陶再素

（華電白音華金山發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古錫林郭勒 026200）

火電廠節(jié)能及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行措施

陶再素

（華電白音華金山發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古錫林郭勒 026200）

結(jié)合華電白音華金山發(fā)電有限公司在創(chuàng)建節(jié)約型企業(yè)過程中的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，介紹了從鍋爐參數(shù)控制、燃燒調(diào)整、降低汽輪機(jī)背壓、提高給水溫度及節(jié)約廠用電等方面采取的一系列切實(shí)可行的措施，使電廠達(dá)到節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，收到良好效果。

節(jié)能降耗；燃燒調(diào)整；背壓；給水溫度；廠用電；汽水

0 引言

資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)是我國的基本國策，推進(jìn)節(jié)能減排工作，加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會是我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重大戰(zhàn)略任務(wù)。華電白音華金山發(fā)電公司（以下簡稱白音華發(fā)電公司）2× 600MW直接空冷火力發(fā)電機(jī)組煤耗和廠用電率高，生產(chǎn)成本長期居高不下。本文通過現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了火電廠在運(yùn)行過程中可采取的節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行措施。

1 汽輪機(jī)側(cè)節(jié)能措施

1.1 降低運(yùn)行背壓

機(jī)組背壓對發(fā)電煤耗影響很大，額定工況下，背壓降低1 kPa，發(fā)電煤耗約降低2.045 g/（kW·h）。白音華發(fā)電公司＃1，＃2機(jī)組額定背壓為11 kPa，600 MW工況下阻塞背壓為7 kPa，為降低運(yùn)行背壓，增強(qiáng)機(jī)組做功能力，采取如下措施。

（1）根據(jù)背壓參數(shù)限制曲線的要求，參考機(jī)組負(fù)荷、環(huán)境溫度等因素，冬季盡可能把運(yùn)行背壓控制在8～9 kPa，空冷系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)大面積冷區(qū)時可適當(dāng)提高運(yùn)行背壓。當(dāng)環(huán)境溫度小于－20℃時，逆流區(qū)風(fēng)機(jī)最高頻率不允許高于35 Hz，以保證逆流區(qū)不因過冷而發(fā)生凍結(jié)。順流區(qū)、逆流區(qū)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在正常運(yùn)行中盡量保持一致，以保證整個空冷島蒸汽分布均勻，如抽真空管路溫度較低，可控制逆流區(qū)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速比順流區(qū)轉(zhuǎn)速低3～8 Hz。最少保持2臺真空泵運(yùn)行，以免由于空氣未能及時抽出而產(chǎn)生氣塞現(xiàn)象，造成局部過冷凍結(jié)。防凍主要通過每列機(jī)組＃2，＃6逆流風(fēng)機(jī)的反轉(zhuǎn)回暖來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)環(huán)境溫度小于－15℃時，回暖程序控制方式更改為10，30，50，70列回暖程序同時啟動，上述回暖程序結(jié)束后啟動20，40，60，80列回暖程序，回暖程序循環(huán)進(jìn)行，無時間間隔，不得終止；當(dāng)－15℃≤環(huán)境溫度＜2℃時，采用雙列逆流風(fēng)機(jī)回暖，回暖順序?yàn)?0＋50，20＋60，30＋70，40＋80，間隔時間為5 min。當(dāng)?shù)拓?fù)荷運(yùn)行時，空冷風(fēng)機(jī)全停后，回暖程序繼續(xù)進(jìn)行，禁止利用啟動全部逆流區(qū)風(fēng)機(jī)長期反轉(zhuǎn)的方式提高機(jī)組背壓，否則易造成順流區(qū)凍結(jié)。

（2）夏季環(huán)境溫度較高，在大負(fù)荷時段，為保證運(yùn)行安全，必須留出一定的背壓裕量，以防止由于外界擾動造成背壓迅速惡化最終導(dǎo)致背壓保護(hù)動作跳機(jī)。任何情況下，機(jī)組運(yùn)行背壓不得超過40 kPa。當(dāng)機(jī)組背壓達(dá)25kPa時，應(yīng)保持3臺真空泵運(yùn)行，同時投入＃2機(jī)組空冷島噴淋系統(tǒng)。經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，＃2機(jī)組空冷島噴淋系統(tǒng)投入后（流量為90 t/h），機(jī)組運(yùn)行背壓可以降低4～5 kPa，效益明顯，＃1機(jī)組在2016年大修時也將對空冷島加裝噴淋系統(tǒng)。

