某厂300MW火电机组节能潜力分析

赵岳凡

大唐耒阳发电厂，湖南耒阳 421800

1 煤耗方面节能潜力分析

要想节约煤炭和降低发电成本，努力降低煤耗则是一个重要问题，因为全国煤炭消耗总量的百分之六十左右都是用于火力发电厂的每年用煤量，燃料成本约占火电厂发电成本的百分之七十以上。某电厂#1 机组1025T/H 锅炉为钢球磨直吹式燃烧系统，设计煤种为当地无烟煤，实际运行中入炉煤质波动较大，#1 机组供电煤耗上半年统计指标为345g/kwh，比国内同类型300MW 机组先进值325g/kwh 高出20g/kwh，煤耗方面消耗较大，究其原因分析如下：

1）燃烧调整的影响及对策

原因分析：炉不完全燃烧的情况下，明显能够造成飞灰可燃物的升高、炉渣含碳量的增大。煤粉粗，往往是燃烧调整比较困难的重要原因。由于磨煤机煤粉细度粗细不稳定，风门故障开度不准等原因造成燃烧不完全。煤粉炉运行经济性影响很大程度上受到煤粉细度的影响。尽管燃烧在细煤粉的环境下容易着火及燃烬，但是随之磨煤机的用电量也会相应增加。所以，应该从多个方面进行考虑经济性的问题，从而选择最合适的煤粉细度。一般来说，最合适的煤粉细度则是以机械末完全燃烧热损失、制粉电耗率、钢球损耗总和最小时的细度。

此外，该锅炉排烟温度远远高于设计值，也是影响煤耗升高的一个重要因素。受热面积灰严重、空预器换热效果不佳、漏风等是排烟温度升高的主要原因。

对策：尽量提高磨煤机出口温度，维持在120℃～160℃之间，保持适当的一次风压，以利煤粉着火；对于锅炉运行调整不当的情况应及时进行调整，同时，煤粉细度必须维持在5%左右；各辅机的运行方式同时应该进行优化；最佳配风方式应该在考虑煤质的情况下进行试验确定。优化锅炉吹灰方式、定期清洗空预器蓄热片、维持适当的炉膛负压运行，保持合理的烟气流速、增加尾部烟道受热面等都是降低排烟温度的有效措施。

2）真空度的影响及对策

原因分析：根据本地的实际情况，真空值应该为95kpa 左右，但是，由于各种因素的影响，在实际运行中，机组真空都在93kpa 左右，这样的真空严密性还有提高的空间，虽然试验合格但是还没有达到优良的条件。根据相关试验数据，在真空每下降1kpa 的情况下，煤耗上升约3g/kwh.

对策：为了提高汽机真空严密性，应及时查找系统漏点并设法消除。同时，定期进行真空严密性试验，定期进行胶球冲洗，及时清理凝汽器及循环水滤网杂物。为了提高汽机真空，还应该大流量进行冲洗凝汽器铜管内堵塞情况。

3）制粉系统等设备缺陷的影响

原因分析：对于该机组设计有四台双进双出钢球磨煤机来说，清扫分离器工作在磨煤机每运行一段时间后必须定期进行。制粉系统各风门挡板必须确保关闭严密，低负荷停磨清理或停机时清理。同时，由于其它设备的原因或调度的原因，机组经常不能满出力运行，机组经济性肯定受到低负荷率的影响，根据有关资料，负荷率每下降10%的情况下，煤耗上升3g/kWh ～4g/kWh。

对策：为了尽量减少设备对负荷的影响，应该利用低谷消缺，清理磨煤机分离器在煤粉细度变大的情况下显得尤为必要。对于设备的缺陷管理进行加强，能够力争做到处理及时、到位，并且尽量不返工处理或重复消缺。

4）煤计量仪器的影响

原因分析：煤量计量偏大往往是由于煤秤出现大的正偏差，这样必然导致煤耗上升，由此可见，煤耗的计量直接受到煤秤的准确性的影响。这种计量上的不准确性往往是由于冲洗皮带或运行中煤块掉到秤架上所造成的，或者是由于传感器等故障造成计量偏差大。

对策：标准码定期对标准秤进行校核，同时，定期检查煤秤上面的传感器；每月定期校核皮带秤2 次，误差不允许超过±1%；设专职管理人员负责煤耗等指标考核，为了减少偶然误差，要求并督促有关人员及时巡视并清扫皮带秤。只有做到上述几点，才能保证煤秤稳定并计量正确。

