火電廠機組節能降耗分析及措施

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1、安全技術/電氣安全火電廠機組節能降耗分析及措施【摘 要】黔東電廠兩臺600MW機組分別于2008年和2009年相繼投產，為進 一步提高機組運行可靠性、經濟性，降低能耗水平，黔東公司針對機組現狀，開 展能耗評估，從設備治理改造、鍋爐燃燒優化調整、運行方式優化等方面進行綜 合治理，取得了顯著的效果?！娟P鍵詞】機組節能降耗分析措施1引言能源是國民經濟的基礎資源，制約我國國民經濟建設的重要因素。因此，節能降 耗，節約用電，提高企業的經濟效益，具有十分重要的意義。同時，節能減排也 是我國各級政府強力推進的重大舉措和社會關注的焦點，其社會意義也非常重 大。當前國家大力提倡綠色GDP，十二五計劃也將火電行業

2、確定為高耗能行業， 是十二五期間節能降耗重點行業之一。據有關單位統計，目前，我國火電供電煤 耗與發達國家水平還有20%左右的差距，因此，我國火電行業的節能降耗還有 較大的空間。提高火電廠的一次能源利用率，盡可能的降低發電成本，已成為全 國各大發電企業及科研院所研究的課題。各電站情況不同，可采用的節能降耗方 法也各異，通過現場實際運行經驗，總結分析出了我廠在運行過程中采取的切實 可行的節能降耗措施。2機組概況鍋爐是由東方鍋爐廠引進福斯特惠勒公司技術設計制造，型號： DG2028/17.45-II3，型式：亞臨界壓力，一次中間再熱，雙拱形單爐膛，W型火 焰燃燒方式，尾部雙煙道結構，采用煙氣擋板調節

3、再熱汽溫，固態排渣，全鋼、 全懸吊結構，平衡通風，露天布置，配雙進雙出磨煤機正壓直吹式制粉系統。汽輪機是由東方汽輪機廠制造N600-16.7/538/538-1,型式：亞臨界、一次中間 再熱、單軸、三缸四排汽、純沖動凝汽式，配有兩臺50%MCR出力的汽動給水 泵和一臺30%MCR出力的電動給水泵。發電機為東方電機股份有限公司生產的DH-600-G三相同步汽輪發電機，冷卻方 式為水氫氫。3影響機組經濟性的因素3.1機組供電煤耗高黔東電廠兩臺機組投產以來，因受核準、煤炭等制約長期未能正常發電，在設備 治理、管理方面與集團公司的標桿企業存在一定的差距。原煤倉設計存在一定的缺陷，在煤倉內部存在一定的死

4、區，容易使煤滯流，加之 我廠來煤較濕、粘度大，就造成原煤倉很容易出現假空倉狀態，導致輸煤皮帶不 能停運，常發生給煤機斷煤、返粉，從而影響鍋爐的燃燒穩定，機組不能帶高負 荷運行，在緊急情況下必須投油穩燃。制粉系統管理未規范，常發生分離器堵塞，使制粉系統出力未達到設計值、煤粉 細度變化較大，給燃燒調整、配風帶來很大的影響。造成飛灰、大渣含碳量偏大， 排煙溫度較高，造成鍋爐的效率下降。鍋爐燃燒調整、配風優化未全面開展，減溫量比設計值偏大，再熱器溫度不能達 到設計值。3.2廠用電率高凝結水泵設計流量偏大，在低負荷運行期間，為滿足系統運行的要求，必須開啟 凝結水循環、凝結水雜用水，關小除氧器上水調節門，

5、勢必造成節流損失的增加， 導致凝結水泵做了部份無用功，電耗增加。儀用壓縮空氣泄漏點較多、空壓機聯鎖定值整定不合理，要單臺機組運行時，要 兩臺儀用空壓機運行才能滿足要求，造成儀用空壓機的廠用耗電量增加。輸灰邏輯、控制方式設計不合理，導致在單臺機組運行，必須要三臺除灰空壓機 運行才能滿足要求，造成除灰系統的廠用電耗量增加。4設備改造與治理，提高設備的可靠性4.1原煤倉改造原煤倉粘壁、堵煤、斷煤情況嚴重，導致機組頻繁降出力及助燃用油量大幅增加， 嚴重影響機組的正常運行。經考察分析，確認堵煤原因為：煤倉原設計為不規則 的半圓錐狀，存在棱角死區，在原煤向下流動時，在煤倉下部圓錐體口處存在瓶 頸，造成棱角

