涉外工程廠用電率的確定及實施過程中的控制

朱小利，崔凱平，趙文學

(西北電力設計院，陜西 西安 710075)

廠用電率是電廠性保證值能的一個重要指標，投標中，如果投出機組的廠用電率比同容量、同類型機組高，則說明投標商所提供的機組的自身耗電量大，經濟性能不夠好；如果廠用電率太低，中標后，實際的廠用電率不能達到合同值，則超出部分會被按比例處以高額罰款。本文分析了涉外工程各階段(包括投標、工程設計、設備采購、施工安裝、現場調試、運行管理等)對廠用電率的影響，提出了合同執行過程中控制廠用電率的方法，使廠用電率能夠滿足合同的要求。

1 某涉外工程廠用電率介紹

某國外兩臺300MW亞臨界燃煤電廠，合同附件中，中方供貨范圍內輔機系統在100%考核工況出及75%考核工況出下廠用電率保證值分別是8.49%及7.09%。

試運行階段，中國總包方會同外方業主見證人員，由第三方測試單位對該工程#1機按合同規定的考核工況，進行了廠用電率的測試，現場性能測試時的各主要輔機的電功率及廠用電率與合同的對比表見表1。

表1 #1機合同及性能測試輔機電耗及廠用電率

根據表1，#1機組100%考核工況時，實測輔機總功率為279899.7kW，廠用電率為9.3%，75%考核工況時實測輔機總功率為23808.46kW，廠用電率為7.94%。

由于現場性能測試時煤質、煙風系統實際煙氣量以及給水系統實際漏水量與設計的條件不一致，因此測試方根據現場的實際情況對表1的測試結果進行了修正。各輔機的修正系數見表2。

表2 設計時漏水量、煙氣量、耗煤量對比輔機修正結果

修正后，#1機組100%考核工況時，輔機總功率為25389.1kW，廠用電率為8.46%，滿足合同要求。 75%考核工況時輔機總功率為21523.34kW，廠用電率為7.17%，略大于合同值。

由于中外雙方對性能測試電耗量的修正條件及修正方法還存在一定的分歧，目前雙方就廠用電率是否滿足合同要求還在商討之中。

2 廠用電率的確定

涉外工程中，合同簽訂時投標商所報出的廠用電率即為廠用電率性能保證值。

2.1 計算方法

國內工程中，一般采用廠用電率來衡量機組自身耗電量的大小。廠用電率可采用換算系數法或軸功率法來計算。在涉外工程中，用機組輔機總耗電量(Auxiliary power consumption)來考核投標商所提供設備的電耗性能。即在合同規定的運行條件及考核工況下，投標商所提供的正在運行的各輔機所消耗的電功率總和。

2.2 合同值的確定

經過投標、投標澄清及合同談判后，雙方最終達成的合同中所規定的各系統及供貨范圍內的所有輔機在規定的考核條件下的電耗的總和即為合同所規定的廠用電率。至此，工程中所有系統應該是明確的，各工藝系統的PID圖應完整清晰，系統所配的輔機不應再有型式及容量變化，合同的供貨范圍及接口范圍應非常明確。

3 廠用電率的影響因素分析及控制

廠用電率與工程的各個執行階段均有關系，在工程合同談判完后，合同規定的標準、技術條件、系統設置及輔機參數決定了廠用電率的大小。而合同執行階段(工程設計、設備采購、施工安裝、現場調試及運行管理等)對廠用電率進行全過程控制，則是對性能測試時廠用電率能滿足合同要求的保證。

3.1 標準的影響

涉外工程的合同中往往規定采用國際標準(如ASME，BS、ANSA、IEC、IEEE)，還有些是必須遵照所在國的標準，這些標準涵蓋設計標準，制造標準、以及測試考核標準，對電廠系統設定，參數選擇，設備數量、容量以及最終的廠用電率測試結果都有著直接的影響。

對此，工程投標時首先應認真研讀招標文件(廠用電部分重點為合同規定采用的標準和給定的參數)，按招標文件中的設備安裝及使用環境條件、燃料的成分、冷卻水的水質及溫度等進行系統設計及設備選擇，各主要系統如煙風系統、制粉系統、給水系統等應按照合同規定的技術條件盡量采用該國以往工程已經成熟的方案，對各系統的參數進行認真核算，將算出的輔機的功率與國內及該國已有的同類型機組的輔機進行比較，然后報出合理的廠用電率。

3.2 習慣及理念的影響

一些國家的習慣及理念與國內的不同，這些習慣及理念往往會引起系統的耗電量增加。如印度合同中一般對風機的選型裕量要求非常高，尤其對于送風機和引風機。其中風量的裕量是20%，壓頭的裕量是44%。在風機的選型中，無法回避“大馬拉小車”的問題，結果就是TB點與風機實際運行點相差非常大，使得風機在額定工作點時的效率很低，電耗量增加；泵類的動態阻力余量要求也比計要求也大(比國內大10%)，個別泵楊程、流量計算的基準點也不一樣，導致泵的選型大，電耗增加。有些國家還有一些獨特習慣，這些習慣、往往在合同中不會體現，在項目實施的時候，可能會引起承包方增加用電設備，導致廠用電率增加。

