一种火电机组经济性指标分析的新方法

祝庆一

（浙江浙能嘉兴发电有限公司，浙江 嘉兴 314201）

对于火电企业而言，目前的燃料成本占企业总成本70%以上，燃料单价和单位产品能耗决定了企业成本。而燃料单价受市场和购煤合同影响，属于外部因素，因而单位产品能耗即供电煤耗已成为影响火电企业经营的重要因素，也是内部可控因素。如何做实做细指标分析，在日常指标控制中挖掘潜力，不断降低单位产品能耗、降低企业运营成本是企业节能管理的重点。机组经济性指标众多，常规使用的同比、环比方法对诸多经济性指标分析不一定完全适用。本文就火电企业能耗指标分级分析控制展开探讨和分析，提出针对不同类型指标采用不同分析方法，一级指标供电煤耗采用参考煤耗比较分析方法，二级指标即机组运行参数采用分类分析比较。

1 供电煤耗分析

供电煤耗是火电厂综合能耗指标，表征火电企业单位产品的能耗水平，反映企业的设备管理水平和节能管理状况。传统的分析方法是同比或环比。同比是与上年同一时段或与此前同一时期的连续几个时段相比较。环比是与上一统计时段或与前面连续几个统计时段相比。一般情况下同比和环比专指月同比、月环比[1]。供电煤耗采用环比分析时一般考虑相邻统计周期内机组负荷率、环境温度对能耗的影响；采用同比方法时则考虑负荷对能耗影响，但以上分析均建立在机组正、反平衡煤耗相对稳定的前提下，根据DL/T 904《火电厂技术经济指标计算方法》规定，供电煤耗使用正平衡方法计算。这样，在机组正、反平衡煤耗出现偏差时，比较基准是变化的，使用同比、环比的分析方法就会把影响供电煤耗的机组运行工况原因和产生统计偏差的计量或热值原因相淆混，难以找到真实原因，因而引入参考煤耗分析法。

从2009年开始探索一种统计煤耗与参考煤耗相比较的分析方法，即用机组试验供电煤耗根据负荷和机组真空情况推算参考供电煤耗，然后对统计煤耗与参考供电煤耗进行比较，分析影响机组经济性的原因进而寻求改善。参考供电煤耗是指参考机组性能试验结论，经过机组实际负荷和真空情况以及厂用电率修正推算得到的供电煤耗。统计供电煤耗是根据国家规定通过正平衡计算得到的供电煤耗率，简单说即统计期内原煤耗用量换算成标煤耗量与供电量的比值。标杆供电煤耗则是国内同类型机组供电煤耗先进值。

2 分析方法

机组在A修和B修后都会进行机组性能试验，包括汽轮机热耗和锅炉炉效试验，得到每个负荷对应的供电煤耗曲线，如图1所示。

图1 试验供电煤耗与负荷变化关系

机组实际负荷在曲线上可以找到对应供电煤耗，然后根据排汽压力（真空）对热耗修正曲线（一般汽轮机厂家或循环效率试验可以提供）推算得到该机组在实际负荷和真空情况下的参考供电煤耗，再将参考煤耗与统计煤耗进行对比。某发电厂600 MW机组在2009年和2010年开展供电煤耗分析中使用这种方法，2年供电煤耗如图2所示。统计比对两者差异，寻找实际运行中影响机组经济性的原因以及统计过程中的偏差。

统计供电煤耗和参考供电煤耗存在差值，主要原因有：

（1）试验工况和实际运行工况差异，如锅炉吹灰、机组补水以及系统隔离。

（2）煤质原因、机组调峰负荷波动等不可控因素。

图2 供电煤耗和参考煤耗比较

（3）机组在统计期内，设备运行工况、指标控制及设备缺陷等可控因素引起的可控损失[2]。

（4）统计数据出现错误。

（5）企业经营要求调整。

在分析过程中，当机组运行工况和统计过程同时存在影响煤耗的因素时，引入针对机组运行参数的分析方法。

3 影响经济性的运行指标分析方法

火电机组影响经济性的运行指标即二级指标很多。对于这些运行指标的分析要分别对待，机械地同比、环比分析对指标分析不够完整，难以发现指标变化（劣化）规律和影响其变化的原因。根据指标是否随负荷等外部客观条件改变而变化将其分为2类。

3.1 随负荷变化的指标

随负荷变化的指标包括主蒸汽压力、汽轮机效率、小机用汽量、空预器漏风、给水温度、真空（排汽温度）、循环水温升、加热器端差、凝汽器端差、凝结水过冷度、排烟温度、锅炉氧量等。