6、死區部分貼壁原煤處于滯流狀態。當原煤潮濕、流動性差時，很容 易壓實、粘壁。若原煤粘壁較輕，在運行中會頻繁出現虛假空倉現象；若原煤粘 壁較重，使能下煤的中心孔越來越小，會逐步將煤倉堵死。經考察調研，確定煤倉改造方案：對兩臺爐原煤倉內部采用加裝鋼襯板的方法增 大的接口棱角角度，消除幾何死區，使煤倉成為較規則的圓錐狀，并涂上耐磨材 料，打磨光滑，減少原煤在煤倉中的阻力，另從煤倉出口往上切除1140mm，在此 處加裝破拱機，將給煤機入口閘板下移。改造后給煤機入口斷煤、原煤倉粘壁、堵倉次數大幅下降，減少了鍋爐的穩燃用 油，同時使機組運行可靠性大幅提高。目前#1爐已改造四臺磨煤機，#2爐已改造三臺磨煤機，

7、兩臺機組剩余磨煤機應 盡快進行改造，以最大限度提高設備安全運行系數，保證機組安全。同時給煤機 的運行穩定，有效降低同負荷下磨煤機的運行裕度，有效降低制粉單耗、穩燃耗 油，從而降低供電煤耗。4.2凝結水泵改造 我廠原凝結水泵設計偏大，運行中電流達241.90A，壓力3.72MPa,當機組在70% 負荷或更低負荷運行時，凝結水母管高，除氧器上水調門節流損失大、閥門沖刷 嚴重，管道振動大，從而導致該閥門調節性能大幅下降，同時增加該閥門損耗。 為避免該類異常發生，就必須通過開啟凝結水再循環、凝結水雜用水等來降低凝 結水母管壓力，從而造成凝泵在做部份無用功，經濟性下降，因經常開啟凝結水 再循環門，使調節

8、閥磨損加劇，振動增加，最終導致此閥門經常損壞。經研究后，確定將凝結水泵原設計的5級葉輪，去掉凝結水泵第二級葉輪，保留 4級葉輪。在取下葉輪處加裝軸套，使其各間隙不變。改造后數據分析：減級前后2B凝泵電流、凝結水流量、機組負荷、壓力分析表:減級前電流（A）減級后電流（A）減級前凝結 水流量（m/h）減級后凝結 水流量（m/h）減級前壓力（MPa）減級后壓力（MPa）減級前機組負荷（MW）減級后機組負荷（MW）238.31155.651468.29728.334.173.80凝泵啟動時凝泵啟動時254.58181.291702.291191.133.693.40機組并網機組并網246.99167.

9、821585939.863.873.5850.0450.06252.70170.831678.72992.853.733.55100.32100.58252.55181.851685.431195.833.733.40202.82200.72246.62179.511593.361118.983.873.43300.04300.90247.24188.081601.201280.733.843.31400.71401.60243.52197.651600.511462.373.723.05450.52450.54241.90198.451599.721499.353.723.00520.465

10、20.69根據上表可以得出，2B凝泵從啟動前期至520MW負荷期間，2B凝泵減級前后電 流電流變化在43A至82A左右變化，根據電流計算凝泵通過減級后，2B凝泵啟 動初期（沖管上水），以24小時計可節約廠用電11903.04 kWh，整個機組啟動 按照48小時計算廠用電，可節約廠用電19304.96 kWh ；機組平均以520MW負荷 計，2B凝泵每天可節約廠用電6256.8kWh。凝泵安全性分析：在凝結水泵未改造前，由于電動機、泵出力都偏大，在低負荷 時因出口壓力偏高，使凝泵的軸向推力增大，導致凝泵斷軸共3次，造成了上萬 元的直接經濟損失，甚至出現一臺機組兩臺凝泵出現故障，而造成機組被迫非停

11、 1次。在經過改造后從未發生凝泵斷軸事件。另外2B凝泵在減級后，節能的效 果明顯的，除氧器上水調節閥噪音和振動明顯降低，機組正常運行時整個凝結水 系統壓力降低07MPa左右，即降低了廠用電率，又保障了整個凝結水系統的正 常運行和機組的安全穩定運行。4.3燃油泵變頻改造我廠每臺爐共配置了 36只油槍。為了保證鍋爐用油配置了 3臺供油泵，單臺供 油泵電機容量為132KW可供單臺鍋爐所有油槍同時投入運行。而在實際運行過程 中鍋爐啟動升壓時只需投入1216只油槍，制粉系統啟動后油槍將逐漸減少， 在鍋爐燃燒不穩需要助燃時只需投入4只油槍即可。所以在這種運行工況下就造 成了大量的能量損失。經研究決定，對#

