降低大型火电机组厂用电率的措施分析
降低大型火力发电机组厂用电率的措施作者匿名2008/1/16 123:093362
渠道：关键词：摘要：厂用电率是衡量火电机组经济性的主要经济技术指标之一。张文分析了华能德州电厂6号机组(660MW)的节能潜力，以及为降低机组厂用电率所采取的一系列措施。通过优化辅机运行方式、技术改造和加强运行管理，6号机组厂用电率大幅降低，从生产初期的5.8%以上降至现在的5.4%以下，达到了节电降耗的目的。关键词：发电机组；辅助动力率；节电措施；华能德州电厂6号机组(660兆瓦)是山东电网单机容量较大的两台火电机组之一。锅炉为德巴布科克公司生产的亚临界自然循环汽包锅炉，制粉系统配有巴布科克公司生产的六台双进口、双出口、正压直吹式圆筒球磨机。2002年10月13日，连续满负荷试运行168小时后投产。华能德州电厂6号机组在发电初期，单台机组的综合厂用电率(包括外围除灰、化学、输煤系统的厂用电)往往在5.8%以上。华能德州电厂采取了一系列措施，深挖节能潜力，降低6号机组厂用电率。1号机组节能潜力分析厂用电主要消耗在不断运行的锅炉、汽轮机系统的6kV辅机上，空气烟气、制粉、循环水三个辅助系统的设备用电约占[1]所有厂用电的70-75%。因此，通过深化高压辅机节能潜力，降低空气烟气、制粉、循环水的厂用电，是降低机组厂用电的关键。1.1制粉系统和烟气系统节能潜力分析(1)6号机组一次风机为进口静叶离心风机，风机出力由风机进口挡板调节，一次风压跟踪锅炉负荷变化。由于一次风压设计值偏高，风压随机组负荷变化小，机组在400 ~ 500 MW低负荷运行时(锅炉无油投入稳定燃烧负荷为400MW)。在低负荷运行时，一次风压仍保持较高水平(约9.0千帕)，增加了携带风门的磨煤机节流损失和一次风机的电耗。为了解决这一问题，华能德州电厂在DCS中修改了一次风压曲线，增加了操作人员手动风压设定模块。当机组负荷在550 ~ 660 MW之间时，一次风压维持在9.0~10.0kPa，当机组负荷降至400 ~ 450 MW时，一次风压适当降至7.5 ~ 8.0 kPa，增加了低负荷期间磨煤机携带风调节板的开度，降低了磨煤机出力。在 (2)，由于空气预热器漏风率高，漏风损失导致风机耗电量增加。同时，由于空气预热器积灰严重，部分蓄热片被腐蚀，导致空气预热器烟侧满负荷压差达到2.4 ~ 2.5 kPa，远高于1.2kPa的设计值，导致一次风机耗电量增加。对此，在机组大修期间，将空气预热器密封装置更换为可调式密封，更换了腐蚀的蓄热片，降低了空气预热器漏风率，降低了风烟阻力；同时，为了避免空气预热器的低温腐蚀和对蓄热板的损坏，应根据环境温度的变化，及时投入空气加热器运行，用乙炔脉冲吹灰装置代替空气预热器的蒸汽吹灰装置，优化吹灰运行方式，控制空气预热器的积灰，使烟侧压差保持在1.2kPa以下，从而降低鼓风机的电耗。 (3)机组磨煤机故障率在初始阶段较高 #p#分页标题#e#
