，實際電力需求量不會改變，如果電場中只有一臺機組獨自運行，那么，其臨界時間的確定不具備實際意義。而如果多臺機組同時工作進行時，總發電量固定時，為了提升電廠運行的經濟性，應合理調度機組的運行模式，采用更合理的啟停兩班制。如果整個電廠內所安部機組具備相同能耗，那么，在一定停運時間內，電場機組具體能耗不會產生影響。

3.2 不同負荷下調峰運行方式

本次電廠機組為350MW，應用擬合公式計算供電煤耗，只有在一定的負荷承受范圍內，保證調峰臨近時間同基本的運行規律相符合，機組啟動時間為5 小時，因此，當臨界時間低于5 小時時，可以忽略臨界時間，以此得到不同機組的經濟運行模式。

3.3 不同運行方式的經濟性分析

計算不同運行方式下機組的能耗，直接將機組能耗帶入公司內部，在計算出電場機組運行過程中所消耗煤炭的數量后，還深入地分析機組長期處于低負荷運行狀態之下，停機時間以及標煤損失量之間的關系，多數情況下，電廠中一臺發電機組進行調峰，將會大大降低整個發電廠的經濟性，而如果有兩臺機組共同應用，就能夠使電廠普遍具備更高的經濟效益，而如果調峰時間固定為10 小時的情況之下，那么一次機組調峰就可以節約標煤量為108t。

當1 臺機組長期處于停運狀態時，可以使用另外的機組，而該機組參與到啟停進行過程中，直接將其臨近時間固定為4 個小時，而如果啟停兩班制調峰時間為10 小時，可以節約標煤86 噸。當處于其他運行負荷時，可以根據以上計算方法計算經濟性，達到不同的兩班制運行模式。為了保證機組運行的可靠性，電廠應避免采用單機運行模式，盡量采用啟停兩班制方式，保證平均每次的調峰時間為10 小時，節約標煤量為120 噸。

通過分析可知，機組的容量同啟停兩班制運行模式能夠獲取的經濟效益成正相關。同時，在具備有相同負荷率的前提條件之下，電廠內部共同運行的機組數目以及啟停兩班制運行模式所獲取的經濟效益，也成正相關，而在此次實驗研究進行過程中，要準確計算機組啟停的具體消耗煤量，主要的參考依據在于機組設計時的有關參數，因為在一般情況下，機組運行啟停過程中，消耗的能量會隨著時間的延長而呈現下降趨勢。而在如今電場中電力結構以及新機組投運結構出現改變的前提條件下，機組在運行之后，其性能會隨著運行時間的提高而下降。此外，在電場進行深度調控過程中，其不再受限于就業分股查，因此，機組能夠在運行過程中長時間保持處于低負荷運行狀態，在此種模式應用過程中，應用啟停兩班制的模式，能夠獲取更高經濟效益并節省大量能量，同時，在其實際應用過程中，該模式的應用可能會受到多種因素影響，但由節能減排的角度思考，應充分重視此種運行模式的使用，以顯著提升電廠的經濟效益水平。

4 結語

通過分析350MW 機組運行模式，分析其供電煤耗情況，發現在長時間的調峰運行情況下，均等低負荷模式會增大供電煤耗，應采用啟停兩班制模式，可以在保證負荷量不變的前提下，增大機組容量，獲得明顯的經濟效益。又因為在啟停兩班制調峰模式應用過程中，有著臨界時間的確定，一旦低負荷時間較長，就具備明顯的經濟性。除此之外，隨著電網負荷率的下降，在電廠進行深度調控過程中，不會受到晝夜溫度差的限制。因此，應用該啟停兩班制運行方式，能夠在節省大量能源的同時，為電廠獲取更高經濟效益。