（3）由于白音華地區(qū)風(fēng)沙較大，空冷島散熱面積灰、積沙嚴(yán)重，為保持散熱面清潔，每年5—10月，對空冷島散熱面進(jìn)行2～3次全面沖洗，以保證散熱效果。

（4）機(jī)組運(yùn)行中，堅(jiān)持每月一次真空嚴(yán)密性試驗(yàn)。機(jī)組停運(yùn)后，及時進(jìn)行排汽裝置灌水查漏。平常加強(qiáng)對凝結(jié)水溶氧等參數(shù)的監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)認(rèn)真分析，同時加強(qiáng)系統(tǒng)漏點(diǎn)的查找。對發(fā)現(xiàn)的漏點(diǎn)要及時處理，保證真空系統(tǒng)不漏氣。

1.2 減小凝結(jié)水過冷度［1－3］

凝結(jié)水過冷度對發(fā)電煤耗影響比較大，額定工況下凝結(jié)水過冷度每升高1℃，發(fā)電煤耗上升約0.0483 g/（kW·h）。由于空冷系統(tǒng)管路長，面積大，凝結(jié)水過冷度普遍較大，為減小過冷度，采取以下措施。

（1）按規(guī)定投入凝結(jié)水過冷霜凍保護(hù)。當(dāng)運(yùn)行列任一凝結(jié)水溫度低于35℃，或排汽溫度與運(yùn)行列任一凝結(jié)水溫度的差大于15℃，且環(huán)境溫度低于2℃時，發(fā)出凝結(jié)水過冷報(bào)警信號；過冷持續(xù)10 min后，發(fā)出凝結(jié)水霜凍保護(hù)報(bào)警信號，同時控制系統(tǒng)將排汽壓力設(shè)定值升高3 kPa，多啟動1臺真空泵。

（2）運(yùn)行中空冷島凝結(jié)水回水旁路電動門必須處于關(guān)閉狀態(tài)。

（3）定期對凝結(jié)水管路進(jìn)行檢查，保證保溫良好，冬季電伴熱可靠投入。

1.3 提高給水溫度［4］

給水溫度變化，一方面引起回?zé)岢槠孔兓?，影響做功能力，另一方面使鍋爐排煙溫度變化，影響鍋爐效率，額定工況下給水溫度每降低1℃，發(fā)電煤耗約增加0.0710 g/（kW·h）。

（1）確保高壓加熱器（以下簡稱高加）投入率，實(shí)現(xiàn)高加滑啟、滑停。在給水泵啟動后，及時將高加水側(cè)投入，2000 r/min中速暖機(jī)時投入高加汽側(cè)，汽輪機(jī)打閘前退出高加，機(jī)組運(yùn)行中保持高加水位穩(wěn)定。

（2）調(diào)整高加水位。加熱器水位過高會淹沒有效傳熱面，降低熱經(jīng)濟(jì)性，同時疏水可能倒流入汽輪機(jī)，危及主機(jī)安全，使進(jìn)汽側(cè)壓力擺動或升高，端差增大，還可能導(dǎo)致抽汽管和加熱器殼體振動；水位過低或無水位，蒸汽經(jīng)疏水管進(jìn)入相鄰較低一級加熱器，大量排擠低壓抽汽，降低熱經(jīng)濟(jì)性，并可能使該級加熱器汽側(cè)超壓，尾部管束受到?jīng)_蝕，同時加速對疏水管道及閥門的沖刷，引起疏水管振動和疲勞損壞。白音華發(fā)電公司＃1，＃2機(jī)組長期存在＃1高加下端差大（比額定端差高約6℃）、＃2高加溫升偏低（比額定溫升低約10℃）、減負(fù)荷過程中＃3高加水位波動等問題，經(jīng)對比分析，除汽輪機(jī)內(nèi)部原因?qū)е赂骷壋槠麥囟绕咄?，?高加運(yùn)行水位比標(biāo)準(zhǔn)水位高約120 mm，＃3高加運(yùn)行水位比標(biāo)準(zhǔn)水位高約30 mm也是引起異?，F(xiàn)象的原因，將水位調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)水位后，高加端差及水位波動等異?，F(xiàn)象均有所緩解。

