堅持節約資源和保護環境是我國的基本國策,建設資源節約型、環境友好型社會,發電企業應責無旁貸,在保證安全生產的前提下,重要的任務就是節能降耗。本文從影響電廠能耗的因素、部分主要設備改造后節能情況、發電廠其他節能思路等幾方面對火電廠的節能降耗進行了分析。

作好節能降耗要依靠改進技術措施,同時也要重視加強管理,常抓不懈,就會使發電企業煤耗下降,經濟性得到提升。

一，影響發電廠能耗指標的因素

1.1汽輪機熱耗

發電廠經濟效益的一個重要指標是煤耗,因此如何降低煤耗是發電廠節能的重點工作。降低機組的發電煤耗從反平衡角度分析,取決于降低汽輪機熱耗和提高鍋爐效率,同時加強管道的保溫,提高管道傳熱效率。

降低汽輪機熱耗的方法有:

(l)通過對汽輪機通流部分及相關熱力系統的改造,提高熱循環效率、降低熱耗;

(2)運行中應及時地對主輔機進行調整,以保證機組在相應工況下參數、真空等指標處于經濟運行狀態;

(3)提高設備健康水平,確保系統無負壓泄漏,無額外熱源漏人凝汽器,無回熱系統故障等影響經濟運行的缺陷。提高鍋爐效率應根據需要進行受熱面、燃燒器等主輔設備的技術改造。運行中要及時調整燃燒和輔機運行,減少鍋爐各項損失,特別是排煙損失和機械不完全燃燒損失。另外,要加強對來煤煤質的預報,杜絕嚴重偏離設計煤種的燃煤入廠、入爐。

1.2煤耗

對煤耗影響較大的幾個因素具體分析如下:

1.2.1負荷率和機組啟停因素

機組啟停次數對熱耗和發電煤耗影響很大,統計資料表明,每次啟停消耗的燃料約為本機組在滿負荷下2一3h消耗的燃料,機組每次啟停增加熱耗約為3kJ/(kw˙h),相應煤耗增加約0.1一0.15g/(kw˙h)。負荷率每變化1%,機組熱耗將變化0.08%一0.10%,大型機組的熱耗增加8一10kJ/(kw˙h),煤耗增加0.3一0.38g/(kw˙h)。因此降低煤耗,一方面要增加負荷率,另一方面要做好經濟調度;必須提高大小修質量,減少停機次數;重要設備要有運行狀態檢測手段,逐步實行狀態檢修。

1.2.2凝汽器真空

氣候變化引起凝汽器真空降低及真空系統泄漏均會引起熱耗上升。真空每降低1kPa,熱耗增加80kJ/(kw˙h),煤耗增加3g/(kw˙h)。凝汽器真空是影響機組發電煤耗的主要因素。提高真空的主要措施是:①降低循環水入口溫度。當循環水人口溫度在規定范圍內時,循環水入口溫度每降低1℃,煤耗約降低10一1.5g/(kw˙h)。②增加循環水量。③保持冷凝器管子的清潔,提高冷卻效果。④維持真空系統嚴密。

1.2.3主蒸汽參數的影響

(1)主蒸汽溫度的影響。主蒸汽溫度每升高1℃,煤耗減少0.8g/(kw˙h)。但是如果主蒸汽溫度升高超過允許范圍,將引起調節級葉片過負荷,造成汽機主汽閥、調節汽閥、蒸汽室、動葉和高壓軸封等部件的機械強度降低或變形,導致設備損壞,因此汽溫不能無限升高。如果主蒸汽溫度降低,不但引起煤耗增加,而且使汽輪機的濕汽損失增加,效率降低。

(2)主蒸汽壓力的影響。主蒸汽壓力每升高1MaP,煤耗減少1.5一2g/(kW˙h)。但是主蒸汽壓力升高超過允許范圍,將引起調節級葉片過負荷,造成主蒸汽壓力管道、蒸汽室、主汽門、汽缸法蘭及螺栓等部件的應力增加,對管道和汽閥的安全不利;濕氣損失增加,并影響葉片壽命。所以主蒸汽壓力不能無限升高。如果主蒸汽壓力降低,不但引起煤耗增加,而巨使汽輪機的出力受到限制。

(3)再熱蒸汽參數的影響。再熱蒸汽溫度每升高1℃,煤耗減少0.1一0.15g/(kw˙h)。

1.2.4給水溫度和補水率的影響

給水溫度每升高1℃,煤耗減少0.15g/(kw˙h),補水率每增加1%,發電煤耗升高0.5g/ (kw˙h)。

1.2.5過冷度的影響

過冷度每升高5℃,煤耗增加0.25g/(kw˙h)。造成過冷度的原因有:①凝汽器冷卻水管布置過密,或冷卻水溫過低。②凝汽器水位過高淹沒一部分冷卻水管。③真空系統不嚴,抽汽器工作不正常導致凝汽器內積存空氣。

