淺析降低大型火力發(fā)電機(jī)組廠用電率的措施
摘要ˇ 廠用電率是衡量火力發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性能的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)之一ˇ文章分析了華能德州電廠6號(hào)機(jī)組ˇ660 MWˇˇ在深挖高壓6 kV輔機(jī)上存在的節(jié)電潛力ˇ以及在降低機(jī)組廠用電率方面所采取的一系列措施。通過(guò)優(yōu)化輔機(jī)運(yùn)行方式、技術(shù)改造、加強(qiáng)運(yùn)行管理等方法ˇ使6號(hào)機(jī)組廠用電率得到了較大幅度的降低ˇ由投產(chǎn)初期的5.8%以上降低到ˇ在的5.4%以下ˇ達(dá)到了節(jié)電降耗的目的。 關(guān)鍵詞ˇ 發(fā)電機(jī)組ˇ廠用電率ˇ節(jié)電措施ˇ發(fā)電廠
華能德州電廠6號(hào)機(jī)組ˇ660 MWˇ是山東電網(wǎng)單機(jī)容量最大的2臺(tái)火力發(fā)電機(jī)組之一ˇ鍋爐由德國(guó)巴布考克ˇBABCOCKˇ公司制造ˇ為亞臨界參數(shù)自然循環(huán)汽包爐ˇ制粉系統(tǒng)配備6臺(tái)BABCOCK公司制造的雙進(jìn)雙出、正壓直吹筒式鋼球磨煤機(jī)ˇ于2002年10月13日完成168h連續(xù)滿負(fù)荷試運(yùn)行后投入生產(chǎn)。華能德州電廠6號(hào)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電初期ˇ單機(jī)綜合廠用電率(包含外圍除灰、化學(xué)、輸煤系統(tǒng)廠用電)經(jīng)常在5.8ˇ以上ˇ華能德州電廠在深挖節(jié)電潛力ˇ降低6號(hào)機(jī)組廠用電率方面采取了一系列措施。
1 機(jī)組節(jié)電潛力分析ˇ
廠用電主要ˇ耗在經(jīng)常連續(xù)運(yùn)行的鍋爐及汽機(jī)系統(tǒng)的6 kV輔機(jī)上ˇ風(fēng)煙、制粉、循環(huán)水三大輔助系統(tǒng)的設(shè)備用電量占全部廠用電量的70%～75ˇ左右ˇ1ˇˇ因此ˇ深挖高壓輔機(jī)節(jié)電潛力ˇ減少風(fēng)煙、制粉、循環(huán)水三大系統(tǒng)輔機(jī)耗電量ˇ是降低機(jī)組廠用電率的關(guān)鍵ˇ2ˇ。 1.1制粉系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)的節(jié)電潛力分析
(1) 6號(hào)機(jī)組一次風(fēng)機(jī)為入口靜葉調(diào)節(jié)離心式風(fēng)機(jī)ˇ依靠風(fēng)機(jī)入口擋板調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)出力ˇ一次風(fēng)壓跟蹤鍋爐負(fù)荷變化。由于一次風(fēng)壓設(shè)計(jì)值偏高ˇ且風(fēng)壓隨機(jī)組負(fù)荷變化小ˇ當(dāng)機(jī)組在400～500 MW低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)(鍋爐不投油穩(wěn)燃負(fù)荷為400 MW)。低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)ˇ一次風(fēng)壓仍維持較高水平ˇ9.0 kPa左右ˇˇ使磨煤機(jī)攜帶風(fēng)調(diào)節(jié)擋板節(jié)流損失增大ˇ一次風(fēng)機(jī)電耗增加。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題ˇ華能德州電廠修正了DCS內(nèi)部一次風(fēng)壓曲ˇˇ增加了運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定風(fēng)壓模塊ˇ在機(jī)組負(fù)荷為550～660 MW之間時(shí)ˇ維持一次風(fēng)壓為9.0～10.0 kPaˇ當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降至400～450 MW時(shí)ˇ適當(dāng)降低一次風(fēng)壓至7.5～8.0 kPaˇ使低負(fù)荷期間磨煤機(jī)攜帶風(fēng)調(diào)節(jié)板開(kāi)度增大ˇ減少了磨煤機(jī)攜帶風(fēng)電動(dòng)調(diào)節(jié)擋板的節(jié)流損失�！�
