火電廠機(jī)組節(jié)能降耗分析及措施

1、火電廠機(jī)組節(jié)能降耗分析及措施 【摘 要】黔東電廠兩臺600MW 機(jī)組分別于2008年和2009年相繼投產(chǎn)，為進(jìn)一步提升機(jī)組運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性，降低能耗水平，黔東公司針對機(jī)組現(xiàn)狀，開展能耗評估，從設(shè)備治理改造、鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整、運(yùn)行方式優(yōu)化等方面進(jìn)行綜合治理，取得了顯著的效果。 【關(guān)鍵詞】機(jī)組 節(jié)能 降耗 分析 措施 1 引言 能源是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)資源，制約我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要因素。因此，節(jié)能降耗，節(jié)約用電，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，具有十分重要的意義。同時(shí)，節(jié)能減排也是我國各級政府強(qiáng)力推動的重大舉措和社會關(guān)注的焦點(diǎn)，其社會意義也非常重大。當(dāng)前國家大力提倡綠色GDP，"十二五'計(jì)劃

2、也將火電行業(yè)確定為高耗能行業(yè)，是"十二五'期間節(jié)能降耗重點(diǎn)行業(yè)之一。據(jù)有關(guān)單位統(tǒng)計(jì)，目前，我國火電供電煤耗與發(fā)達(dá)國家水平還有20左右的差距，因此，我國火電行業(yè)的節(jié)能降耗還有較大的空間。提升火電廠的一次能源利用率，盡可能的降低發(fā)電成本，已成為全國各大發(fā)電企業(yè)及科研院所研究的課題。各電站狀況不同，可采納的節(jié)能降耗方法也各異，通過現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)分析出了我廠在運(yùn)行過程中采用的切實(shí)可行的節(jié)能降耗措施。 2 機(jī)組概況3，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(jié)構(gòu)，采納煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，固態(tài)排渣，全鋼、全懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通

3、風(fēng)，露天布置，配雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)。 汽輪機(jī)是由東方汽輪機(jī)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 50MCR 出力的汽動給水泵和一臺 30MCR 出力的電動給水泵。 發(fā)電機(jī)為東方電機(jī)股份生產(chǎn)的DH-600-G三相同步汽輪發(fā)電機(jī)，冷卻方式為水氫氫。 3 影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的因素 3.1 機(jī)組供電煤耗高 黔東電廠兩臺機(jī)組投產(chǎn)以來，因受核準(zhǔn)、煤炭等制約長期未能正常發(fā)電，在設(shè)備治理、管理方面與集團(tuán)公司的標(biāo)桿企業(yè)存在一定的差距。 原煤倉制定存在一定的缺陷，在煤倉內(nèi)部存在一定的"死區(qū)'，容易使煤滯流，加

4、之我廠來煤較濕、粘度大，就造成原煤倉很容易出現(xiàn)"假空倉'狀態(tài)，導(dǎo)致輸煤皮帶不能停運(yùn)，常發(fā)生給煤機(jī)斷煤、返粉，從而影響鍋爐的燃燒穩(wěn)定，機(jī)組不能帶高負(fù)荷運(yùn)行，在緊急狀況下必須投油穩(wěn)燃。 制粉系統(tǒng)管理未規(guī)范，常發(fā)生分開器堵塞，使制粉系統(tǒng)出力未達(dá)到制定值、煤粉細(xì)度變化較大，給燃燒調(diào)整、配風(fēng)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(diào)整、配風(fēng)優(yōu)化未全面開展，減溫量比制定值偏大，再熱器溫度不能達(dá)到制定值。 3.2 廠用電率高 凝結(jié)水泵制定流量偏大，在低負(fù)荷運(yùn)行期間，為滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求，必須開啟凝結(jié)水循環(huán)、凝結(jié)水雜用水，關(guān)小除氧器上水調(diào)節(jié)門，勢

