630MW超临界火电机组煤耗管理研究

李朋

摘要：电力企业在国家实施节能降耗重大战略的背景下，纷纷对企业生产经营进行管理创新，进行了一些具体的工作措施，通过技术创新，提高管理者的素质等方式，不仅降低了能源消耗，降低了企业的生产经营成本，从而提高了企业的经济效益。本文对630MW超临界火电机组煤耗因素及解决管理措施进行了研究。

关键词：630MW；超临界火电机组；煤耗管理

供电煤耗是最能反映机组运行的经济性，衡量运行管理水平的重要指标。对于新投产机组，运行管理往往只注重机组运行的安全性和稳定性，降低供电煤耗容易被忽视。实际上保证机组的安全与稳定运行是提高机组运行经济性的基础和根本保障。

一、影响供电煤耗的因素分析

影响机组供电煤耗的因素较多，有些是不可控因素，有些需要进行设备的改造，采用更先进的技术才能达到目的，但这需要资金的投入，还要进行可行性研究及成本与效益核算。本文只对可控因素，采用精细的优化运行调整技术能够改善的因素进行分析。

（一）汽轮机热效率

影响汽轮机热效率的主要指标和因素有：（1）负荷率。（2）汽机本体效率：高压缸效率、中压缸效率、低压缸效率、汽缸漏汽。（3）回热系统：给水温度、加热器下端差、加热器温升、各段抽汽压损、轴封加热器水位等。（4）真空度：真空严密性、循环水入口温度、循环水温升（凝汽器热负荷、循环水泵出力、循环水泵运行方式）、凝汽器端差、真空泵性能。（5）热力系统：小机耗汽量、阀门内漏、排氧门开度、辅汽汽源、补水率（全厂热力系统泄漏）。（6）蒸汽参数：主汽压力、主汽温度、再热汽温、减温水量、再热器压损。以下根据对汽轮机热效率影响较大的可控指标进行分析。

1 给水温度。（1）因素分析。根据现有资料（也可以通过计算得出），对于630MW级超临界机组，给水温度每下降10℃，热效率下降0.28%，供电煤耗增加0.9g/kW·h。如果给水温度低于机组设计给水温度，所消耗的燃料就高，且差值之间呈正比关系，即给水温度与设计给水温度相差越大，供电煤耗越高。高加投入率低、高加换热效果差、高加旁路阀泄露、抽汽段压力损失和高加端差上升等因素都是造成给水温度低的原因。其中，高加上端差和高加各段抽汽压力对供电煤耗的影响。（2）控制措施。保证高加投入率的同时，在高加在运行中保持正常水位，严禁高水位、低水位长期运行，发现水位异常，要及时查明原因，进行处理；运行中加强检查高加旁路阀是否泄漏，加热器进汽阀是否节流运行，连续排气是否正常；控制高加端差在规定范围，注意监视高加水位并及时调整，保证高加内换热效果。

2 凝汽器真空。（1）因素分析。根据热循环的原理，冷端损失是影响循环热效率的最重要因素。对于运行方面，反映冷端热损失的参数是凝汽器真空。凝汽器真空是影响供电煤耗的重要因素，凝器真空每下降1kPa，供电煤耗增加2.6g/kW·h。（2）控制措施。严格按照热力试验确定的循环水泵优化组合运行方式进行循环水泵的经济运行调度，以保持最佳真空。并按规定定期投运胶球清洗装置，保证凝器管道洁净；保证真空泵的运行效果，对真空泵冷却器进行定期维护。

3 蒸汽参数的影响及控制措施。（1）主汽压力每变化1MPa，影响供电煤耗约0.33g/kW·h。正常运行情况下运行人员应严格按照机组调试运行期间所确定的优化后的定-滑-定压力曲线控制主汽压力，蒸汽压力调整的同时也就是调整机组负荷的过程，根据电网负荷的需求，及时调整燃料量，改变锅炉蒸发量，维持汽压在负荷对应的定压或滑压曲线范围内。90%及以上额定负荷工况下运行时，过热出口蒸汽压力保持在额定值附近运行。（2）主汽温度每变化10℃，影响供电煤耗约1.05g/kW·h。主蒸汽温度的调整是通过调节水煤比的比例，控制中间点焓值为基本调节，当中间点焓值变化较大时，应优先通过给水来调整水煤比，以减小焓值的偏差，在45%～100%负荷范围内保持启动分离器蒸汽有一定过热度。主蒸汽一、二级减温水是主汽温度调节的辅助手段，一级减温水用于保证屏式过热器不超温，二级减温水用于对主蒸汽出口温度的精确调整。应根据煤质变化，采用输入偏差值的方法将水煤比修正到精确的控制值，尽量减少減温水的使用。

4 汽水损失的影响及控制措施。锅炉的汽水损失是指由于运行中汽水外排所带走的热量，主要是由于启动过程中冷热态清洗所带走的热量、无BCP启动系统为了保证启动流量所带走的热量及排入凝汽器对真空的影响；当前大型火电机组锅炉蒸汽吹灰也是汽水损失较大的一项，包括：锅炉本体吹灰、预热器吹灰（机组启动或停止过程中，在煤油混烧或等离子点火煤粉燃烬率较低时还要进行连续吹灰）、脱硝装置吹灰、烟气深度冷却器吹灰；热力系统阀门内漏的汽水损失；电除尘灰斗加热的汽水损失等。

