朱小利，崔凱平，趙文學(xué)

(西北電力設(shè)計(jì)院，陜西 西安 710075)

廠用電率是電廠性保證值能的一個(gè)重要指標(biāo)，投標(biāo)中，如果投出機(jī)組的廠用電率比同容量、同類型機(jī)組高，則說明投標(biāo)商所提供的機(jī)組的自身耗電量大，經(jīng)濟(jì)性能不夠好；如果廠用電率太低，中標(biāo)后，實(shí)際的廠用電率不能達(dá)到合同值，則超出部分會被按比例處以高額罰款。本文分析了涉外工程各階段(包括投標(biāo)、工程設(shè)計(jì)、設(shè)備采購、施工安裝、現(xiàn)場調(diào)試、運(yùn)行管理等)對廠用電率的影響，提出了合同執(zhí)行過程中控制廠用電率的方法，使廠用電率能夠滿足合同的要求。

1 某涉外工程廠用電率介紹

某國外兩臺300MW亞臨界燃煤電廠，合同附件中，中方供貨范圍內(nèi)輔機(jī)系統(tǒng)在100%考核工況出及75%考核工況出下廠用電率保證值分別是8.49%及7.09%。

試運(yùn)行階段，中國總包方會同外方業(yè)主見證人員，由第三方測試單位對該工程#1機(jī)按合同規(guī)定的考核工況，進(jìn)行了廠用電率的測試，現(xiàn)場性能測試時(shí)的各主要輔機(jī)的電功率及廠用電率與合同的對比表見表1。

表1 #1機(jī)合同及性能測試輔機(jī)電耗及廠用電率

根據(jù)表1，#1機(jī)組100%考核工況時(shí)，實(shí)測輔機(jī)總功率為279899.7kW，廠用電率為9.3%，75%考核工況時(shí)實(shí)測輔機(jī)總功率為23808.46kW，廠用電率為7.94%。

由于現(xiàn)場性能測試時(shí)煤質(zhì)、煙風(fēng)系統(tǒng)實(shí)際煙氣量以及給水系統(tǒng)實(shí)際漏水量與設(shè)計(jì)的條件不一致，因此測試方根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況對表1的測試結(jié)果進(jìn)行了修正。各輔機(jī)的修正系數(shù)見表2。

表2 設(shè)計(jì)時(shí)漏水量、煙氣量、耗煤量對比輔機(jī)修正結(jié)果

修正后，#1機(jī)組100%考核工況時(shí)，輔機(jī)總功率為25389.1kW，廠用電率為8.46%，滿足合同要求。 75%考核工況時(shí)輔機(jī)總功率為21523.34kW，廠用電率為7.17%，略大于合同值。

由于中外雙方對性能測試電耗量的修正條件及修正方法還存在一定的分歧，目前雙方就廠用電率是否滿足合同要求還在商討之中。

2 廠用電率的確定

涉外工程中，合同簽訂時(shí)投標(biāo)商所報(bào)出的廠用電率即為廠用電率性能保證值。

2.1 計(jì)算方法

國內(nèi)工程中，一般采用廠用電率來衡量機(jī)組自身耗電量的大小。廠用電率可采用換算系數(shù)法或軸功率法來計(jì)算。在涉外工程中，用機(jī)組輔機(jī)總耗電量(Auxiliary power consumption)來考核投標(biāo)商所提供設(shè)備的電耗性能。即在合同規(guī)定的運(yùn)行條件及考核工況下，投標(biāo)商所提供的正在運(yùn)行的各輔機(jī)所消耗的電功率總和。

2.2 合同值的確定

經(jīng)過投標(biāo)、投標(biāo)澄清及合同談判后，雙方最終達(dá)成的合同中所規(guī)定的各系統(tǒng)及供貨范圍內(nèi)的所有輔機(jī)在規(guī)定的考核條件下的電耗的總和即為合同所規(guī)定的廠用電率。至此，工程中所有系統(tǒng)應(yīng)該是明確的，各工藝系統(tǒng)的PID圖應(yīng)完整清晰，系統(tǒng)所配的輔機(jī)不應(yīng)再有型式及容量變化，合同的供貨范圍及接口范圍應(yīng)非常明確。