（3）定期檢查高加旁路有無漏泄以及抽汽逆止門或加熱器進(jìn)汽門開度是否正常，以保證抽汽壓降正常，核對給水溫度是否達(dá)到負(fù)荷對應(yīng)的要求。

2 鍋爐側(cè)節(jié)能措施

火力發(fā)電廠鍋爐效率提高1百分點(diǎn)，可以使發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低3～4 g/（kW·h），因此，通過對鍋爐的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，可有效提高效率，達(dá)到節(jié)能目的。

2.1 加強(qiáng)燃燒調(diào)整

（1）加強(qiáng)運(yùn)行中的燃燒調(diào)整。運(yùn)行中根據(jù)負(fù)荷的變化情況與燃燒情況及時調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)的設(shè)定值，保持磨煤機(jī)入口調(diào)節(jié)風(fēng)門全開，用一次風(fēng)母管風(fēng)壓調(diào)節(jié)各臺磨煤機(jī)一次風(fēng)量，減小節(jié)流損失，降低一次風(fēng)機(jī)電流。在保證不堵磨的前提下盡量減小各臺磨煤機(jī)一次風(fēng)量，從而降低一次風(fēng)總量，減少煤粉氣流著火熱量，也能降低火焰中心高度，同時降低選擇性催化還原（SCR）區(qū)入口NOx質(zhì)量濃度，減少噴氨量。

控制氧量在合理的范圍內(nèi)，減少系統(tǒng)漏風(fēng)。600 MW負(fù)荷下氧量控制在2.0%，480 MW負(fù)荷下氧量控制在2.5%，360 MW以下低負(fù)荷運(yùn)行時的氧量控制在3.5%左右（如再熱蒸汽溫度正常，氧量可控制在3.0%）。

（2）保持合適的爐膛負(fù)壓及合理的火焰中心位置。應(yīng)維持爐膛負(fù)壓在－100～－50 Pa穩(wěn)定運(yùn)行，既可以保證爐內(nèi)的火焰沖滿度，又可以減少系統(tǒng)漏風(fēng)。當(dāng)少于等于4臺磨煤機(jī)運(yùn)行時，保持磨煤機(jī)集中運(yùn)行，盡量避免隔層運(yùn)行，以保持燃燒穩(wěn)定。

2.2 調(diào)整汽溫及減溫水量

加強(qiáng)主蒸汽及再熱蒸汽溫度的調(diào)整，減少再熱器減溫水量。

（1）爐側(cè)主蒸汽及再熱蒸汽溫度盡量靠近額定值，但不超過額定值。

（2）再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)方面，當(dāng)SCR區(qū)煙溫不超過420℃時，用尾部煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱器溫度，不用再熱器減溫水調(diào)節(jié)。

2.3 加強(qiáng)受熱面吹灰

在鍋爐運(yùn)行當(dāng)中，受熱面上結(jié)渣或積灰使受熱面的傳熱變差，排煙溫度升高。為了減少排煙損失，如負(fù)荷滿足吹灰要求，按規(guī)定對鍋爐進(jìn)行吹灰，保持受熱面清潔，減少排煙熱損失。

2.4 減小脫硝系統(tǒng)噴氨量

噴氨量方面，現(xiàn)以脫硫側(cè)凈煙氣排放NOx質(zhì)量濃度為準(zhǔn)，控制在85～95 mg/m3（標(biāo)態(tài)，下同），加、減負(fù)荷時及時調(diào)節(jié)噴氨量，保證氨逃逸率不超標(biāo)，并降低噴氨量。當(dāng)SCR區(qū)出口NOx質(zhì)量濃度與脫硫側(cè)凈煙氣排放NOx質(zhì)量濃度出現(xiàn)較大偏差時，應(yīng)及時聯(lián)系人員進(jìn)行檢修校驗(yàn)。目前白音華發(fā)電公司氨逃逸率均控制在0.21 mg/m3以下。

