呼小剛

摘 要： 隨著節(jié)能減排進程的加速，關(guān)于我國超臨界高參數(shù)機組耗能問題被提上日常，由于經(jīng)濟的發(fā)展，每年需要的電能源越來越大，致使不斷加大發(fā)電裝機的容量，如何才能保證超臨界高參數(shù)機組高效節(jié)能的運行是本次研究的重點內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：660MW超臨界高參數(shù)機組 節(jié)能降耗 綜合優(yōu)化

中圖分類號：TM621 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0285-01

近年來，我國整體用電量增長速度較快，發(fā)電裝機的容量不斷加大，不斷加快對結(jié)構(gòu)的調(diào)整，裝備技術(shù)的水平又上新臺階，節(jié)能減排也取得了最新階段性的進展。2015年全社會用電量達(dá)到55500億kWh，新增裝機容量1513萬kW，截止到年底，總發(fā)電裝機的容量達(dá)到14.7億kW，其中燃煤電廠總裝機超過10億kW，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為315g/kWh。本文主要對660MW超臨界高參數(shù)機組運行現(xiàn)狀進行充分分析，并提出優(yōu)化策略，對其實施綜合優(yōu)化。

一、660MW超臨界高參數(shù)機組耗能影響因素分析

660MW超臨界高參數(shù)機組運行時，會因為各部件高功率運轉(zhuǎn)工作產(chǎn)生一定的耗能，這些耗能會降低超臨界高參數(shù)機組的工作效率，長此以往降低其使用壽命。目前可以確定的影響660MW超臨界高參數(shù)機組耗能的主要因素是：1）鍋爐儲水罐調(diào)節(jié)閥；2）給水控制系統(tǒng)；3）鍋爐給水前置泵；4）疏水泵；5）直流鍋爐煙氣；6）自動控制系統(tǒng)。

1.鍋爐儲水罐調(diào)節(jié)閥耗能

調(diào)節(jié)閥是機組閥門之一，其工作條件較為惡劣，特別容易出現(xiàn)故障，而該類閥門在實際工作中會因汽化對閥門本身及其他系統(tǒng)造成損害。超臨界機組中鍋爐儲水罐調(diào)節(jié)閥因為工作環(huán)境差，常因高壓臨界流流場特性變化而造成耗能，所以必須對其進行優(yōu)化改進。

2.給水控制系統(tǒng)耗能

給水控制系統(tǒng)是直流鍋爐最重要的部分，其是否穩(wěn)定且正常運行，關(guān)系到整個耗能的大小，因此必須進一步改良給水控制系統(tǒng)，有效減少耗能。由于超臨界直流爐是沒有汽包的，所以要想減少耗能，必須從最關(guān)鍵的燃水比下手進行有效控制，具體主要從以下方面著手：1）給水流量方面；2）爐膛焓方面；3）給水泵控制回路方面。

3.鍋爐給水前置泵耗能

鍋爐給水前置泵耗能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）冷卻腔的兩側(cè)開面容易泄漏，而且一旦泄漏非常嚴(yán)重，不但機組安全受到威脅，影響運行效率，而且造成能源損失。（2）處于低負(fù)荷狀態(tài)時，轉(zhuǎn)子抖動竄軸的振動幅度大，造成能源耗損。（3）經(jīng)濟性差問題。經(jīng)濟性差是指可用的汽蝕余量過大造成的損失，既不安全又花費較大，所以必須加以改進。

4.直流鍋爐煙氣耗能

直流鍋爐的煙 摘 要： 隨著節(jié)能減排進程的加速，關(guān)于我國超臨界高參數(shù)機組耗能問題被提上日常，由于經(jīng)濟的發(fā)展，每年需要的電能源越來越大，致使不斷加大發(fā)電裝機的容量，如何才能保證超臨界高參數(shù)機組高效節(jié)能的運行是本次研究的重點內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：660MW超臨界高參數(shù)機組 節(jié)能降耗 綜合優(yōu)化

中圖分類號：TM621 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0285-01氣排放使得鍋爐熱能量耗損嚴(yán)重，一般占到總?cè)剂先紵崃康淖罡哌_(dá)8%，因此必須采取必要措施降低排煙損失，提高能量利用率。

5.自動控制系統(tǒng)耗能

經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)耗費大量能源，所以國家提倡節(jié)能降耗，火力發(fā)電廠作為國家主要供電與能源耗損單位，如何提升其能源有效利用率已成為電廠工作的重點內(nèi)容之一。目前，造成能源耗損的主要因素是鍋爐及其他發(fā)電設(shè)備，事實上還包括熱控自動控制系統(tǒng)。人們往往忽略自動控制系統(tǒng)的耗能問題。必須采取措施有效降低自動控制系統(tǒng)的能源損耗，從而提高安全運行質(zhì)量，提升運行速率，降低能源損耗。

二、660MW超臨界高參數(shù)機組優(yōu)化策略

1.鍋爐儲水罐調(diào)節(jié)閥優(yōu)化

通過加裝勻流板的方式降低介質(zhì)速度，使得管配流道的流場流動趨于均勻化，從而有效降低流場最大速度，含汽總量也最大化降低，最終達(dá)到將儲水罐調(diào)節(jié)閥中的流場趨于均勻化的目的，有效降低汽化，緩解閥門及其他系統(tǒng)的損壞，實現(xiàn)節(jié)能降耗。對儲水罐加裝勻流板的作用已被相關(guān)學(xué)者通過實驗所證實，所以是具有可實施性的。