该类指标选择特定负荷条件（如满负荷工况）下的运行参数与设计值比较。机组热力计算书中规定了各工况下机组运行热力参数，以偏离设计参数的幅度来评价其对经济性的影响，从而发现设备存在的问题（如表1），进而通过长期跟踪分析来判断设备状态变化（劣化）程度。

加热器端差是衡量加热器运行状态的重要指标，直接影响回热系统的性能。端差越小，机组运行的经济性就越好。端差的大小主要与加热器本身性能有关，随工况变化而变化。当机组工况变化时，各级抽汽压力随之变化，加热器的进、出口水温也发生改变，从而引起各级抽汽量的变化。而抽汽量的改变又反过来影响各级抽汽压力的数值。在实际分析过程中，通过满负荷时的加热器端差与设计值作比较，分析加热器水位控制正常与否以及判断加热器泄漏的可能性。嘉兴发电厂曾经数次通过本方法正确判断加热器泄漏。其他类似的应用还有通过用汽量分析发现汽泵再循环阀内漏；跟踪汽轮机缸效变化，分析机组检修前后以及长期运行中性能变化趋势等。目前机组运行历史数据基本都可以从数据库（PI或SIS）调用，通过选取特定负荷点的机组历史数据比较分析，发现变化趋势和设备劣化规律。

表1 机组运行指标分析

3.2 不随负荷变化的指标

随负荷变化不大或基本不变化、可以反映一定统计期内变化趋势的指标包括厂用电率（辅机单耗）、主蒸汽温度、再热汽温度、再热器减温水、补水率、飞灰含碳率、炉渣含碳率、真空严密性、高加投运率、水耗等。该类型数据可采用统计值同比、环比或直接以绝对值分析参数变化趋势来发现机组运行过程中的节能点。

（1）用一定统计期（月度）内的厂用电率，配合辅机耗电率变化情况，分析造成厂用电率变化的原因。

（2）不管负荷如何变化，主、再热蒸汽汽温越接近设计值越好，可通过燃烧调整以及优化协调控制使汽温受控。

（3）造成统计煤耗和参考煤耗差异的煤质原因可通过锅炉运行指标来反映，主要是排烟温度和飞灰含碳率，这2项指标反映锅炉未燃烬热损失和和烟气热损失，可通过燃烧调整及煤粉细度控制来优化。

（4）真空严密性、高压加热器的投运率决定汽轮机热力循环效率。

（5）机组补水率和水耗反映统计期内电厂耗水变化，可通过机组泄漏管理和淡水用户分项控制来降低企业淡水消耗。锅炉减温水尤其是再热器减温水对机组能耗影响较大，可通过烟气挡板调节和减温水阀门内漏整治来减少减温水量。

4 分析方法实例

从图2可以看到某发电厂2009年6月的供电煤耗为327.4 g/kWh，参考煤耗为325 g/kWh，两者偏差2.4 g/kWh。

随负荷变化的指标中，给水温度和排烟温度以及空预器漏风均影响煤耗，采用满负荷数据分析如表2所示。根据运行日志，4号机6月23日开始3台高加撤出，7月2日恢复，造成给水温度偏低。3号炉排烟温度偏高。考虑高压加热器撤出时段对月度煤耗影响，上述运行指标对4台600 MW机组的煤耗影响为0.94 g/kWh。

表2 通过运行指标分析

表3 通过统计数据分析

不随负荷变化的指标中，再热汽温和再热器减温水采用月度统计数据，分析煤耗影响如表3所示。根据统计数据分析，对整体煤耗的影响约0.602 g/kWh。

综合分析上述2种类型指标对整体煤耗影响，造成统计煤耗和参考煤耗差异1.55 g/kWh。掌握影响机组经济性的原因后，就可以对存在的问题进行处理，如进行空预器漏风整治以及汽温优化，使指标分析工作卓有成效。

5 结论

火电厂经济性指标繁多，使用统一的分析方法难免有所偏颇，可采取供电煤耗分析和运行指标分析相结合的方法，对不同指标采用不同方法分层分析，频繁变化的指标选取特定工况指标分析，基本不变的指标使用统计期的统计值分析。分析指标的最终目的是发现影响机组经济运行的原因，找到节能点，并进行改善或改造。

[1]张谊生.“同比”与“环比”统计术语的个案分析[J].术语标准化和信息技术，2006（3）:38-41.

[2]黄嘉驷，古世军.火电厂供电煤耗率任务指标模型制定研究[J].热力发电，2008，37（6）:1-5.

[3]李青，张兴营.火力发电厂生产指标管理手册[M].北京：中国电力出版社，2007.