5、必造成節(jié)流損失的增加，導(dǎo)致凝結(jié)水泵做了部份無用功，電耗增加。 儀用壓縮空氣泄漏點(diǎn)較多、空壓機(jī)聯(lián)鎖定值整定不合理，要單臺機(jī)組運(yùn)行時(shí)，要兩臺儀用空壓機(jī)運(yùn)行才能滿足要求，造成儀用空壓機(jī)的廠用耗電量增加。 輸灰邏輯、控制方式制定不合理，導(dǎo)致在單臺機(jī)組運(yùn)行，必須要三臺除灰空壓機(jī)運(yùn)行才能滿足要求，造成除灰系統(tǒng)的廠用電耗量增加。 4 設(shè)備改造與治理，提升設(shè)備的可靠性 4.1 原煤倉改造 原煤倉粘壁、堵煤、斷煤狀況嚴(yán)重，導(dǎo)致機(jī)組頻繁降出力及助燃用油量大幅增加，嚴(yán)重影響機(jī)組的正常運(yùn)行。經(jīng)考察分析，確認(rèn)堵煤原因?yàn)椋好簜}原制定為不規(guī)則的半圓錐狀，存在棱角死區(qū)，在原煤向下流動時(shí)，在煤倉下部圓錐體口處存在瓶頸，造成棱角

6、死區(qū)部分貼壁原煤處于滯流狀態(tài)。當(dāng)原煤潮濕、流動性差時(shí)，很容易壓實(shí)、粘壁。假設(shè)原煤粘壁較輕，在運(yùn)行中會頻繁出現(xiàn)"虛假空倉'現(xiàn)象；假設(shè)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(jīng)考察調(diào)研，確定煤倉改造方案：對兩臺爐原煤倉內(nèi)部采納加裝鋼襯板的方法增大的接口棱角角度，消除幾何死區(qū)，使煤倉成為較規(guī)則的圓錐狀，并涂上耐磨材料，打磨平滑，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(jī)，將給煤機(jī)入口閘板下移。 改造后給煤機(jī)入口斷煤、原煤倉粘壁、堵倉次數(shù)大幅下降，減少了鍋爐的穩(wěn)燃用油，同時(shí)使機(jī)組運(yùn)行可靠性大幅提升。 目前#1爐

7、已改造四臺磨煤機(jī)，#2爐已改造三臺磨煤機(jī)，兩臺機(jī)組剩余磨煤機(jī)應(yīng)盡快進(jìn)行改造，以最大限度提升設(shè)備安全運(yùn)行系數(shù)，保證機(jī)組安全。同時(shí)給煤機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定，有效降低同負(fù)荷下磨煤機(jī)的運(yùn)行裕度，有效降低制粉單耗、穩(wěn)燃耗油，從而降低供電煤耗。 4.2 凝結(jié)水泵改造 我廠原凝結(jié)水泵制定偏大，運(yùn)行中電流達(dá)241.90A，壓力3.72MPa，當(dāng)機(jī)組在70%負(fù)荷或更低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，凝結(jié)水母管高，除氧器上水調(diào)門節(jié)流損失大、閥門沖刷嚴(yán)重，管道振動大，從而導(dǎo)致該閥門調(diào)節(jié)性能大幅下降，同時(shí)增加該閥門損耗。為避免該類異常發(fā)生，就必須通過開啟凝結(jié)水再循環(huán)、凝結(jié)水雜用水等來降低凝結(jié)水母管壓力，從而造成凝泵在做部份無用功，經(jīng)濟(jì)性下降，因

8、常常開啟凝結(jié)水再循環(huán)門，使調(diào)節(jié)閥磨損加劇，振動增加，最終導(dǎo)致此閥門常常損壞。 經(jīng)研究后，確定將凝結(jié)水泵原制定的5級葉輪，去掉凝結(jié)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(shù)據(jù)分析： 減級前后2B凝泵電流、凝結(jié)水流量、機(jī)組負(fù)荷、壓力分析表： 減級前電流A 減級后電流A 減級前凝結(jié)水流量m/h 減級后凝結(jié)水流量m/h 減級前壓力MPa 減級后壓力MPa 減級前機(jī)組負(fù)荷MW 減級后機(jī)組負(fù)荷MW 凝泵啟動時(shí) 凝泵啟動時(shí) 機(jī)組并網(wǎng) 機(jī)組并網(wǎng) 1585 依據(jù)上表可以得出，2B凝泵從啟動前期至520MW負(fù)荷期間，2B凝泵減級前后電流電流變化在43A至82A左右變化，依據(jù)電流