2.給水控制系統(tǒng)優(yōu)化

給水控制系統(tǒng)優(yōu)化需從以下幾個方面入手：

2.1優(yōu)化給水流量：

采取設(shè)計補償回路的方式，幫助調(diào)整動態(tài)過程中給水流量與煤量的配比，使其維持在合理范圍之內(nèi)，燃水比上下變化不大。補償量需事先做好計算，首先對鍋爐蒸汽熱輸出流量與給煤熱輸入量進行對比，得到的差值就是要補償?shù)臒崃?，補償方式采用熱量積分器給予。比如，當(dāng)煤的發(fā)熱值很高時，積分器就要減少煤的供給。其次，為了更好地控制燃料供給，需要增設(shè)燃料指令的前饋信號，盡最大努力解決給水控制跟不上燃料變化的問題，提高給水調(diào)節(jié)對燃料供給的響應(yīng)。最后，為了確保汽動給水泵無論是采取手動切換還是自動切換，都不受外界干擾，實現(xiàn)無擾切換，需要對主蒸汽流量的設(shè)計值增加一個偏置接口，這樣無論什么狀態(tài)，操作人員都可以通過對偏置值的修改來調(diào)整主蒸汽流量的設(shè)定值。

2.2為了更好地處理緊急事故，特別是因高加發(fā)生故障引起的水溫變化，對此增設(shè)省煤器出口設(shè)計焓值與實際焓值差值，通過這兩個值的差值計算出正確的焓值修正量，它能夠通過水溫的變化情況來更改爐膛焓的增需求值，從而有效控制給水量，確保機組穩(wěn)定運行，降低能耗。

2.3因為機組需要變負(fù)荷工作，所以一些參數(shù)就會發(fā)生動態(tài)變化，所以必須有一個能夠隨時計算參數(shù)變化值的控制環(huán)節(jié)存在，所以建議實施變參數(shù)PID控制，該參數(shù)是通過比例與積分時間的函數(shù)折算獲得的。

3.鍋爐給水前置泵優(yōu)化

解決冷卻腔兩側(cè)中開面泄漏問題的辦法：

3.1建議通過增大橫截面對原兩道氛橡膠密封圈從新設(shè)計，轉(zhuǎn)變?yōu)橐罁?jù)特定形狀而成的異型氟橡膠圈。

3.2處理原泵體、泵蓋中開面部分，實施行車削加工處理辦法；

3.3保證低負(fù)荷安全穩(wěn)定性運行措施：

3.3.1削減揚程；

3.3.2實施磨削以減小葉片出口角，使得葉片區(qū)域均布對稱性；將葉片出口端磨削成薄片以提高葉輪出口流動的穩(wěn)定性。

3.3.3另外，建議調(diào)整彌補葉輪車削后泵的工作效率效率，改造葉輪、蝸殼的通流部分。

4.直流鍋爐煙氣優(yōu)化

優(yōu)化直流鍋爐煙氣的辦法：首先考慮到鍋爐使用的燃煤為低熱值煤，具有低硫分與低灰分、高水分與高揮發(fā)分的特點，所以建議除塵器前的煙氣溫度設(shè)置為110 ℃，并且將前置式煙氣的換熱器布置于預(yù)熱器的入口煙道處，總體來看，就是在脫硝煙道的出口下方區(qū)域范圍內(nèi)。并建議在磨煤機熱一次風(fēng)基礎(chǔ)上，再增加一個蒸汽換熱器，以便有效解決磨煤機運行時燃煤潮濕未完全干燥的問題。

5.自動控制系統(tǒng)優(yōu)化

優(yōu)化自動控制系統(tǒng)：

5.1首先實施統(tǒng)一化管理，將自動化系統(tǒng)納入到DCS，建立集控室、自動化系統(tǒng)、電子設(shè)備統(tǒng)一控制體系，從而減少能耗。

5.2加強在線監(jiān)測力度也非常重要，所以建議增加對保護出口線圈的監(jiān)測。目前由于火電機組的出口線圈維修仍完全依賴檢修人員，而且需要定期檢查，才能保證其安全運行，但是不利于長期的安全與穩(wěn)定，所以建議加強機柜口出線圈的監(jiān)測，并對其增設(shè)自動報警裝置，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

5.3規(guī)范傳感器冗余配置。目前由于大型機組的控制回路數(shù)量龐大，涉及到的邏輯計算較多，需要用到的傳感器也比較多，這樣就造成了冗余配置情況出現(xiàn)，所以必須制定一個統(tǒng)一的規(guī)范作為參照。通過以上方式減少對設(shè)備資源的投資消耗，同時也能減少維修人員的工作量，增強機組運行速率，提高安全性。

5.4實施煤質(zhì)的在線檢測。我國目前的煤炭資源非常緊張，而鍋爐入爐煤與設(shè)計煤種的實際偏差非常大，因為煤質(zhì)的變化很容易造成給水與主汽溫自動系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)出現(xiàn)問題。即使有協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，特別是煤質(zhì)校正單元，但是仍然導(dǎo)致煤質(zhì)改變問題如果較大時不易修整的問題出現(xiàn)。建議首先通過對煤質(zhì)進行分析，特別是對其應(yīng)用基的各種成分變化的分析，加之對發(fā)熱量變化的分析，可有效控制煤質(zhì)變化所帶來的煤水比干擾，提高機組優(yōu)質(zhì)調(diào)節(jié)速率。

結(jié)束語

目前，關(guān)于660MW超臨界高參數(shù)組的耗能量問題一直是被關(guān)注的重點內(nèi)容，因為其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，涉及到自身能量消耗問題，除此還包括一些部件的能源消耗，包括鍋爐儲水罐、給水控制系統(tǒng)、鍋爐給水前置泵、直流鍋爐煙氣、自動控制系統(tǒng)等都存在耗能情況，如何進行綜合優(yōu)化，還需要今后的進一步研究，對于本文所提建議是否可行，仍需在實踐中驗證。

參考文獻

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