3 廠用電率的影響因素分析及控制

廠用電率與工程的各個(gè)執(zhí)行階段均有關(guān)系，在工程合同談判完后，合同規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件、系統(tǒng)設(shè)置及輔機(jī)參數(shù)決定了廠用電率的大小。而合同執(zhí)行階段(工程設(shè)計(jì)、設(shè)備采購、施工安裝、現(xiàn)場調(diào)試及運(yùn)行管理等)對廠用電率進(jìn)行全過程控制，則是對性能測試時(shí)廠用電率能滿足合同要求的保證。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)的影響

涉外工程的合同中往往規(guī)定采用國際標(biāo)準(zhǔn)(如ASME，BS、ANSA、IEC、IEEE)，還有些是必須遵照所在國的標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)涵蓋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，制造標(biāo)準(zhǔn)、以及測試考核標(biāo)準(zhǔn)，對電廠系統(tǒng)設(shè)定，參數(shù)選擇，設(shè)備數(shù)量、容量以及最終的廠用電率測試結(jié)果都有著直接的影響。

對此，工程投標(biāo)時(shí)首先應(yīng)認(rèn)真研讀招標(biāo)文件(廠用電部分重點(diǎn)為合同規(guī)定采用的標(biāo)準(zhǔn)和給定的參數(shù))，按招標(biāo)文件中的設(shè)備安裝及使用環(huán)境條件、燃料的成分、冷卻水的水質(zhì)及溫度等進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇，各主要系統(tǒng)如煙風(fēng)系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、給水系統(tǒng)等應(yīng)按照合同規(guī)定的技術(shù)條件盡量采用該國以往工程已經(jīng)成熟的方案，對各系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真核算，將算出的輔機(jī)的功率與國內(nèi)及該國已有的同類型機(jī)組的輔機(jī)進(jìn)行比較，然后報(bào)出合理的廠用電率。

3.2 習(xí)慣及理念的影響

一些國家的習(xí)慣及理念與國內(nèi)的不同，這些習(xí)慣及理念往往會引起系統(tǒng)的耗電量增加。如印度合同中一般對風(fēng)機(jī)的選型裕量要求非常高，尤其對于送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。其中風(fēng)量的裕量是20%，壓頭的裕量是44%。在風(fēng)機(jī)的選型中，無法回避“大馬拉小車”的問題，結(jié)果就是TB點(diǎn)與風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)相差非常大，使得風(fēng)機(jī)在額定工作點(diǎn)時(shí)的效率很低，電耗量增加；泵類的動(dòng)態(tài)阻力余量要求也比計(jì)要求也大(比國內(nèi)大10%)，個(gè)別泵楊程、流量計(jì)算的基準(zhǔn)點(diǎn)也不一樣，導(dǎo)致泵的選型大，電耗增加。有些國家還有一些獨(dú)特習(xí)慣，這些習(xí)慣、往往在合同中不會體現(xiàn)，在項(xiàng)目實(shí)施的時(shí)候，可能會引起承包方增加用電設(shè)備，導(dǎo)致廠用電率增加。

針對此種情況，合同簽訂時(shí)，合同條文的內(nèi)容應(yīng)非常嚴(yán)密，一般不允許修改，如果有修改，應(yīng)有由于合同的供貨范圍增加而引起相應(yīng)的合同價(jià)格及廠用電率修正等條款。

3.3 設(shè)計(jì)的影響

設(shè)計(jì)對廠用電率的影響非常大，投標(biāo)中設(shè)計(jì)方案的對比論證、系統(tǒng)的配置、系統(tǒng)參數(shù)的選取等會直接決定合同廠用電率的大小。在合同執(zhí)行階段，設(shè)備的選型、布置、圖紙的確認(rèn)等都會影響廠用電率，對廠用電率能否最終滿足合同的要求起保證作用。

3.3.1 設(shè)計(jì)方案的影響

設(shè)計(jì)方案的不同，自然導(dǎo)致的系統(tǒng)的耗電量直接結(jié)果不同。對此，在工程的具體設(shè)計(jì)過程中，在滿足合同要求的前提下，盡量采用國內(nèi)外成熟的能夠節(jié)能的方案，做到精細(xì)化設(shè)計(jì)。

在工程中往往價(jià)格較低的設(shè)計(jì)方案，由于采用了效率較低的設(shè)備，其能耗往往會增大，導(dǎo)致廠用電率增大。當(dāng)按照合同規(guī)定的設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)后，如果發(fā)現(xiàn)合同方案廠用電率超出合同的規(guī)定值后，可以先內(nèi)部進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)對比，采用更節(jié)能的方案，如部分風(fēng)機(jī)可采用動(dòng)葉調(diào)速或變頻調(diào)速，凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵等可采用變頻調(diào)速，給水泵開可采用高效率的行星齒輪耦合器調(diào)速等。技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可與業(yè)主協(xié)商采用技術(shù)更高方案。