12、1、2燃油泵進行變頻改造（采用一拖二方式，即一套變頻器帶 兩臺泵運行，但這兩臺泵不能同時運行），采用三臺燃油泵采用二工一備運行方 式，在正常運行時采用一臺泵運行，一臺泵備用，且處于聯鎖狀態。運行中當母 管壓力低或工作泵故障，聯鎖啟動備用泵，母管壓力到定值后則自動停運備用泵。 #3供油泵作為工頻備用。另外，對運行方式進行了優化調整：進回油母管聯絡門開度進行控制，爐側燃油 壓力基本穩定在2.95MPa,供油泵電流下降了 60A左右，節能效果較為明顯，相 當于每小時降低廠用電32KW，月節電2.3萬度，年節電經濟效益12萬元以上。4.4閥門內漏治理建立閥門內漏治理臺賬，通過定期進行閥門測溫對比,及時

13、發現閥門內漏的隱患， 并及時進行整改，若機組運行中能處理的就及時處理，不能處理的通過運行方式 的調整使其暫時隔離，如：鍋爐定排手動門、電動門存在內漏，而運行中又不能 處理，則將定排手動總門關閉，在鍋爐定排時才將其打開，定排結束將其關閉。 運行不能處理的閥門利用停機時間進行集中處理。通過閥門內漏的治理，機組運行的補水率由原來1.0%下降為0.48%。5運行方式優化，提高機組的經濟性5.1機組啟動方式優化我廠鍋爐油槍設計為1.25t/h，在機組啟動的耗油量達150噸左右。為了降低機 組啟動油耗，從設備改造、運行方式進行調整，將油槍出力改為0.8t/h,在鍋 爐點火后，二次風溫到達160C即啟動一次

14、風機開始暖磨，當一、二次風溫達啟 動條件后，即投入啟動磨的大油槍，啟動磨煤機運行啟動，建立磨煤機料位，機 組暖機過程中，采用一支油槍一支煤火嘴的方式運行，最少的時候只有四支油槍 帶四支煤火嘴運行，煤粉燃燒良好，機組并網前即啟動了兩臺磨機運行，投用了 五支火嘴，并網后又先后啟動了兩臺磨機，在水位、汽溫可控的情況下，快速進 行升負荷，同時，倒廠用電、并泵等工作并沒有讓升負荷過程保持，從而在并網 后49分鐘內鍋爐實現了斷油運行，經過多次摸索，反復實踐，最終使機組冷態 啟機油耗大幅降低，已降至50噸左右。5.2正常運行方式的優化5.2.1輸灰系統優化我廠輸灰系統采用北京國電富通科技發展有限公司設計和生

15、產的雙套管密相氣 力輸灰系統。自投產以來單臺爐運行時一直要運行3臺空壓機運行，減壓閥后調 整壓力0. 35MPa，各電場輸灰管進氣門前手動門全開，單個輸灰管輸灰壓力最高 0.15MPa才能達到輸灰的要求，若2臺空壓機運行則不能滿足輸灰的要求，使廠 用電率一直居高不下。根據現場經驗和輸灰系統廠家的指導，對省煤器、一電場、二電場、三電場、四 電場、五電場各輸灰管進氣進行節流調整，并將各電場進氣手動門關閉；根據各 電場灰量大?。菏∶浩?、一電場進氣手動門開啟2.53圈；二電場進氣手動門 開啟22.5圈；三電場、四電場、五電場進氣手動門開啟1.52圈。關閉一電 場所有倉泵的流化閥。調整后單臺爐運行時2臺

16、空壓機運行，減壓閥后調整壓力0.35MPa,各電場輸灰 管進氣門前手動門按節流方法進行調整?，F可以達到雙套管輸灰系統低壓力、高 濃度、低流速的設計理念，單臺爐運行時可以做到只運行兩臺空壓機，而且氣源 充足，各輸灰管道在運行中除設備問題外未發生堵塞現象，并且彎頭破損現象在 調整后從未發生，單機運行時，每年可節約廠用電60萬元。5.2.2制粉系統優化運行鍋爐設計為前后墻W火焰燃燒，燃燒穩定性較好，額定負荷時投用五臺制粉系統， 50%負荷時投用三臺制粉系統，減少磨煤機運行臺數、同時減少一次風量降低一 次風機電流，節電效果明顯。通過定期降低原煤倉的料位，有效防止了煤倉內的滯流煤粘貼于倉壁，造成虛假 空