(4)6号锅炉磨煤机为双进口双出口钢球磨煤机。由于实际燃用煤种与设计煤种不同，钢球实际磨损率与供货商提供的钢球添加公式误差较大。因此，生产初期需要补充的钢球数量过大，磨煤机实际运行功率增加，增加了辅助功耗。通过不断的探索和经验积累，操作人员调整了磨煤机的装球频率，通过合理的方案向磨煤机补充钢球，在保证磨煤机出力的情况下，使磨煤机的平均运行功率从1430kW降低到1370kW左右。 (5)磨煤机油站逻辑设计不合理。原设计磨煤机顶靴油压低时，没有延时跳磨煤机；顶瓦油泵出口滤网堵塞，无法在线清洗。磨煤机跳闸不仅使锅炉燃烧不稳定，而且增加了磨煤机的切换次数，增加了电耗。经过多次攻关、试验和分析论证，我们对磨煤机顶靴油系统进行了技术改造，对顶靴油压低的磨煤机增加了50分钟的延时，实现了顶靴油泵出口滤网堵塞的在线清洗，进一步减少了磨煤机的切换次数，保证了锅炉的燃烧稳定性。(6)合理安排磨煤机组合运行方式。正常情况下，6号机组4台磨煤机可承载550MW负荷，5台磨煤机可承载660MW额定负荷。如果机组负荷曲线在550-580 MW之间，则五磨煤机出力小于额定出力的30%，运行不经济。当5号、6号机组均在不经济负荷下运行时，运行人员应及时与值班长沟通，请示调度，合理调整5号、6号机组负荷曲线，使机组尽可能多地启动五号磨煤机负荷，节约厂用电。(7)6号机组的鼓风机是一台恒速、电机驱动的轴流动叶可调式鼓风机。由于DCS中原设计二次风压力偏高，低负荷时二次风挡板节流较大，增加了风机的功耗。鉴于此，结合锅炉燃烧情况，我们将各二次风口手动调节挡板由50%增加到80% ~ 100%。同时修改了DCS中的二次风压曲线，将满负荷(660MW)时的二次风压由2.5kPa降至1.85kPa，使二次风在运行中可以电动闭锁
板开度增大，减少了挡板节流带来的厂用电损耗。1.2循环水系统节电潜力分析及节电措施 (1)华能德州电厂6号机组设有定速运行循环水泵3台，正常运行采取2运1备的运行方式，为降低循环水泵电耗，经过论证，在环境温度较低的冬季，运行1台循泵就可以满足凝汽器冷却水和真空的要求，降低了厂用电消耗。 (2)投产初期胶球清洗收球不正常，经常收不到球，为回收胶球不得不开启第3台循泵提高循环水压力。经对胶球清洗系统运行方式的调整，选择规格合适的胶球，将胶球泵收球时间由1h延长到3～5h，实现了胶球清洗运行正常，收球时不再开启第3台循环水泵，避免了因收球带来的循环水厂用电损失。 (3)机组停止后，由于循环水系统需经开式水系统向主机润滑油、空压机提供冷却水源，导致循环水泵、开式水泵少用户运行时间过长，使厂用电增加，对此，为主机润滑油增加了一路工业水源作为备用，停机后主机润滑油冷却水切至工业水，空压机冷却水切至邻机供给，使循环水泵无用户后可以得到及时停运。1.3运行管理及设备运行方式1.3.1 机组正常运行时辅助系统的节电措施 (1)合理调整真空泵运行方式，根据6号机组汽机真空严密性较好和真空泵出力较大的实际情况，将真空泵运行方式由2台泵运行、1台泵备用改为1台真空泵运行、2台真空泵备有。 (2)磨煤机停运后即停止出口分离器电机运行。 (3)磨煤机启动后即停止磨顶轴油泵运行。 (4)除渣溢流水池溢流水泵由连续运行调整为间断运行，当溢流池水位高或灰水制浆时再开启溢流水泵运行。使溢流水泵运行时间由原来每天24h缩短到2～3h。 (5)机组低负荷时，控制氧量不超过6.0％，避免过量空气系数过大，进一步减少风机电耗。 (6)凝汽器补水方式由凝输泵补水改由依靠凝汽器真空虹吸补水，机组正常运行期间凝输泵停运，使凝输泵用电大幅降低。1.3.2 停机后的节电措施 机组停运过程中及停运后，由于平均负荷低，甚至不带负荷，辅机系统相对运行时间长，必然增大机组厂用电率，因此，合理安排停机过程中辅机系统的运行方式，辅机达到停运条件时及时停运，尽量缩短辅机运行时间，也是降低厂用电率的有效措施。