2.5 采用滑壓運(yùn)行方式

低負(fù)荷下定壓運(yùn)行，大型鍋爐難以維持主蒸汽及再熱蒸汽溫度，而變壓運(yùn)行時，鍋爐較易保持額定的主蒸汽及再熱蒸汽溫度。當(dāng)變壓運(yùn)行主蒸汽壓力下降，溫度保持一定時，雖然蒸汽的過熱比焓隨壓力的降低而降低，但由于飽和蒸汽比焓上升較多，總比焓明顯升高，這一點(diǎn)是變壓運(yùn)行取得經(jīng)濟(jì)性的重要因素。變壓運(yùn)行汽壓降低、汽溫不變時，汽輪機(jī)各級容積流量、流速近似不變，能在低負(fù)荷時保持汽輪機(jī)內(nèi)效率不下降，同時高壓缸各級與高壓缸排汽溫度都有所升高，這就保證了再熱蒸汽溫度，有助于改善熱循環(huán)效率。另外，在變壓運(yùn)行時，允許給水壓力相應(yīng)降低，在采用變速給水時可顯著減少給水泵的用電，減輕水流對給水泵的侵蝕，延長給水泵的使用壽命。

為提高機(jī)組運(yùn)行效率，經(jīng)華電電力科學(xué)研究院試驗(yàn)測定，分別給出了白音華發(fā)電公司＃1，＃2汽輪機(jī)主蒸汽壓力與負(fù)荷最優(yōu)關(guān)系曲線，運(yùn)行中按滑壓曲線保持定－滑－定運(yùn)行方式，正常情況下滑壓偏置應(yīng)為0 MPa。

（1）定壓方式下，壓力值由操作員設(shè)定，有上、下限制值，上限值為17 MPa，下限值為4 MPa，定壓變化速率為0.26 MPa/min。

（2）滑壓方式下，滑壓的定值由負(fù)荷指令按照主蒸汽壓力與負(fù)荷曲線控制。

＃1機(jī)組自動滑壓的負(fù)荷范圍為180～565 MW，對應(yīng)的壓力范圍為5.90～16.67 MPa。各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷與壓力的對應(yīng)關(guān)系見表1。

表1 ＃1機(jī)組各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷與壓力的對應(yīng)關(guān)系

＃2機(jī)組自動滑壓的負(fù)荷范圍為180～560 MW，對應(yīng)的壓力范圍為5.90～16.67 MPa。各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷與壓力的對應(yīng)關(guān)系見表2。

表2 ＃2機(jī)組各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷與壓力的對應(yīng)關(guān)系

3 降低廠用電率

3.1 合理安排電動給水泵運(yùn)行方式

（1）低負(fù)荷段采用單臺給水泵運(yùn)行。經(jīng)＃2機(jī)組A給水泵最大出力試驗(yàn)結(jié)果得出：單臺電動給水泵運(yùn)行時，在保證安全的前提下，能滿足425 MW負(fù)荷要求（主蒸汽壓力按滑壓曲線設(shè)定，主蒸汽及再熱蒸汽溫度為540℃，背壓為9 kPa，主蒸汽流量為1350 t/h）。決定在機(jī)組低負(fù)荷（400 MW）且主蒸汽流量在1300t/h以下時采用單臺電動給水泵運(yùn)行方式，目前廠用電率降低明顯。

（2）合理安排機(jī)組啟、停階段給水泵運(yùn)行方式。機(jī)組啟動后，特別是冬季，鍋爐上水至正常水位，停止給水泵運(yùn)行，待汽包水位降低至報(bào)警值或機(jī)側(cè)旁路投運(yùn)時，再啟動給水泵運(yùn)行；機(jī)組停運(yùn)時，鍋爐汽包壓力降低至1.7 MPa，將汽包水位上升至最高可見水位后停止給水泵運(yùn)行。

3.2 鍋爐采用單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行啟動方式

鍋爐啟動單側(cè)引、送、一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)火，在機(jī)組并網(wǎng)前方才啟動另一側(cè)風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行。可減少單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時間7～10 h。

3.3 對大功率電機(jī)進(jìn)行變頻改造

白音華發(fā)電公司＃1，＃2機(jī)組凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵均已進(jìn)行變頻改造，降耗效果顯著。單臺循環(huán)水泵頻率40～45 Hz即能夠滿足運(yùn)行需要，降低運(yùn)行電流約10 A。凝結(jié)水泵采用變頻方式運(yùn)行以后，凝結(jié)水母管壓力由3.2 MPa降低至1.5 MPa，600 MW工況下，凝泵高壓側(cè)電流能降低約50 A。