9、計(jì)算凝泵通過減級后，2B凝泵啟動初期沖管上水，以24小時(shí)計(jì)可節(jié)約廠用電11903.04 kWh，整個(gè)機(jī)組啟動按照48小時(shí)計(jì)算廠用電，可節(jié)約廠用電19304.96 kWh；機(jī)組平均以520MW負(fù)荷計(jì)，2B凝泵天天可節(jié)約廠用電6256.8kWh。 凝泵安全性分析：在凝結(jié)水泵未改造前，由于電動機(jī)、泵出力都偏大，在低負(fù)荷時(shí)因出口壓力偏高，使凝泵的軸向推力增大，導(dǎo)致凝泵斷軸共3次，造成了上萬元的直接經(jīng)濟(jì)損失，甚至出現(xiàn)一臺機(jī)組兩臺凝泵出現(xiàn)故障，而造成機(jī)組被迫非停1次。在經(jīng)過改造后從未發(fā)生凝泵斷軸事件。另外2B凝泵在減級后，節(jié)能的效果顯然的，除氧器上水調(diào)節(jié)閥噪音和振動顯然降低,機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)整個(gè)凝結(jié)水系統(tǒng)壓

10、力降低0.7MPa左右，即降低了廠用電率，又保證了整個(gè)凝結(jié)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行和機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)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(jī)容量為132KW可供單臺鍋爐所有油槍同時(shí)投入運(yùn)行。而在實(shí)際運(yùn)行過程中鍋爐啟動升壓時(shí)只需投入1216只油槍，制粉系統(tǒng)啟動后油槍將逐漸減少，在鍋爐燃燒不穩(wěn)需要助燃時(shí)只需投入4只油槍即可。所以在這種運(yùn)行工況下就造成了大量的能量損失。 經(jīng)研究決定，對#1、2燃油泵進(jìn)行變頻改造采納一拖二方式，即一套變頻器帶兩臺泵運(yùn)行，但這兩臺泵不能同時(shí)運(yùn)行，采納三臺燃油泵采納"二工一備'運(yùn)行方式，在正常運(yùn)

11、行時(shí)采納一臺泵運(yùn)行，一臺泵備用，且處于聯(lián)鎖狀態(tài)。運(yùn)行中當(dāng)母管壓力低或工作泵故障，聯(lián)鎖啟動備用泵，母管壓力到定值后則自動停運(yùn)備用泵。#3供油泵作為工頻備用。 另外，對運(yùn)行方式進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整：進(jìn)回油母管聯(lián)系門開度進(jìn)行控制，爐側(cè)燃油壓力基本穩(wěn)定在2.95MPa，供油泵電流下降了60A左右，節(jié)能效果較為顯然，相當(dāng)于每小時(shí)降低廠用電32KW，月節(jié)電2.3萬度，年節(jié)電經(jīng)濟(jì)效益12萬元以上。 4.4 閥門內(nèi)漏治理 建立閥門內(nèi)漏治理臺賬，通過定期進(jìn)行閥門測溫對比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)閥門內(nèi)漏的隱患，并及時(shí)進(jìn)行整改，假設(shè)機(jī)組運(yùn)行中能處理的就及時(shí)處理，不能處理的通過運(yùn)行方式的調(diào)整使其暫時(shí)隔離，如：鍋爐定排手動門、電動門存在內(nèi)

12、漏，而運(yùn)行中又不能處理，則將定排手動總門關(guān)閉，在鍋爐定排時(shí)才將其打開，定排結(jié)束將其關(guān)閉。運(yùn)行不能處理的閥門利用停機(jī)時(shí)間進(jìn)行集中處理。 通過閥門內(nèi)漏的治理，機(jī)組運(yùn)行的補(bǔ)水率由原來1.0%下降為0.48%。 5 運(yùn)行方式優(yōu)化，提升機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性 5.1 機(jī)組啟動方式優(yōu)化 我廠鍋爐油槍制定為1.25t/h，在機(jī)組啟動的耗油量達(dá)150噸左右。為了降低機(jī)組啟動油耗，從設(shè)備改造、運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，將油槍出力改為0.8t/h，在鍋爐點(diǎn)火后，二次風(fēng)溫到達(dá)160即啟動一次風(fēng)機(jī)開始暖磨，當(dāng)一、二次風(fēng)溫達(dá)啟動條件后，即投入啟動磨的大油槍，啟動磨煤機(jī)運(yùn)行啟動，建立磨煤機(jī)料位，機(jī)組暖機(jī)過程中，采納一支油槍一支煤火嘴的方式

