文_詹蓓蓓 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司

1 研究背景

近年來，隨著中國政府“一帶一路”倡儀的推進(jìn)，中方企業(yè)紛紛出海承攬項目。印度作為“一帶一路“沿線最大燃煤電力市場，中方環(huán)保企業(yè)在印度執(zhí)行了不少火電環(huán)保項目，比如煙氣脫硫，然而在執(zhí)行這些項目時，往往會忽視電耗值的計算，實際上印度發(fā)電企業(yè)對電耗值這一性能指標(biāo)非?？粗?，對于超出保證值的措施非常嚴(yán)厲，輕則罰款，重則拒收。所以在投標(biāo)階段對于電耗值的計算和保證尤為重要，直接影響著最終性能測試驗收能否通過和項目能否盈利。需要說明的是，電耗計算值并不等于最終實際考核電耗值，后者為統(tǒng)計期內(nèi)基于考核點運行工況的實測值，需要區(qū)分概念。國內(nèi)項目對于電耗值的計算并無統(tǒng)一規(guī)定或成文標(biāo)準(zhǔn)，常用算法為軸功率法，即將設(shè)備軸功率區(qū)分運行狀況相加求和。但基于設(shè)計規(guī)范中的其它規(guī)定，以及電動機功率傳遞原理，可推演出另外兩種算法。

2 幾種可用的計算方法對比

2.1 軸功率法

軸功率法是最基礎(chǔ)的算法，也是以往國內(nèi)項目最常用的算法，即將電機驅(qū)動設(shè)備的軸功率直接相加。在給定軸功率的前提下，將泵或風(fēng)機等設(shè)備的軸功率全部相加，所得之和即為電耗值，即：

式中：Ps——電動機的軸功率；

K t——負(fù)荷同時系數(shù)，對于連續(xù)運行（包括經(jīng)常連續(xù)、不經(jīng)常連續(xù)）的電動機取1，短時及斷續(xù)運行的電動機取0.5。對于24h 內(nèi)變動大的負(fù)荷，如磨機制粉部分，可對該系數(shù)進(jìn)行修正，將24h 內(nèi)該設(shè)備實際運行時間除以24h 折算成負(fù)荷同時系數(shù)。

這種算法的前提是，給定的軸功率為設(shè)計工況下驅(qū)動設(shè)備所需的功率值，考慮到實際運行工況很少會超過設(shè)計工況，多數(shù)情況是在低于設(shè)計工況的條件下運行，所以相對于實際運行情況，該給定的軸功率值有一定的裕度。這種計算方法的優(yōu)點是簡單直觀，缺點是：①雖然在軸功率的計算過程中考慮了一定的裕度，但是未考慮電機的損耗；②裕度為多少并不清楚，是否能折抵該損耗并不確定；③雖然依據(jù)驅(qū)動設(shè)備所需軸功率計算考慮到了每一個設(shè)備的最大輸出功率，但未考慮機組整體運行情況。

2.2 額定功率換算法

雖然對于電耗值無規(guī)程規(guī)范明文規(guī)定，但《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中對廠用電率有明確的估算方法，理論上，可以依據(jù)廠用電率估算值反推出電耗估算值。

廠用電率設(shè)計值可按下列公式計算：

式中:Pg——發(fā)電機的額定功率，即100%出力時的功率。

則電耗可按：

式中：Sc——廠用電計算負(fù)荷(kVA)；

?cosφav×——電動機在運行功率時的平均功率因數(shù)，一般取0.8;

Sc廠用電計算負(fù)荷參考《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定》廠用電的負(fù)荷計算方法中的換算系數(shù)法，見公式（4），故該電耗計算法可稱為額定功率換算法。

式中：K——換算系數(shù)，按設(shè)計規(guī)范選取數(shù)值,大于200MW的機組脫硫系統(tǒng)，高壓電動機按0.85 選取，低壓電動機按0.7選取；