3.4 其他節(jié)能措施

（1）成對設(shè)置的低壓廠用變壓器，將其中1臺轉(zhuǎn)成熱備用，用1臺變壓器帶2段動力電源母線，節(jié)省1臺低壓廠用變壓器的空載損耗。

（2）合理控制廠房內(nèi)的照明，保證照明充分的前提下及時關(guān)閉照明。

（3）根據(jù)環(huán)境溫度情況及時停止設(shè)備電伴熱，以節(jié)省廠用電。

4 減少工質(zhì)損耗

4.1 降低補(bǔ)水率

電廠補(bǔ)水率是一項(xiàng)重要指標(biāo)，額定工況下補(bǔ)水率每升高1%，增加發(fā)電煤耗約0.0717g/（kW·h）。白音華發(fā)電公司從以下幾方面降低補(bǔ)給水量。

（1）根據(jù)化學(xué)分析結(jié)果，合理控制鍋爐排污量，減少汽水損失。

（2）加強(qiáng)閉冷水箱、凝結(jié)水補(bǔ)充水箱的水位控制，避免溢流。

（3）合理安排真空泵的運(yùn)行方式，避免真空泵抽氣中大量帶汽，凝結(jié)成水后通過分離器溢流。

（4）機(jī)組啟動后或運(yùn)行中每月對汽水系統(tǒng)閥門進(jìn)行一次全面檢查，確保關(guān)閉嚴(yán)密，對存在內(nèi)漏的閥門及時隔離處理，減少汽水損失。

（5）制定措施，對機(jī)組排汽裝置灌水查漏或鍋爐水壓試驗(yàn)后的存水進(jìn)行回收。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，排汽裝置灌水查漏的回收水量約為880 m3/次，鍋爐水壓試驗(yàn)后回收水量約為500 m3/次（再熱器內(nèi)存水340 m3，剩余為主蒸汽、再熱蒸汽管路存水）。

（6）對廠區(qū)暖氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，避免因部分區(qū)域暖氣回水不暢而導(dǎo)致工質(zhì)就地外排。

（7）對生產(chǎn)廢水和雨排水全部回收再利用。合理控制廢水池、回用水池及機(jī)力通風(fēng)塔塔盆水位，防止塔盆溢流，避免外排。

4.2 降低工質(zhì)熱耗

（1）冬季或春秋季運(yùn)行時，及時調(diào)整一次風(fēng)、二次風(fēng)暖風(fēng)器供汽電動門開度，保證暖風(fēng)器不凍的情況下，關(guān)小供汽總門，降低空氣預(yù)熱器入口冷風(fēng)溫度，達(dá)到降低排煙溫度、節(jié)約輔汽用量的目的。

（2）對存在內(nèi)漏的汽水系統(tǒng)閥門及時隔離處理，減少高品質(zhì)汽水熱量損失。

（3）通過系統(tǒng)改造，冬季將鍋爐連排擴(kuò)容器疏水引至廠房暖通換熱機(jī)組進(jìn)行熱量回收。

（4）按照環(huán)境溫度編制溫度控制曲線，調(diào)整廠房暖氣系統(tǒng)一級汽水換熱機(jī)組二次側(cè)供水溫度，減少暖氣系統(tǒng)用汽量。

5 結(jié)束語

據(jù)2011—2015年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，白音華發(fā)電公司通過采取以上節(jié)能降耗措施，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗由310.53 g/（kW·h）降低至300.56 g/（kW·h），發(fā)電廠用電率由8.01%降低至7.64%，補(bǔ)水率由2.04%降低至1.19%，取得了良好的節(jié)能效果?；痣姀S的節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的措施還有許多，需要更廣泛的相互交流和借鑒。

［1］劉玉快，龐永梅，陳振洪，等.凝結(jié)水過冷度及對機(jī)組的影響［J］.應(yīng)用能源技術(shù)，2008（11）：39－41.

［2］崔修強(qiáng).火電廠凝結(jié)水過冷度產(chǎn)生的原因分析及對策［J］.江西電力，2006，30（1）：26－29，52.

［3］肖國俊，包正強(qiáng).凝結(jié)水過冷度產(chǎn)生的原因及消除對策［J］.電站輔機(jī)，2005，26（4）：22－26.

［4］郭連偉.給水溫度對鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性及安全性的影響［J］.中國化工貿(mào)易，2013（6）：385.

（本文責(zé)編：弋洋）

TM 621

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1674－1951（2016）10－0066－03

陶再素（1975—），女，重慶梁平人，工程師，從事發(fā)電廠運(yùn)行管理方面的工作（E-mail：469968309＠qq.com）。

2016－05－09；

2016－07－22