2 燃油方面的节能潜力分析

该厂的#1 机组在168 小时试运期间用油约1500t，移交生产后每年耗油300t 左右。前几年煤质差，锅炉燃烧不稳，助燃油量很大，近两年当地经济低迷，电网负荷变化大，机组启停频繁，主要是锅炉启动用油居高不下，这样就给企业造成了运营成本增大的困难，通过对于集团公司内部机组燃油情况，发现燃油方面的节能潜力很大。

原因分析：油枪点火是在锅炉启动时进行的，在炉膛温度上升的过程中，逐步加大投油量，并在高于50%额定负荷的情况下逐步退出助燃油枪。根据该厂的实际情况，考虑多方面的原因，实际最低稳燃(撤油)负荷为额定容量的60%左右。根据该厂燃油消耗情况分析，其中，启动用油约占65%，调峰及降负荷消缺等助燃用油约占35%。同时，热态启动平均耗油约15T，而冷态启动平均耗油约25T，每年预计耗油300 吨／台。

对策：降低稳燃用油和启动用油，提高制粉系统的可靠性。由于设计的原因、锅炉采用的是大油枪点火方式。根据资料分析，每年最少也需要燃油200T/台左右，即使对于国内最先进的千吨锅炉也是如此，这样不能从根本上解决问题。应该积极思考采用先进的点火技术，比如，等离子点火技术或者微油点火技术。对于等离子点火技术来说，直流电流在一定介质气压的条件下引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的定向流动空气等离子体，该等离子体在点火燃烧器中形成T＞4000K 的梯度极大的局部高温火核，煤粉颗粒通过该等离子“火核”时，迅速释放出挥发物、再造挥发份，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，从而使得滴油不烧成为可能。对于微油点火技术来说，先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧；同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热，扩容，后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。气化燃烧后的火焰刚性极强、其传播速度极快超过声速、火焰呈完全透明状（根部为蓝色，中间及尾部为透明白色），火焰中心温度高达1500℃～2000℃。微油气化油枪燃烧形成的高温火焰，使进入一次室的浓相煤粉颗粒温度急剧升高、破裂粉碎，并释放出大量的挥发份迅速着火燃烧，然后由已着火燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉，实现了煤粉的分级燃烧，燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需引燃能量，满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求，从而节油率可以达到95%以上，年油耗量可以控制在50T/台。考虑到微油点火结构简单，同时技术较易掌握的特点，这里建议采用维护费用和工作量相对较小的微油点火结构。

3 电能方面的节能潜力分析

该厂上半年经济指标分析显示，综合厂用电率5.7%(不含脱硫用电1%左右)，比设计值6%(含脱硫)略低；如果算脱硫l%，实际厂用电率6.7%左右，高于设计值，也正说明有潜力可挖。

原因分析：经常连续运行的锅炉及汽机系统的6kV 辅机则是厂用电主要消耗所在，一般全部厂用电量的70%～75%左右为风烟、制粉、循环水三大辅助系统的设备用电量，所以，要想降低机组厂用电率，必须进行高压辅机节电潜力挖掘。根据该厂#1 机组6kv 辅机电机12 台分析，其中，多台风机电机功率设计偏大，尤其对于一次风机来说，满负荷运行时入口挡板开度不到60%，这样就不可避免的造成了电能的浪费，造成了节流损失。

对策：机组厂用电率的增大往往是由于平均负荷低，甚至不带负荷，辅机系统相对运行时间长的原因，这样，在机组启停过程中，应该对于辅机系统的运行方式进行合理安排，做到尽量缩短辅机运行时间，在辅机达到停运条件时应及时停运，这也是降低厂用电率的有效措施之一。变频改造、更换小功率风机等新技术能够达到相关的技术目的，比如，恒速运行离心式风机的引风机、一次风机，在机组带满负荷的状态下，风机静叶开度仅为40%左右，造成电耗偏大，风机效率低。这样的情况在低负荷情况下更为明显，所以电耗损失更大。所以为了节约厂用电，可以通过把风机传动装置改用高压变频电机实现。

4 结论

该火电厂的#1 机组在煤耗、油耗、电耗等方面还有很大的节能潜力，通过设备改造和优化运行等综合治理手段，应该可以把能耗降到最低，使得企业成本得以节约，企业的效益有所提高。本文主要针对该火电厂节能潜力的挖掘进行分析，提出了一些简单操作建议，希望对于国内其他同类型机组具有同样的借鉴意义。

[1]李蔚，任浩仁，盛德仁，等.300MW火电机组在线能耗分析系统的研制[J].中国电机工程学报，2002，22(11).

[2]茹林.提高火电机组运行经济水平的若干方法初探[J].中国勘察设计，2012(1).