17、倉現象，導致輸煤皮帶不能停運、制粉系統斷煤的事件發生。從而減小了保證 了制粉系統的可靠、安全運行，提高機組的經濟性。5.2.3脫硫系統運行方式優化實時監視煙氣中二氧化硫的含量、脫硫效率等參數，當二氧化硫的含量下降時， 及時調整漿液循環泵的運行臺數、調整氧化風機的出力，通過調整大幅降低了脫 硫廠用電率，脫硫廠用電率由原來？ 降為且減輕了設備磨損，節約了設備維護 費用。5.2.4循環水泵運行優化 為降低循環水泵電耗，根據循環水溫變化，#1、2機在循環水溫較低或低負荷時, 采用兩機三泵運行方式，冬季采用單機單泵運行方式，節電效果明顯。5.2.5廠用電系統優化：5.2.5.1減少空載運行變壓器數量在暗

18、備用動力中心接線方式下，正常運行時，調整兩段母線所帶負荷的運行方式， 使兩段母線負荷電流盡量平衡，兩臺互為備用的變壓器各帶一半負荷運行，每臺 變壓器的負載損耗降為帶全部負荷時的1/4,從而使節能效果明顯。5.2.5.2照明系統優化機組正常運行期間，配電室開事故照明及中間一排燈，當有人工作時可根據需要 開啟相關照明。生間區域的照明分別冬季、夏季進行規定了開關時間。6鍋爐燃燒調整優化我廠#1鍋爐投產后結焦嚴重，因跨大焦導致撈渣機多次停運，甚至使撈渣機斷 裂，已嚴重影響機組安全運行。對#1爐進行了燃燒優化調整，優化鍋爐運行方 式和參數，減少、緩解了#1鍋爐的爐膛結焦，提高鍋爐熱效率。6.1制粉系統運

19、行優化無煙煤與煙煤摻燒方式選擇分磨磨制，爐內混燒的方式，即V1、V2煤種進行單 獨上倉，通過改變對應制粉系統及該配風單元運行參數后，進行爐內各煤種的混 燒。調整磨煤機出口分離器折向擋板，以改變煤粉細度，通過化驗分析飛灰含碳量、 大渣含碳量分別從原來的5.63%/6.86%下降為2.53%/3.2%左右，逐步使煤粉的細 度達到經濟細度。將四角燃燒器消旋葉片放至最低，減少其煤粉氣流的旋轉強度，減少火焰刷墻結 焦。6.2運行氧量調整和二次風配比調整由于該鍋爐采用低NOx燃燒方式，燃盡風量過大,燃燒初期缺氧，造成煙氣中CO 含量較大。由于還原性氣氛的存在，容易造成爐膛高溫腐蝕和受熱面結焦，從而 導致排

20、煙損失增加，降低鍋爐效率。鍋爐運行中嚴格控制鍋爐平均氧量在4.5%5.5%之間運行，所有氧量點必須高 于3%運行，以防止、減緩鍋爐結焦。鍋爐二次風與爐膛壓差控制在0.7KPa1.0KPa運行，任何時候風箱壓差均不得 低于0.7KPa運行。7管理創新除了對#1、2機組進行設備治理、燃燒優化調整、運行方式優化等措施，黔東 公司還積極從管理上找原因，從各個環節進行對比分析，查找出管理中存在的漏 洞，加強培訓以提高全員節能意識，組織生產管理人員到系統內先進電廠進行考 察學習，從設備狀況、運行小指標、燃煤結構、煤質狀況、管理方式等幾個方 面進行了對標，并針對自身存在的不足制定整改計劃，在日常工作中認真落實。8結論通過對#1、2機組采取的一系列治理措施，兩臺機組運行可靠性和經濟性有了 很大提高。下表為主要經濟指標的對比：指 標 年 度供電煤耗(g/kwh)全廠廠用電率(%)綜合廠用電率(%)2011 年335.97.808.522012 年329.597.558.167由此可見節能降耗是發電企業提高經濟效益最直接、最有效的途徑，樹立全員 節能意識，加強節能管理，仍是今后很長一段時期內機組能耗治理的重點。