3.3.2 系統(tǒng)配置的影響

設(shè)計(jì)中工藝系統(tǒng)的配置對廠用電率的影響比較大，如給水系統(tǒng)中采用電泵還是汽泵，采用三臺電泵還是采用兩臺電泵等，其廠用電率的結(jié)果大不一樣。因此在工藝系統(tǒng)配置中，一定要優(yōu)先考慮不同的系統(tǒng)配置對機(jī)組各性能考核的影響，電耗的大小無疑對合同廠用電率的執(zhí)行結(jié)果有最終影響。

3.3.3 系統(tǒng)參數(shù)的影響

當(dāng)系統(tǒng)的配置決定后，系統(tǒng)參數(shù)的選取也影響廠用電率的大小。如水泵或風(fēng)機(jī)，在合同要求范圍內(nèi)選擇對應(yīng)的工況和計(jì)算系數(shù)以及余量對該系統(tǒng)的電耗量有影響。對此，應(yīng)在滿足合同要求條件下，合理選擇水泵及風(fēng)機(jī)的流量及揚(yáng)程，盡量讓系統(tǒng)考核工況參數(shù)對應(yīng)到輔機(jī)最佳性能和效率點(diǎn)上，使輔機(jī)運(yùn)行參數(shù)易調(diào)試到最佳效能點(diǎn)上，使得輔機(jī)在考核工況下的電耗量最小。如果合同要求考核多種工況廠用電率，需注意綜合考慮實(shí)際的測試運(yùn)行工況對應(yīng)參數(shù)的選取，以達(dá)到各考核工況廠用電率綜合最佳。

3.3.4 設(shè)備選型影響

風(fēng)機(jī)和泵為電廠的主要耗電設(shè)備，風(fēng)機(jī)通常是根據(jù)運(yùn)行工況中可能出現(xiàn)的最大流量(TB點(diǎn))來設(shè)計(jì)的，如果風(fēng)機(jī)的選型裕量大，則會導(dǎo)致TB點(diǎn)與風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)(BMCR工況)相差非常大。使得風(fēng)機(jī)BMCR點(diǎn)的效率偏低。泵同樣道理，如果設(shè)計(jì)壓力和流量裕量比運(yùn)行工況(TMCR)大很多，同樣會導(dǎo)致運(yùn)行工況效率低。例如機(jī)組在較低負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，如果兩側(cè)風(fēng)機(jī)都參與運(yùn)行，則由于風(fēng)機(jī)的裕度進(jìn)一步增加，風(fēng)機(jī)的效率將進(jìn)一步降低。本文舉例工程的離心引風(fēng)機(jī)和給水泵變頻方式采用常規(guī)的勺管式液力耦合器，由于耦合器的最大效率點(diǎn)對應(yīng)于風(fēng)機(jī)和泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)，在TMCR工況下時(shí)，此種液力耦合器效率也已經(jīng)降到85%，如果負(fù)荷降至75%時(shí)，液力耦合器的效率將更低，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的整體效率大幅下降，電耗量大增。

因此在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)選擇風(fēng)機(jī)效率曲線比較平滑的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的效率最佳點(diǎn)應(yīng)盡量接近考核工況點(diǎn)，風(fēng)機(jī)應(yīng)采用動(dòng)葉調(diào)速，必要時(shí)可以考慮變頻器調(diào)速。給水泵可采用效率線平緩的行星齒輪耦合器調(diào)速，其它主要水泵亦可采用變頻器調(diào)頻，來降低廠用電率。此外，選型投標(biāo)時(shí)最好參考類似工程來選擇風(fēng)機(jī)的軸功率(注意參考條件，一般泵楊程或風(fēng)機(jī)壓升及流量與參考設(shè)備基本相同，誤差不大于2%)，當(dāng)無類似設(shè)備參考時(shí)，按風(fēng)機(jī)和泵軸功率公式估算， 對于風(fēng)機(jī)效率：軸流風(fēng)機(jī)可取82%～85%(TB點(diǎn))、85%～87%(THA工況)，離心式風(fēng)機(jī)可取65%～75%(THA工況，風(fēng)機(jī)出力裕量大時(shí)取下限)、82%～85%(TB點(diǎn))。對于泵效率：凝結(jié)水泵取83%～84%；電動(dòng)給水泵取83%～84%(主泵)及81%～82%(前置泵)。