（二）煤质的影响

供电煤耗是以供电标准煤耗来衡量的，供电标准煤耗是指火力发电厂每向厂外输出1kW/h电能所平均消耗的标准煤量。当然，供电煤耗并不是一项指标，是一个综合性的指标。从供电煤耗的指标我们可以看出一个企业的运行情况，反映电力企业机组的运行效率。多种因素都将影响着供电煤耗，机组负荷率的高低对其影响；工厂用电率对其的影响；锅炉设备对其的影响；水温、机组补水情况等等都将影响着供电煤耗水平。作为原料煤，煤品质的好坏，煤发热值是供电煤耗最基本影响因素，也是最重要的因素。因此，在发电企业生产经营管理当中，对其原料煤要进行严格的筛选，确保源头上的质量。

二、解决对策

（一）提高煤质水平

对供电煤耗最直接的影响就是煤质，因此，发电企业在选择原料煤的时候要格外谨慎，尽量选用高发热量的优质煤，从源头上提高机组发电能力和水平。除对煤质选用上，还要加强对煤的管理。将煤运到厂区的堆放区后，要派专人对其进行严格守护管理，防止煤质变差，发热量降低等。同时，有些发电企业采取的是将好煤与差煤混合进行煅烧的方式，这就需要有专业的人才对其比例进行合理配比。否则，会导致原料使用效率的降低，造成资源的浪费。

（二）优化机组运行指标

对机组供电煤耗的影响因素有很多，其中机组的主参数是重要的影响因素。具体有锅炉侧因素、冷端因素、汽机本体效率因素、加热器组因素和其他因素等六大因素。针对这六大因素，需优化设计，保证机组的运行效率。

1.对机组主参数的优化

从机组能耗分析得出，机组主参数指标对机组运行效率影响大。在机组运行中，主再热汽温变化10℃，对汽轮机效率带来6～7%的影响。一般汽压力的滑压设定值较理论值偏小，由于机组采用滑压方式运行，只要主汽压力有轻微变化，就会对供电煤耗有影响。这种滑压运行方式，可以有效提高机组的运行效率。再热气温调节有其弊端，主要是燃烧器摆角无法投自动，在进行手动调整时，又不能保持适度。在进行高负荷生产时，需要用再热器事故减温水参与调整，来保证再热汽温度限定在合理的范围。

2.对锅炉侧参数的优化

锅炉侧参数主要就是指过热汽减温水、再热汽减温水和连续排污。在正常生产中，过热汽减温水的使用量都在正常范围内，对供电耗煤有积极作用。在企业生产排污过程中，需要依据污水情况手动调节，以减少对供电煤耗的影响。再热汽减温水对供电煤耗的影响很大，在操作中，由于机组性能原因，再热汽减温水每增加10t/h，机组供电煤耗将升高2g/kW·h。在机组保持满负荷状态下，机组总耗差是200.2g/kW·h，而再热汽减温水单项耗差就达78.5g/kW·h。因此，在企业生产中就要尽量减少使用温水，使得蒸汽受到一定的影响，降低了锅炉的使用效率，影响了设备的工作效率。这种情况下，需要彻底改造燃烧器摆角的问题，可有有效地降低再热汽温，对机组供电耗煤的减少，提高机组的工作效率有着十分重要的作用。

3.优化冷端因素的影响

我们在机组的性能和能损耗查进一步分析当中，冷端因素的影响也很大，冷端因素主要指排汽压力即机组真空和循环水入口温度。对于这个因素的影响，一般我们先从循环水入口水温开始研究，因为这里入口水温是不一定的，受到当地环境的影响。当水温随着环境上升的时候，会对机组的真空产生影响，同时对供电煤耗产生影响。只有优化冷端因素的影响，将水温控制在合理的范围内，稳定机组运行，对供电煤耗产生积极影响。

4.提高汽机本体效率

汽机本体效率主要包括高压缸进汽至调节级的效率、高压缸效率、中压缸效率和低压缸效率。在这四个因素当中，前面是可控的，后面的三个由于一些因素是很难控制的。主要影响因素是与设备性能和安装都有关系，在工作过程中对其的调节是非常有限的。需要将目光重点盯在高压缸进汽至调节级上来，研究高压缸进汽设备，保证能源少消耗，提高设备的使用效率。

5.加热器组端差的影响

企业生产中的加热器组端差指的就是热力系统中的“三高四低一除氧”这一组八个加热器的端差。除氧器选用出口水温与基准值的差值来进行分析。在生产中发现，加热器组的端差基本都属于不可控项，在实际运行过程中，需要对加热器组端差的影响进行优化，通过水位来控制。水位与加热器端差成反比例的关系，一般在对加热器端差高低的调节当中，水位朝着相反的方向調节就是了。因此，只要保证水位在正常范围，加热器端差就基本可以保证。

6.其他

热力生产过程是一个综合的过程，涉及物理、化学等，由于领域涉及面很广，因此必然存在一些不可知因素对机组性能产生影响。在机组性能和能损分析的基本结构中，将这些不可知因素做为影响机组耗差的第六大因素进行分析。这一方面也是具有一定挖掘节能潜力的领域，需要在长期的研究和实践中进行探索和总结。

综上，供电煤耗的影响因素是多方面的，需要长期的实践研究过程。只有在生产过程当中，发现问题，解决问题，形成综合性的调查研究，对降低煤耗，提高企业效益产生积极的影响。

参考文献

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[2]630MW机组高级控制系统优化方案研究与应用[A].全国火电大机组（630MW级）竞赛第十二届年会论文集（下册）[C].2008.

[3]王万明，刘光耀，徐婷婷，王莉莉.KLAR乏汽回收装置在630MW亚临界机组中的应用分析[J].发电与空调.2014（01）.

[4]邢瑞江.励磁均流系数的提高与优化[J].发电与空调.2014（01）.

（作者单位：大唐三门峡发电有限责任公司）