(2) 由于空預(yù)器漏風(fēng)率較大ˇ漏風(fēng)損失造成風(fēng)機(jī)電耗增大ˇ同時(shí)ˇ由于空預(yù)器積灰較為嚴(yán)重ˇ造成部分蓄熱片腐蝕ˇ致使機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)空預(yù)器煙側(cè)壓差高達(dá)2.4～2.5 kPaˇ遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值1.2 kPaˇ導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)電耗增大。對(duì)此ˇ在機(jī)組檢修期間ˇ將空預(yù)器密封裝置更換為可調(diào)式密封ˇ并更換了已腐蝕損壞的蓄熱片ˇ降低了空預(yù)器漏風(fēng)率ˇ減少了風(fēng)煙阻力ˇ同時(shí)ˇ為了避免空預(yù)器低溫腐蝕ˇ損壞蓄熱片ˇ運(yùn)行時(shí)需根據(jù)環(huán)境溫度變化及時(shí)投入暖風(fēng)器ˇ將空預(yù)器蒸汽吹灰替換為乙炔脈沖吹灰裝置ˇ優(yōu)化了吹灰運(yùn)行方式ˇ使空預(yù)器積灰得到控制ˇ煙側(cè)壓差可以維持在1.2 kPa以下ˇ降低了風(fēng)機(jī)電耗�！�
(3) 機(jī)組投產(chǎn)初期磨煤機(jī)故障率較高ˇ磨煤機(jī)ˇ切換次ˇ數(shù)較多ˇ啟停頻繁。因磨煤機(jī)啟、停邏輯設(shè)ˇ計(jì)繁瑣ˇ從ˇ而延長(zhǎng)了切換2臺(tái)磨煤機(jī)并列運(yùn)行的ˇ時(shí)間ˇ增ˇ加了磨煤機(jī)的空載電耗。通過(guò)改良檢修工藝ˇ降低了磨煤機(jī)故障率ˇ減少了磨煤機(jī)ˇ缺切換次數(shù)ˇ修改簡(jiǎn)化了磨煤機(jī)啟、停步驟ˇ刪除了一些不必要的步驟ˇ將磨煤機(jī)啟動(dòng)、停止時(shí)間由原30 min縮短為15 min左右�！�
(4) 6號(hào)爐磨煤機(jī)為雙進(jìn)雙出鋼球磨ˇ由于鍋ˇ爐實(shí)際燃ˇ用煤種與設(shè)計(jì)煤種有差別ˇ鋼球?qū)嶋H磨損率與供貨廠家提供的鋼球添加公式存在較大誤差ˇˇ致使投ˇ產(chǎn)初期需補(bǔ)充鋼球數(shù)量偏多ˇ磨煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行功率上升ˇ增大了廠用電量。經(jīng)不斷摸索積累經(jīng)驗(yàn)ˇ運(yùn)行人員調(diào)整了磨煤機(jī)充球頻率ˇ通過(guò)合理ˇ計(jì)劃對(duì)ˇ磨煤機(jī)補(bǔ)充鋼球ˇ在保證磨煤機(jī)出力的情ˇ況下ˇ使ˇ磨煤機(jī)平均運(yùn)行功率由原來(lái)1 430 kW降低到1 370 kW左右。ˇ
(5) 磨煤機(jī)油站邏輯設(shè)計(jì)不盡合理ˇ原設(shè)計(jì)磨煤機(jī)頂瓦油壓低時(shí)ˇ無(wú)延時(shí)跳磨煤機(jī)ˇ頂瓦油泵出口濾網(wǎng)堵塞無(wú)法實(shí)ˇ在ˇ清理。磨煤機(jī)跳閘不僅使鍋爐燃燒不穩(wěn)定ˇ同時(shí)也增加了磨煤機(jī)切換次數(shù)ˇ使電耗增加。經(jīng)過(guò)多次攻關(guān)試驗(yàn)和分析論證ˇ我們將磨煤機(jī)頂瓦油系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造ˇ將磨煤機(jī)頂瓦油壓低跳磨煤機(jī)增加了50 min延時(shí)ˇ實(shí)ˇ了頂瓦油泵出口濾網(wǎng)堵塞在ˇ清理ˇ進(jìn)一步減少了磨煤機(jī)切換次數(shù)ˇ同時(shí)保證了鍋爐燃燒穩(wěn)定。