常規(guī)電除塵器也是較大耗電設(shè)備，而且其選型與煤質(zhì)的灰分特性、合同要求的最大排放粉塵濃度及除塵效率有關(guān)。如印度工程比較有特點(diǎn)的高灰份劣質(zhì)煤且對比積塵面積的要求(一般在220m2/m3/s以上)，導(dǎo)致電除塵電場數(shù)比國內(nèi)工程多很多(有的甚至達(dá)到10電場)，耗電量大幅增加。故在電除塵器的選型中，在條件允許的情況下，相應(yīng)選用新型節(jié)能型電除塵達(dá)到合同指標(biāo)控制的要求，如帶有高頻電源、智能控制、煙氣調(diào)質(zhì)、移動(dòng)電極、機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)、煙道凝聚器等先進(jìn)實(shí)用新技術(shù)的電除塵器。

電動(dòng)機(jī)的效率也是影響廠用電率的一個(gè)原因，高效節(jié)能電機(jī)的效率一般大于94%，因此在工程中應(yīng)選用名牌廠家的優(yōu)質(zhì)高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)。

3.4 設(shè)備招標(biāo)影響

在設(shè)備采購階段，同樣的設(shè)備，盡管都能滿足設(shè)備招標(biāo)技術(shù)規(guī)范書的參數(shù)及性能要求，但是由于生產(chǎn)廠家的不同，甚至同一廠家的設(shè)備型號不同。其效率及電耗均會有所不同。

設(shè)備招標(biāo)前應(yīng)對進(jìn)入招標(biāo)短名單里的廠家進(jìn)行仔細(xì)的篩選，不但要對比廠家的技術(shù)性能、使用業(yè)績及價(jià)格，也要對比各廠家設(shè)備的效率及能耗，對于那些雖然技術(shù)參數(shù)及性能要求滿足招標(biāo)文件要求，而效率低及電耗較大的廠家應(yīng)排除在短名單之外。如果不同廠家所提供設(shè)備的效率及電耗有差異，則應(yīng)將高電耗廠家多出部分的電耗按設(shè)備的使用壽命用合同規(guī)定的罰款額度進(jìn)行價(jià)格折算，然后進(jìn)行商務(wù)評比，同時(shí)，應(yīng)將廠家所報(bào)的設(shè)備的電耗與合同中的電耗進(jìn)行對比，以保證設(shè)備在招標(biāo)階段廠用電率處于控制之中。

3.5 圖紙確認(rèn)對廠用電率的影響

圖紙確認(rèn)階段包括兩個(gè)部分，一個(gè)是BASIC DESIGN階段，另一個(gè)是DEATIAL DESIGN 階段。在這兩個(gè)階段中，如果業(yè)主要求增加一些設(shè)備，可能會造成輔機(jī)的電耗增加，此時(shí)應(yīng)先查合同，如果合同中沒有此項(xiàng)設(shè)備，則不能修改。確實(shí)需要修改要時(shí)，按國際慣例(如FIDIC條款變更)進(jìn)行合同補(bǔ)充和更改，并考慮對廠用電率的影響，切不可無條件接受而增加執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)。

3.6 施工安裝的影響

設(shè)備及管道安裝工藝不當(dāng)時(shí)，也會增加廠用電率。如管道的彎頭過多，會使管道的阻力增大，流速降低，使得水泵或風(fēng)機(jī)的電耗增加。如果當(dāng)?shù)匕惭b隊(duì)伍的水平不高，可能會導(dǎo)致汽水系統(tǒng)和煙風(fēng)泄漏量增大，間接的導(dǎo)致機(jī)組補(bǔ)水量、風(fēng)量加大，各級泵和風(fēng)機(jī)的流量、阻力也加大，使泵和風(fēng)機(jī)的電耗增加。

招施工標(biāo)時(shí)，因國外現(xiàn)場施工條件普遍較差，且受當(dāng)?shù)貏诠しㄏ拗?，?yīng)招聘具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍，并加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)管?，F(xiàn)場施工時(shí)應(yīng)避免對設(shè)計(jì)圖紙上的管道進(jìn)行任意修改，使管道的走向及路徑嚴(yán)格與設(shè)計(jì)圖紙一致。設(shè)備和管道的安裝應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)的施工工藝流程及相關(guān)施工驗(yàn)收規(guī)范。避免施工不當(dāng)引起的漏風(fēng)、漏水、漏汽、漏溫等現(xiàn)象。