Pc——電動機的計算功率(kW)，計算方法參考設(shè)計規(guī)程，按電動機負(fù)荷特點進(jìn)行劃分和確定。

綜合以上廠用電率估算方法及負(fù)荷計劃方法，得到電耗計算公式為：

式中：Pe——電機額定功率，只計算經(jīng)常連續(xù)運行的負(fù)荷；

Kt——負(fù)荷同時系數(shù)。

額定功率換算法由廠用電率計算方法演化而來，可以看作是電廠長期運行過程中一段時間的平均電耗值。但廠用電率計算方法本身為近似計算，且很多電廠實際運行時煤源與設(shè)計煤種相比較，波動范圍較大，業(yè)主為保證運行時的脫硫效率滿足環(huán)保要求，會選擇較高的SO2濃度作為設(shè)計值。同時，印度業(yè)主在要求設(shè)備選型時，均以設(shè)計點工況要求選型，并要求較大余量，而性能保證值是基于保證點功況給出，這樣會導(dǎo)致設(shè)備選型的額定功率會偏大，與實際驅(qū)動設(shè)備所需軸功率出現(xiàn)偏離。但是經(jīng)過系數(shù)K 調(diào)整，可以將這種偏離調(diào)整到一定范圍內(nèi)，但這種調(diào)整是比較粗略的。

2.3 電機效率法

電機效率法，即在軸功率法的基礎(chǔ)上，再通過電機功率傳遞的原理，即：實際電耗值為電機輸入端所需功率，軸功率為電機輸出端功率，二者之差即為電機功率損耗，后者與前者之比即為電機效率。所以，要考慮將電機的損耗值計入總電耗，可采用以下公式計算：

式中：Kt——負(fù)荷同時系數(shù)電機；

Ps——電機軸功率；

η——電機效率，可采用廠家提供的電機參數(shù)，如無，可根據(jù)選定的電機能耗等級查詢《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》，該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了不同能效等級的各額定功率電機所對應(yīng)的電機效率限值。

該方法解決了額定功率折算法可能會出現(xiàn)與單個設(shè)備實際運行情況有偏離的情況，又解決了軸功率法未考慮電機損耗的問題，綜合了這兩個方法的優(yōu)點。從單個設(shè)備計算來講，這種方法是比較精確的，但是最大的問題是忽略了系統(tǒng)的整體性和波動性，在實際運行中，所有的設(shè)備并非總是在一定工況下運行。所以理論上看，這是最保險的計算方法，但如果從準(zhǔn)確性的角度，同樣需要引入系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

3 實例分析

以印度南部某2×600MW 燃煤機組煙氣脫硫系統(tǒng)為例，該項目為濕法脫硫，含吸收塔煙氣處理、GGH、石灰石制漿、皮帶脫水、廢水處理等部分。采用以上3 種方法計算其在保證點工況的電耗值，進(jìn)行對比，如表1 所示。

表1 3種計算方法計算電耗對比

4 結(jié)語

根據(jù)計算結(jié)果可以看出，軸功率法與額定功率換算法得出的電耗值非常接近，其中額定功率換算法得出的值最低。3 種方法中，電機效率法得出的值最高，從理論上看，電機效率法是最保險的計算方法，考慮到了每一個設(shè)備在設(shè)計工況下所需的軸功率，同時也考慮了電機的損耗，表1 中的計算結(jié)果也驗證了這一點，但與電廠長期實際運行狀態(tài)可能存在脫節(jié)。在實際的長期運行過程中，電耗值與機組運行狀況、脫硫系統(tǒng)的運行都息息相關(guān)。

故可得出結(jié)論：①電機效率法計算所得電耗接近于實際運行中的峰值電耗；②額定功率換算法得出的電耗更接近于長期實際運行中的平均值，而根據(jù)廠用電設(shè)計規(guī)范的描述，以及實際運行經(jīng)驗，運行廠用電率一般低于設(shè)計廠用電率，可見在實際運行中，電機效率法計算所得電耗應(yīng)該要略高于長期實際運行中的平均電耗值。但性能測試階段是要求在指定性能保證工況下運行，并實測電耗值，這種情況下是否也適用結(jié)論②，性能測試實測電耗值與上述3 種方法哪一種更貼合，需要待下一階段依據(jù)該項目性能測試結(jié)果進(jìn)行對比分析和判斷。而在性能測試階段，也可通過改善運行條件，如適當(dāng)停運循環(huán)泵、保持合理的吸收塔漿液密度和液位、使用脫硫添加劑、綜合調(diào)配增壓風(fēng)機出力、合理控制GGH 等多種措施來優(yōu)化運行，從而達(dá)到降低電耗的目的。