13、運(yùn)行，最少的時(shí)候只有四支油槍帶四支煤火嘴運(yùn)行，煤粉燃燒優(yōu)良，機(jī)組并網(wǎng)前即啟動了兩臺磨機(jī)運(yùn)行，投用了五支火嘴，并網(wǎng)后又先后啟動了兩臺磨機(jī)，在水位、汽溫可控的狀況下，快速進(jìn)行升負(fù)荷，同時(shí)，倒廠用電、并泵等工作并沒有讓升負(fù)荷過程堅(jiān)持，從而在并網(wǎng)后49分鐘內(nèi)鍋爐實(shí)現(xiàn)了斷油運(yùn)行，經(jīng)過多次摸索，反復(fù)施行，最終使機(jī)組冷態(tài)啟機(jī)油耗大幅降低，已降至50噸左右。 5.2 正常運(yùn)行方式的優(yōu)化 5.2.1 輸灰系統(tǒng)優(yōu)化 我廠輸灰系統(tǒng)采納北京國電富通科技發(fā)展制定和生產(chǎn)的雙套管密相氣力輸灰系統(tǒng)。自投產(chǎn)以來單臺爐運(yùn)行時(shí)一直要運(yùn)行3臺空壓機(jī)運(yùn)行，減壓閥后調(diào)整壓力0.35MPa，各電場輸灰管進(jìn)氣門前手動門全開，單個(gè)輸灰管輸灰壓

14、力最高0.15MPa才能達(dá)到輸灰的要求，假設(shè)2臺空壓機(jī)運(yùn)行則不能滿足輸灰的要求，使廠用電率一直居高不下。 依據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)和輸灰系統(tǒng)廠家的指導(dǎo)，對省煤器、一電場、二電場、三電場、四電場、五電場各輸灰管進(jìn)氣進(jìn)行節(jié)流調(diào)整，并將各電場進(jìn)氣手動門關(guān)閉；依據(jù)各電場灰量大小：省煤器、一電場進(jìn)氣手動門開啟2.53圈；二電場進(jìn)氣手動門開啟22.5圈；三電場、四電場、五電場進(jìn)氣手動門開啟1.52圈。關(guān)閉一電場所有倉泵的流化閥。 調(diào)整后單臺爐運(yùn)行時(shí)2臺空壓機(jī)運(yùn)行，減壓閥后調(diào)整壓力0.35MPa，各電場輸灰管進(jìn)氣門前手動門按節(jié)流方法進(jìn)行調(diào)整?，F(xiàn)可以達(dá)到雙套管輸灰系統(tǒng)低壓力、高濃度、低流速的制定理念，單臺爐運(yùn)行時(shí)可以做到

15、只運(yùn)行兩臺空壓機(jī)，而且氣源充足，各輸灰管道在運(yùn)行中除設(shè)備問題外未發(fā)生堵塞現(xiàn)象，并且彎頭破損現(xiàn)象在調(diào)整后從未發(fā)生，單機(jī)運(yùn)行時(shí)，每年可節(jié)約廠用電60萬元。 5.2.2 制粉系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行 鍋爐制定為前后墻"W'火焰燃燒，燃燒穩(wěn)定性較好，額定負(fù)荷時(shí)投用五臺制粉系統(tǒng)，50%負(fù)荷時(shí)投用三臺制粉系統(tǒng)，減少磨煤機(jī)運(yùn)行臺數(shù)、同時(shí)減少一次風(fēng)量降低一次風(fēng)機(jī)電流，節(jié)電效果顯然。 通過定期降低原煤倉的料位，有效防止了煤倉內(nèi)的滯流煤粘貼于倉壁，造成"虛假空倉'現(xiàn)象，導(dǎo)致輸煤皮帶不能停運(yùn)、制粉系統(tǒng)斷煤的事件發(fā)生。從而減小了保證了制粉系統(tǒng)的可靠、安全運(yùn)行，提升機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。 5.2.3 脫