2 有待挖掘的节电潜力 火力发电厂节电主要应在加强运行管理和设备改造等方面采取措施，由于设备改造需要工期长，投资大，很多需要在机组停机检修期间完成，而部分设备运行方式的变更也需要科学论证后，才可以实施。目前，华能德州电厂6号机组仍旧存在一些节电潜力，有待论证后，利用适当的机会改造设备，调整运行方式后实现。 (1)根据6号炉制粉系统现状，3台磨煤机就可以带450MW负荷，但由于锅炉始终存在较严重的结焦问题，低负荷下，锅炉落焦可能造成燃烧不稳定，出于机组运行安全考虑，机组在400MW负荷下仍采用4台磨煤机运行组合，增加了低负荷下制粉电耗。在完全控制或消除锅炉结焦问题后，当机组负荷小于450MW时，可以尝试3台磨煤机组合运行，进一步节约了制粉系统厂用电量。 (2)目前，磨煤机可以实现单侧给煤机运行，当一侧给煤机或下煤管道发生缺陷后，可以不停运磨煤机，实现给煤机单侧运行，但是当一侧给粉管路或一侧分离器故障时，仍需要停磨煤机对分离器进行检修，按设计单侧分离器（出粉管）运行是允许的，建议生产部门试验论证，做好单侧分离器运行调试，减少因单侧粉管路缺陷造成的磨煤机切换。 (3)引风机、一次风机为恒速运行离心式风机，机组带满负荷时，风机静叶开度仅为60％左右，对于电网调峰机组来说，风机效率低，电耗偏大，尤其在低负荷时，电耗损失更大，因此，可以考虑将风机传动装置改用高压变频电机，以节约厂用电。 (4)机组的厂用电率与机组负荷关系密切，如果机组平均负荷高，厂用电率将明显降低，6号机组主、辅机设计裕量均偏大，目前，6号机组已经进行了720MW稳定负荷运行试验，计划申请修改机组容量。 (5)循环水泵电机单速改双速，在环境温度低时，采用低速运行，此改造投资较小，易于实现，可以节约较多厂用电。 (6)目前，6号机组共布置400V检修干式变压器2台（汽机检修变和锅炉检修变），机组正常运行时，这2个干式变压器基本不带负荷，干式变压器空载损耗增加了厂用电消耗，我们可以尝试在两检修段之间设计一合适容量的联络开关，机组正常运行时停运1台检修变，实现干式变压器冷备用，减少了热备用干式变压器的空载损耗。另外，5、6号机组的化水变，循水变同样可以经适当改造，实现同类型干式变压器一运一备，定期切换，达到干式变压器冷备用，降低空载损耗的目的。按干式变压器平均空载损耗3％计算，实现冷备用后，仅检修变每年就可节电131400kW·h。 2003、2004年同期6号机组部分指标比较值见表1。2003、2004年部分月份6号机组经济指标值见表2。表1 2003、2004年同期6号机组部分指标比较统计发电量/kW·h厂用电量/万kW·h运行时间/h负荷率/％综合厂用电率/％2003年1～10月258215.615452522774.85.982004年1～10月318271.517839651674.05.61表2 2003、2004年部分月份6号机组经济指标2003年8月2004年1月2004年10月制粉、风烟、循环水三大系统电耗率/％4.433.913.77综合厂用电率/％5.985.745.22 由表1、表2可看出，在同等负荷条件下，采取各项节电措施后，2004年1～10月6号机组综合厂用电率与去年同期比较明显下降，三大系统耗电率、综合厂用电率呈降低趋势，节电降耗效果显著。3 参考文献［1］徐甫荣.发电厂辅机节能改造技术方案分析.电气传动自动化，2004，（1）：1～2.［2］刘玉宁.电厂厂用电率及其对策.东方电气评论，2002，（9）：158～159.#p#分页标题#e#
