張野

摘要：空冷機組的運行參數(shù)直接影響大型火電廠燃煤機組的煤耗情況，為此通過優(yōu)化空冷機組的補水率、給水溫度、排煙管道溫度等運行參數(shù)，可以降低火電廠煤耗，并通過實驗驗證了該火電廠燃煤空冷機組降煤耗措施的有效性。

關(guān)鍵詞：大型火電廠;燃煤;空冷機組;煤耗;冷卻器

0 引言

當前大型火電廠所使用的空冷機組，在每次燃煤結(jié)束后都不會對空冷機組進行清潔，尤其是同一批次采集的煤使用完畢后，未曾對空冷機組進行能耗診斷、機組內(nèi)部檢查、性能試驗和機組運行參數(shù)統(tǒng)計，極易導(dǎo)致機組出現(xiàn)故障、受熱結(jié)焦等情況，從而增加燃煤空冷機組對煤耗的需求量[1]。供電煤耗率作為衡量火電機組運行經(jīng)濟性的指標之一，是當前大型火電廠節(jié)能、降低成本的重點[2]。本文主要研究大型火電廠燃煤空冷機組的降煤耗措施。

1 燃煤空冷機組可調(diào)運行參數(shù)選取

1.1? ? 燃煤空冷機組構(gòu)成

本文以再熱直接空冷機組作為研究對象，其基礎(chǔ)參數(shù)如表1所示。

燃煤空冷機組由于本身的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)十分復(fù)雜，所以分模塊研究機組結(jié)構(gòu)，將機組分為鍋爐系統(tǒng)、空冷系統(tǒng)、汽輪機系統(tǒng)和回熱加熱器系統(tǒng)等。

1.2? ? 確定可調(diào)運行參數(shù)

本次研究主要分析空冷機組的可調(diào)運行參數(shù)。機械設(shè)備組工作的調(diào)節(jié)性參變量有主機汽壓、溫標和重熱汽溫，這些參變量改變運行成本的能力與設(shè)備機械情況、運維者思維及工作實操情況相關(guān)聯(lián)。總體來說，高檔位的重熱機械設(shè)備組標定狀態(tài)時，主機汽壓降低0.1 MPa，熱量損耗比率增加3～5 kJ/kWh。主機汽溫、重熱汽溫降低1 ℃，熱量損耗比率增加大于2 kJ/kWh。如果此類參變量較預(yù)設(shè)值離散水平不高，就不會過高干預(yù)成本相關(guān)因素。反之，如較預(yù)設(shè)值離散水平偏高[3]，除顯著擾動機械設(shè)備組成本相關(guān)性能，還可能造成設(shè)備運行安保性能障礙。

在空冷機組檢測到的補水率下，為空冷機組供水時，還需要檢測空冷機組的供水溫度。其供水溫度的變化，會影響到空冷機組各個部分的變化，尤其是冷熱交換時，容易導(dǎo)致空冷機組出現(xiàn)故障。因此，降低空冷機組煤耗，就需要控制空冷機組的供水溫度，故選取供水溫度作為運行參數(shù)調(diào)控指標之一。

綜合上述分析，本文選取空冷機組補水率、給水溫度、排煙管道溫度等作為調(diào)控目標，通過優(yōu)化設(shè)計運行參數(shù)，實現(xiàn)降低燃煤能耗的目的。

2 空冷機組運行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

2.1? ? 控制空冷機組補水率

空冷機組在燃煤時，燃煤溫度過高或過低都會影響空冷機組的運行效率，需要為空冷機組定時提供清水，但在調(diào)節(jié)空冷機組燃煤時也會引起溫度變化。因此，需要空冷機組運行人員定時檢測空冷機組補水率，并實時調(diào)控補水率。

運行人員通過統(tǒng)計整理每個月的補水情況及蒸發(fā)情況，計算空冷機組所需要的最優(yōu)補水率。其計算公式如下：

根據(jù)（1）式計算結(jié)果，空冷機組運行人員可定時為空冷機組補水，在補水過程中，同時檢查空冷機組的補水率高低變化情況。

2.2? ? 控制空冷機組給水溫度

運行人員在為空冷機組供水時，還需要檢測空冷機組的供水溫度，其供水溫度變化也會影響到空冷機組各個部分的變化，尤其是供水溫度的冷熱交換，更容易導(dǎo)致空冷機組出現(xiàn)故障。因此，降低空冷機組煤耗，需要控制空冷機組的供水溫度。供水溫度計算公式如下：

運行人員根據(jù)式（2）得到的空冷機組標準供水溫度，定時查看空冷機組、高壓加熱氣旁路閥門和進汽閥，觀察其排氣狀況和水位變化是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)其中任何一項存在異常時，都需要對空冷機組進行調(diào)整，確?？绽錂C組在運行時各元件都處于最優(yōu)狀態(tài)。

2.3? ? 降低排煙管道溫度

為降低排煙管道的溫度，排煙管道中安裝了冷卻器。使用排煙管道冷卻器降低排煙管道溫度，需要通過給水裝置中產(chǎn)生的冷卻水來調(diào)節(jié)空冷機組中一次風的變化。在調(diào)控空冷機組燃煤溫度時，增加的風的溫度使一次風的熱度下降，促使排煙管道所排出的煙霧溫度與排煙管道的預(yù)定溫度一致，從而降低了空冷機組內(nèi)部的熱度，提高空冷機組的運行效率，進而降低空冷機組的煤耗量。

3 實驗分析

為驗證此次研究的燃煤空冷機組降煤耗措施在實際大型火電廠燃煤空冷機組中降低煤耗的效果，設(shè)計了此次實驗。選擇某區(qū)域的大型火電廠燃煤空冷機組作為此次實驗研究對象，利用第2節(jié)中的處理方式，得到具體的優(yōu)化參數(shù)，如表2所示。

將此次研究的燃煤空冷機組降煤耗措施記為實驗A組，傳統(tǒng)措施記為實驗B組，空冷機組原本燃煤消耗情況記為實驗C組，分別采用上述兩種不同措施，降低空冷機組煤耗量，對比兩種措施降低空冷機組煤耗量的效果，進行5次實驗，對比結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以看出，實驗A組產(chǎn)生的附加單耗低于0.05 g/kWh，實驗B組雖比空冷機組原本煤耗量小，但是產(chǎn)生的附加單耗明顯高于實驗A組。由此可見，此次研究的空冷機組降煤耗措施，相較傳統(tǒng)的燃煤空冷機組降煤耗措施，更能節(jié)省大型火電廠燃煤空冷機組資源。

4 結(jié)語

綜上所述，此次研究從空冷機組的運行角度出發(fā)，探究了大型火電廠燃煤空冷機組煤耗量的方法，但是此次研究的大型火電廠燃煤空冷機組降煤耗措施，未曾考慮機組運行狀態(tài)下的其他參數(shù)，因此在今后的研究中，需要深入分析大型火電廠空冷機組的具體運行狀態(tài)，以設(shè)計出最佳的大型火電廠空冷機組降煤耗方案。

[參考文獻]

[1] 劉建航，李振強，王景寬，等.降低300 MW火電機組供電煤耗優(yōu)化研究[J].神華科技，2019，17（5）：58-61.

[2] 劉永江，禾志強，張志勇，等.兼顧能耗與環(huán)保的燃煤機組特性曲線獲取方法[J].熱能動力工程，2020，35（6）：274-279.

[3] 席莉，高鵬，劉雨佳，等.計及煤耗與環(huán)保的燃煤機組綜合排序方法探討[J].廣西電力，2020，43（3）：83-86.