(6) 合理安排磨煤機(jī)組合運(yùn)行方式ˇ正常情況下ˇ6號(hào)機(jī)組4臺(tái)磨煤機(jī)組合可以帶550 MW負(fù)荷ˇ5臺(tái)磨煤機(jī)組合可以帶660 MW額定負(fù)荷ˇ如果機(jī)組負(fù)荷曲ˇ在550～580 MW之間時(shí)ˇ第5臺(tái)磨煤機(jī)出力不足額定出力的30ˇˇ運(yùn)行很不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)5、6號(hào)機(jī)組均運(yùn)行在不經(jīng)濟(jì)負(fù)荷時(shí)ˇ運(yùn)行人員及時(shí)與值長(zhǎng)溝通ˇ請(qǐng)示調(diào)度ˇ合理調(diào)整5、6號(hào)機(jī)組負(fù)荷曲ˇˇ使啟動(dòng)第5臺(tái)磨煤機(jī)的機(jī)組盡量多帶負(fù)荷ˇ節(jié)省廠用電ˇ耗。
(7) 6號(hào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)為定速、電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸流式動(dòng)葉可調(diào)送風(fēng)機(jī)ˇ由于DCS內(nèi)部原設(shè)計(jì)二次風(fēng)壓偏高ˇ低負(fù)荷時(shí)二次風(fēng)擋板節(jié)流較大ˇ增加了送風(fēng)機(jī)電耗。對(duì)此ˇ結(jié)合鍋爐燃燒情況ˇ我們將各二次風(fēng)口手動(dòng)調(diào)節(jié)擋板由原50ˇ開(kāi)度增大到80ˇ～100ˇ。同時(shí)修正了DCS內(nèi)部二次風(fēng)壓曲ˇˇ將滿負(fù)荷ˇ660 MWˇ時(shí)ˇ二次風(fēng)壓從2.5 kPa降為1.85 kPaˇ使運(yùn)行中二次風(fēng)電動(dòng)擋板開(kāi)度增大ˇ減少了擋板節(jié)流帶來(lái)的廠用電損耗。 1.2循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)電潛力分析及節(jié)電措施
(1) 華能德州電廠6號(hào)機(jī)組設(shè)有定速運(yùn)行循環(huán)水泵3臺(tái)ˇ正常運(yùn)行采取2運(yùn)1備的運(yùn)行方式ˇ為降低循環(huán)水泵電耗ˇ經(jīng)過(guò)論證ˇ在環(huán)境溫度較低的冬季ˇ運(yùn)行1臺(tái)循泵就可以滿足凝汽器冷卻水和真空的要求ˇ降低了廠用電ˇ耗。
(2) 投產(chǎn)初期膠球清洗收球不正�！�(jīng)常收不到球ˇ為回收膠球不得不開(kāi)啟第3臺(tái)循泵提高循環(huán)水壓力。經(jīng)對(duì)膠球清洗系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整ˇ選擇規(guī)格合適的膠球ˇ將膠球泵收球時(shí)間由1 h延長(zhǎng)到3～5 hˇ實(shí)ˇ了膠球清洗運(yùn)行正常ˇ收球時(shí)不再開(kāi)啟第3臺(tái)循環(huán)水泵ˇ避免了因收球帶來(lái)的循環(huán)水廠用電損失�！�
(3) 機(jī)組停止后ˇ由于循環(huán)水系統(tǒng)需經(jīng)開(kāi)式水系統(tǒng)ˇ主機(jī)潤(rùn)滑油、空壓機(jī)提供冷卻水源ˇ導(dǎo)致循環(huán)水泵、開(kāi)式水泵少用戶運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)ˇ使廠用電增加ˇ對(duì)此ˇ為主機(jī)潤(rùn)滑油增加了一路工業(yè)水源作為備用ˇ停機(jī)后主機(jī)潤(rùn)滑油冷卻水切至工業(yè)水ˇ空壓機(jī)冷卻水切至鄰機(jī)供給ˇ使循環(huán)水泵無(wú)用戶后可以得到及時(shí)停運(yùn)。 1.3運(yùn)行管理及設(shè)備運(yùn)行方式 1.3.1 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)輔助系統(tǒng)的節(jié)電措施ˇ
(1) 合理調(diào)整真空泵運(yùn)行方式ˇ根據(jù)6號(hào)機(jī)組汽機(jī)真空嚴(yán)密性較好和真空泵出力較大的實(shí)際情況ˇ將真空泵運(yùn)行方式由2臺(tái)泵運(yùn)行、1臺(tái)泵備用改為1臺(tái)真空泵運(yùn)行、2臺(tái)真空泵備有 �！�
(2) 磨煤機(jī)停運(yùn)后即停止出口分離器電機(jī)運(yùn)行�！�
(3) 磨煤機(jī)啟動(dòng)后即停止磨頂軸油泵運(yùn)行。ˇ
(4) 除渣溢流水池溢流水泵由連續(xù)運(yùn)行調(diào)整為間斷運(yùn)行ˇ當(dāng)溢流池水位高或灰水制漿時(shí)再開(kāi)啟溢流水泵運(yùn)行。使溢流水泵運(yùn)行時(shí)間由原來(lái)每天24 h縮短到2～3 h。ˇ
(5) 機(jī)組低負(fù)荷時(shí)ˇ控制氧量不超過(guò)6.0ˇˇ避免過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)大ˇ進(jìn)一步減少風(fēng)機(jī)電耗�！�
(6) 凝汽器補(bǔ)水方式由凝輸泵補(bǔ)水改由依靠凝汽器真空虹吸補(bǔ)水ˇ機(jī)組正常運(yùn)行期間凝輸泵停運(yùn)ˇ使凝輸泵用電大幅降低�！� 1.3.2 停機(jī)后的節(jié)電措施ˇ
機(jī)組停運(yùn)過(guò)程中及停運(yùn)后ˇ由于平均負(fù)荷低ˇ甚至不帶負(fù)荷ˇ輔機(jī)系統(tǒng)ˇ對(duì)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)ˇ必然增大機(jī)組廠用電率ˇ因此ˇ合理安排停機(jī)過(guò)程中輔機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行方式ˇ輔機(jī)達(dá)到停運(yùn)條件時(shí)及時(shí)停運(yùn)ˇ盡量縮短輔機(jī)運(yùn)行時(shí)間ˇ也是降低廠用電率的有效措施。
2 有待挖掘的節(jié)電潛力ˇ
火力發(fā)電廠節(jié)電主要應(yīng)在加強(qiáng)運(yùn)行管理和設(shè)備改造等方面采取措施ˇ由于設(shè)備改造需要工期長(zhǎng)ˇ投資大ˇ很多需要在機(jī)組停機(jī)檢修期間完成ˇ而部分設(shè)備運(yùn)行方式的變更也需要科學(xué)論證后ˇ才可以實(shí)施。目前ˇ華能德州電廠6號(hào)機(jī)組仍舊存在一些節(jié)電潛力ˇ有待論證后ˇ利用適當(dāng)?shù)臋C(jī)會(huì)改造設(shè)備ˇ調(diào)整運(yùn)行方式后實(shí)ˇ。ˇ
(1) 根據(jù)6號(hào)爐制粉系統(tǒng)ˇ狀ˇ3臺(tái)磨煤機(jī)就可以帶450 MW負(fù)荷ˇ但由于鍋爐始終存在較嚴(yán)重的結(jié)焦問(wèn)題ˇ低負(fù)荷下ˇ鍋爐落焦可能造成燃燒不穩(wěn)定ˇ出于機(jī)組運(yùn)行安全考慮ˇ機(jī)組在400 MW負(fù)荷下仍采用4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行組合ˇ增加了低負(fù)荷下制粉電耗。在完全控制或ˇ除鍋爐結(jié)焦問(wèn)題后ˇ當(dāng)機(jī)組負(fù)荷小于450 MW時(shí)ˇ可以嘗試3臺(tái)磨煤機(jī)組合運(yùn)行ˇ進(jìn)一步節(jié)約了制粉系統(tǒng)廠用電量�！�
(2) 目前ˇ磨煤機(jī)可以實(shí)ˇ單側(cè)給煤機(jī)運(yùn)行ˇ當(dāng)一側(cè)給煤機(jī)或下煤管道發(fā)生缺ˇ后ˇ可以不停運(yùn)磨煤機(jī)ˇ實(shí)ˇ給煤機(jī)單側(cè)運(yùn)行ˇ但是當(dāng)一側(cè)給粉管路或一側(cè)分離器故障時(shí)ˇ仍需要停磨煤機(jī)對(duì)分離器進(jìn)行檢修ˇ按設(shè)計(jì)單側(cè)分離器ˇ出粉管ˇ運(yùn)行是允許的ˇ建議生產(chǎn)部門(mén)試驗(yàn)論證ˇ做好單側(cè)分離器運(yùn)行調(diào)試ˇ減少因單側(cè)粉管路缺ˇ造成的磨煤機(jī)切換�！�
(3) 引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)為恒速運(yùn)行離心式風(fēng)機(jī)ˇ機(jī)組帶滿負(fù)荷時(shí)ˇ風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度僅為60ˇ左右ˇ對(duì)于電網(wǎng)調(diào)峰機(jī)組來(lái)說(shuō)ˇ風(fēng)機(jī)效率低ˇ電耗偏大ˇ尤其在低負(fù)荷時(shí)ˇ電耗損失更大ˇ因此ˇ可以考慮將風(fēng)機(jī)傳動(dòng)裝置改用高壓變頻電機(jī)ˇ以節(jié)約廠用電�！�
(4) 機(jī)組的廠用電率與機(jī)組負(fù)荷關(guān)系密切ˇ如果機(jī)組平均負(fù)荷高ˇ廠用電率將明ˇ降低ˇ6號(hào)機(jī)組主、輔ˇ機(jī)設(shè)計(jì)裕量均偏大ˇ目前ˇ6號(hào)機(jī)組已經(jīng)進(jìn)行了720 MW穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行試驗(yàn)ˇ計(jì)劃申請(qǐng)修改機(jī)組容量。
(5) 循環(huán)水泵電機(jī)單速改雙速ˇ在環(huán)境溫度低時(shí)ˇ采用低速運(yùn)行ˇ此改造投資較小ˇ易于實(shí)ˇˇ可以節(jié)約較多廠用電�！�
(6) 目前ˇ6號(hào)機(jī)組共布置400 V檢修變壓器2臺(tái)ˇ汽機(jī)檢修變和鍋爐檢修變ˇˇ機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)ˇ這2個(gè)變壓器基本不帶負(fù)荷ˇ變壓器空載損耗增加了廠用電ˇ耗ˇ我們可以嘗試在兩檢修段之間設(shè)計(jì)一合適容量的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)ˇ機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)停運(yùn)1臺(tái)檢修變ˇ實(shí)ˇ變壓器冷備用ˇ減少了熱備用變壓器的空載損耗。另外ˇ5、6號(hào)機(jī)組的化水變ˇ循水變同樣可以經(jīng)適當(dāng)改造ˇ實(shí)ˇ同類型變壓器一運(yùn)一備ˇ定期切換ˇ達(dá)到變壓器冷備用ˇ降低空載損耗的目的。按變壓器平均空載損耗3ˇ計(jì)算ˇ實(shí)ˇ冷備用后ˇ僅檢修變每年就可節(jié)電131 400 kW·h�！�
2003、2004年同期6號(hào)機(jī)組部分指標(biāo)比較值見(jiàn)ˇ表1。ˇ2003、2004年部分月份6號(hào)機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)值見(jiàn)表2。
表1 2003、2004年同期6號(hào)機(jī)組部分指標(biāo)比較統(tǒng)計(jì)
發(fā)電量/ˇ kW·h 廠用電量/ˇ萬(wàn)kW·h 運(yùn)行時(shí)ˇ間/h 負(fù)荷ˇ率/ˇ 綜合廠用ˇ電率/ˇ 2003年1～10月 258215.615 4525 227 74.8 5.98 2004年1～10月 318 271.5 17 839 6 516 74.0 5.61
表2 2003、2004年部分月份6號(hào)機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
2003年8月 2004年1月 2004年10月 制粉、風(fēng)煙、循環(huán)水ˇ三大系統(tǒng)電耗率/ˇ 4.43 3.91 3.77 綜合廠用電率/ˇ 5.98 5.74 5.22
由表1、表2可看出ˇ在同等負(fù)荷條件下ˇ采取各ˇ節(jié)電措施后ˇ2004年1～10月6號(hào)機(jī)組綜合廠用電率與去年同期比較明ˇ下降ˇ三大系統(tǒng)耗電率、綜合廠用電率呈降低趨勢(shì)ˇ節(jié)電降耗效果ˇ著。
3 參考文ˇˇ
ˇ1ˇ徐甫榮.發(fā)電廠輔機(jī)節(jié)能改造技術(shù)方案分析.電氣傳動(dòng)自動(dòng)化ˇ2004ˇˇ1ˇˇ1～2.ˇ ˇ2ˇ劉玉寧.電廠廠用電率及其對(duì)策.東方電氣評(píng)論ˇ2002ˇˇ9ˇˇ158～159.
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