16、硫系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化 實(shí)時(shí)監(jiān)視煙氣中二氧化硫的含量、脫硫效率等參數(shù)，當(dāng)二氧化硫的含量下降時(shí)，及時(shí)調(diào)整漿液循環(huán)泵的運(yùn)行臺數(shù)、調(diào)整氧化風(fēng)機(jī)的出力，通過調(diào)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(shè)備磨損，節(jié)約了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。 5.2.4 循環(huán)水泵運(yùn)行優(yōu)化 為降低循環(huán)水泵電耗，依據(jù)循環(huán)水溫變化，#1、2 機(jī)在循環(huán)水溫較低或低負(fù)荷時(shí)，采納兩機(jī)三泵運(yùn)行方式，冬季采納單機(jī)單泵運(yùn)行方式，節(jié)電效果顯然。 5.2.5 廠用電系統(tǒng)優(yōu)化： 5.2.5.1 減少空載運(yùn)行變壓器數(shù)量 在暗備用動力中心接線方式下,正常運(yùn)行時(shí),調(diào)整兩段母線所帶負(fù)荷的運(yùn)行方式，使兩段母線負(fù)荷電流盡量平衡，兩臺互為備用的變壓器各

17、帶一半負(fù)荷運(yùn)行,每臺變壓器的負(fù)載損耗降為帶全部負(fù)荷時(shí)的1/4,從而使節(jié)能效果顯然。 5.2.5.2 照明系統(tǒng)優(yōu)化 機(jī)組正常運(yùn)行期間，配電室開事故照明及中間一排燈，當(dāng)有人工作時(shí)可依據(jù)需要開啟相關(guān)照明。生間區(qū)域的照明分別冬季、夏季進(jìn)行規(guī)定了開關(guān)時(shí)間。 6 鍋爐燃燒調(diào)整優(yōu)化 我廠#1鍋爐投產(chǎn)后結(jié)焦嚴(yán)重，因跨大焦導(dǎo)致?lián)圃鼨C(jī)多次停運(yùn)，甚至使撈渣機(jī)斷裂，已嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行。對#1爐進(jìn)行了燃燒優(yōu)化調(diào)整，優(yōu)化鍋爐運(yùn)行方式和參數(shù)，減少、緩解了#1鍋爐的爐膛結(jié)焦，提升鍋爐熱效率。 6.1 制粉系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化 無煙煤與煙煤摻燒方式選擇"分磨磨制，爐內(nèi)混燒'的方式，即V1、V2煤種進(jìn)行單獨(dú)上倉，通

18、過改變對應(yīng)制粉系統(tǒng)及該配風(fēng)單元運(yùn)行參數(shù)后，進(jìn)行爐內(nèi)各煤種的混燒。 調(diào)整磨煤機(jī)出口分開器折向擋板，以改變煤粉細(xì)度，通過化驗(yàn)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(xì)度達(dá)到經(jīng)濟(jì)細(xì)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(zhuǎn)強(qiáng)度，減少火焰刷墻結(jié)焦。 6.2 運(yùn)行氧量調(diào)整和二次風(fēng)配比調(diào)整 由于該鍋爐采納低 NOx 燃燒方式，燃盡風(fēng)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(jié)焦，從而導(dǎo)致排煙損失增加，降低鍋爐效率。 鍋爐運(yùn)行中嚴(yán)格控制鍋爐平均氧量在4.5%5.5%之間運(yùn)行，所有氧量點(diǎn)必須高于3%運(yùn)行，以防止、減緩鍋爐結(jié)焦。 鍋爐二次風(fēng)與爐膛壓差控制在0.7KPa1.0KPa運(yùn)行，任何時(shí)候風(fēng)箱壓差均不得低于0.7KPa運(yùn)行。 7 管理革新 除了對#1、 2機(jī)組進(jìn)行設(shè)備治理、 燃燒優(yōu)化調(diào)整、運(yùn)行方式優(yōu)化等措施，黔東公司還積極從管理上找原因，從各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行對比分析,查找出管理中存在