3.7 現(xiàn)場調(diào)試影響

設(shè)備調(diào)試的成功與否，直接影響到設(shè)備的工作效率。如未將設(shè)備調(diào)試到最佳運(yùn)行狀態(tài)，會造成設(shè)備實(shí)際運(yùn)行效率低于設(shè)計(jì)值。例如：對于引風(fēng)機(jī)，入口導(dǎo)葉的調(diào)節(jié)會直接影響到風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，如果現(xiàn)場未將導(dǎo)葉角度調(diào)試到最佳角度，入口導(dǎo)葉處的節(jié)流損失將增加，從而影響到風(fēng)機(jī)的效率。

現(xiàn)場調(diào)試時(shí)應(yīng)對每個(gè)單項(xiàng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，應(yīng)檢查各系統(tǒng)的閥門、風(fēng)門、擋板是否在恰當(dāng)?shù)奈恢茫M可能將各輔機(jī)調(diào)節(jié)在在最佳效率點(diǎn)上，從而使整體系統(tǒng)的效率最大。

3.8 運(yùn)行管理水平影響

運(yùn)行單位的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及管理水平等也對廠用電率產(chǎn)生很大影響。對于工程承包方而言，如果機(jī)組在性能測試之前長期運(yùn)行，不重視設(shè)備的維護(hù)，到處都有“跑、冒、滲、漏”，或者長期使用劣質(zhì)燃料，煙風(fēng)系統(tǒng)及制粉系統(tǒng)的磨損加大，造成系統(tǒng)的漏風(fēng)量增加，從而引起風(fēng)機(jī)的出力增加，使風(fēng)機(jī)的電耗增加。

機(jī)組試運(yùn)行之前，一定要建立一套完整的運(yùn)行管理規(guī)定， 檢修及運(yùn)行人員應(yīng)隨時(shí)對各系統(tǒng)進(jìn)行檢查，杜絕“跑、冒、滲、漏”。在試運(yùn)轉(zhuǎn)完成后，應(yīng)督促業(yè)主，盡快完成性能測試工作，以免機(jī)組長期運(yùn)行后效率下降。

3.9 燃料及現(xiàn)場環(huán)境條件、測試條件影響

燃料種類直接對鍋爐輔機(jī)的廠用電影響，如越南的無煙煤燃燒系統(tǒng)，中東的重油燃燒系都對廠用電率有直接的增和減，現(xiàn)場煤質(zhì)及現(xiàn)場環(huán)境條件、測試條件對廠用電率的測試結(jié)果有影響，測試煤質(zhì)與設(shè)計(jì)煤質(zhì)及校核煤質(zhì)的發(fā)熱量、灰分含量、水分含量不一樣時(shí)應(yīng)對實(shí)測出的設(shè)備耗電量進(jìn)行修正?，F(xiàn)場測試的環(huán)境條件及測試條件應(yīng)與合同規(guī)定的性能保證測試條件一致，如有偏差，則也應(yīng)對實(shí)測出來的輔機(jī)耗電量進(jìn)行修正。對于煙風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)際的煙氣流量與設(shè)計(jì)工況不一致時(shí)，應(yīng)按實(shí)際工況對風(fēng)機(jī)的電耗進(jìn)行修正，合同中也應(yīng)明確修正的條件及修正的方法，以免如本文舉例工程在執(zhí)行當(dāng)中對于修正數(shù)值的爭執(zhí)而影響機(jī)組性能驗(yàn)收。

4 結(jié)語

隨著國外電力市場的發(fā)展，越來越多的中資企業(yè)走出國門，進(jìn)入了國外的電力市場，從目前的市場調(diào)研情況來看，中資企業(yè)取得的經(jīng)濟(jì)效益卻并不樂觀。很多企業(yè)在廠用電率這個(gè)指標(biāo)上被罰以巨款，因此有必要對我方承包的已投運(yùn)工程的廠用電率進(jìn)行分析，找出影響廠用電率的原因，制定出控制廠用電率的方法，以便在以后的工程實(shí)施過程中將廠用電率能控制在合同規(guī)定的范圍內(nèi)。希望本文能夠?qū)Ｍ獍l(fā)電工程廠用電率的控制有一定的參考借鑒作用。

[1]HE TAO，Performance test report of auxiliary power consumption and transformer losses.

[2]王寒棟.泵與風(fēng)機(jī)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.