1,2.6燃煤灰分

燃煤灰分每增加1%,供電煤耗升高0.03-0.04g/ (kw˙h)。

1.2.7氧量影響

一般情況,爐膛漏風系數每增加0.1一0.2,排煙溫度將升高3一8℃,鍋爐效率將降低0.2%一0.5%，應采取措施,更新設備降低漏風系數。

1.2.8廠用電率影響

廠用電率雖然不影響發電煤耗,但直接關系到火力發電廠供電煤耗的高低,廠用電率越小,供電煤耗越小。廠用電率每降低0.5%,供電煤耗便降低2-2.5g/(kw˙h)。

1.3油耗

降低發電廠油耗和水耗對降低成本非常重要。降低燃油消耗的措施有:①當前普遍采用的是鍋爐燃燒器和小油槍改造,已收到較好的節油效果。比較前沿的是等離子點火技術,若普遍推廣,燃油消耗將大幅下降。②加強節油管理,嚴格執行燃油管理考核辦法,充分調動員工節油的主動性和積極性。③加強設備管理,減少非計劃啟停和設備消缺用油。

例如某電廠采取果斷措施制汀了新的燃油獎懲管理辦法,采用定額的辦法,節約It油獎勵300元,超額1t油罰300元,并嚴格按此實施。此辦法調動了職工節油積極性,僅此一項企業每年可節約資金430.8多萬元。

1.4水耗

水費是變動成本中獨立項目，減少水費支出要:①充分利用國家有關政策和規定,合理繳納水費。②加強內部節水管理;加快節水改造;提高廢水回收利用率;減少管網泄漏;生產用水及時調整、調度;對生活用水,通過合理收費,提高職工的節水意識。

二、部分主要設備改造后的經濟性分析

針對影響火電廠煤耗指標的各種主要因素,對火電廠主要設備改造的經濟性分析如下:

2.1汽輪機通流部分改造

造成汽輪機通流部分效率低的原因主要是:噴嘴損失大,調節級效率低,葉片型損和二次流損失大及動靜葉匹配不理想。汽輪機通流部分改造國內有針對200MW機組和300MW機組的通流部分改造。

(1)200MW機組。國產三缸三排汽200MW汽輪機組是根據前蘇聯同類機組設汁的,采用的是201計紀團年代初期的設計技術,日前在國內運行的200Mw汽輪機組已超過150臺,是國內火電廠的主力機組,其高壓缸效率為0.78一0.81,中壓缸效率為0.9一0.91。國內機組與國外同類先進機組相比,高壓缸效率低7%一10%,熱耗高出約104.6kJ(/kw˙h);中壓缸效率與先進水平差距較小,熱耗高出約41.84kJ(/kw˙h);低壓缸效率與先進水平差距較大,熱耗高出約313.8kJ/(kw˙h)。

單從降低熱耗,改造高、低壓缸可獲得更好的投入產出比，然而許多電廠從延長機組壽命、進一步降低機組熱耗的原則，提出同時對高、中、低壓缸實施改造,這樣可使機組熱耗更低,環境污染更小。目前國內200MW機組改造情況都很好,有的甚至超過預期。

(2)300MW機組。早期國產300MW汽輪機是由上海汽輪機公司(簡稱上汽)自行設計、生產的大型機組,該機組于1968年完成設計,1971年底試制成功。1974年9月首臺投運,至1994年11月共生產投`運29臺,分布在全國10個電廠。該機組為亞臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽凝汽式汽輪機，配用亞臨界、中間再熱直流鍋爐(設計流量1025t/h),汽輪機進汽參數為16.18MPa,550℃,排汽壓力為0.005MaP,采用四缸四排汽形式,包括高壓單流、中壓單流和2個雙流低壓缸。原型機組的高、中壓缸均采用沖動式葉片,葉型選用原蘇聯20世紀50年代的葉型系列。高壓葉片全部為直葉片,中壓缸動葉為扭葉片。機組運行中出現的問題集中體現在以下幾個方面:①機組經濟性差,通流效率低,實際運行熱耗約8373kJ/(kw˙h);②汽缸膨脹不暢及振動過大、葉片易發生斷裂事故、調節易發生問題等;③機組的氣動性能較差,安全可靠性和運行靈活性也無法滿足機組運行的要求。針對以上問題,需要對該機組進行全面改造,以期改善機組性能,降低機組熱耗。

例如某電廠的4臺機組,改造效果按ASME PTC6.0完成的熱力性能試驗證明,改造后高壓缸效率89.1%,中壓缸效率94.5%,低壓缸效率87.3%。改造后性能指標為國內300MW在運機組的較高水平。

2.2空氣預熱器改造

漏風率過大使煙氣溫度水平降低,煙氣與受熱面間熱交換變差,排煙溫度升高;漏風還增大了煙氣容積,其結果造成鍋爐排煙熱損失和引風機電耗都增大,降低鍋爐運行的經濟性。根據統計和計算,對于電站煤粉爐,一般爐膛漏風系數每增加0.1一0.2,排煙溫度將升高3一8℃,鍋爐效率降低0.2%一0.5%;漏風系數每增加0.1,將使送、引風機電耗增加2kw/MW電功率。

某些電廠空氣放熱器漏風情況已非常嚴重,如某電廠在改造前達到40%,各風機的設計裕量已全部用盡,已嚴重地影響了電廠的安全、經濟運行。所以空氣預熱器改造是一項必要的技改工程。

2.3膠球清洗改造

2.3.1凝汽器的換熱效率

早在20世紀60年代,國外對凝汽器的換熱效