針對此種情況，合同簽訂時，合同條文的內容應非常嚴密，一般不允許修改，如果有修改，應有由于合同的供貨范圍增加而引起相應的合同價格及廠用電率修正等條款。

3.3 設計的影響

設計對廠用電率的影響非常大，投標中設計方案的對比論證、系統的配置、系統參數的選取等會直接決定合同廠用電率的大小。在合同執行階段，設備的選型、布置、圖紙的確認等都會影響廠用電率，對廠用電率能否最終滿足合同的要求起保證作用。

3.3.1 設計方案的影響

設計方案的不同，自然導致的系統的耗電量直接結果不同。對此，在工程的具體設計過程中，在滿足合同要求的前提下，盡量采用國內外成熟的能夠節能的方案，做到精細化設計。

在工程中往往價格較低的設計方案，由于采用了效率較低的設備，其能耗往往會增大，導致廠用電率增大。當按照合同規定的設計方案設計后，如果發現合同方案廠用電率超出合同的規定值后，可以先內部進行經濟技術對比，采用更節能的方案，如部分風機可采用動葉調速或變頻調速，凝結水泵、循環水泵等可采用變頻調速，給水泵開可采用高效率的行星齒輪耦合器調速等。技術經濟比較合理時，可與業主協商采用技術更高方案。

3.3.2 系統配置的影響

設計中工藝系統的配置對廠用電率的影響比較大，如給水系統中采用電泵還是汽泵，采用三臺電泵還是采用兩臺電泵等，其廠用電率的結果大不一樣。因此在工藝系統配置中，一定要優先考慮不同的系統配置對機組各性能考核的影響，電耗的大小無疑對合同廠用電率的執行結果有最終影響。

3.3.3 系統參數的影響

當系統的配置決定后，系統參數的選取也影響廠用電率的大小。如水泵或風機，在合同要求范圍內選擇對應的工況和計算系數以及余量對該系統的電耗量有影響。對此，應在滿足合同要求條件下，合理選擇水泵及風機的流量及揚程，盡量讓系統考核工況參數對應到輔機最佳性能和效率點上，使輔機運行參數易調試到最佳效能點上，使得輔機在考核工況下的電耗量最小。如果合同要求考核多種工況廠用電率，需注意綜合考慮實際的測試運行工況對應參數的選取，以達到各考核工況廠用電率綜合最佳。

3.3.4 設備選型影響

風機和泵為電廠的主要耗電設備，風機通常是根據運行工況中可能出現的最大流量(TB點)來設計的，如果風機的選型裕量大，則會導致TB點與風機實際運行點(BMCR工況)相差非常大。使得風機BMCR點的效率偏低。泵同樣道理，如果設計壓力和流量裕量比運行工況(TMCR)大很多，同樣會導致運行工況效率低。例如機組在較低負荷下運行時，如果兩側風機都參與運行，則由于風機的裕度進一步增加，風機的效率將進一步降低。本文舉例工程的離心引風機和給水泵變頻方式采用常規的勺管式液力耦合器，由于耦合器的最大效率點對應于風機和泵的設計點，在TMCR工況下時，此種液力耦合器效率也已經降到85%，如果負荷降至75%時，液力耦合器的效率將更低，導致風機的整體效率大幅下降，電耗量大增。

因此在選擇風機時，應選擇風機效率曲線比較平滑的風機，風機的效率最佳點應盡量接近考核工況點，風機應采用動葉調速，必要時可以考慮變頻器調速。給水泵可采用效率線平緩的行星齒輪耦合器調速，其它主要水泵亦可采用變頻器調頻，來降低廠用電率。此外，選型投標時最好參考類似工程來選擇風機的軸功率(注意參考條件，一般泵楊程或風機壓升及流量與參考設備基本相同，誤差不大于2%)，當無類似設備參考時，按風機和泵軸功率公式估算， 對于風機效率：軸流風機可取82%～85%(TB點)、85%～87%(THA工況)，離心式風機可取65%～75%(THA工況，風機出力裕量大時取下限)、82%～85%(TB點)。對于泵效率：凝結水泵取83%～84%；電動給水泵取83%～84%(主泵)及81%～82%(前置泵)。

常規電除塵器也是較大耗電設備，而且其選型與煤質的灰分特性、合同要求的最大排放粉塵濃度及除塵效率有關。如印度工程比較有特點的高灰份劣質煤且對比積塵面積的要求(一般在220m2/m3/s以上)，導致電除塵電場數比國內工程多很多(有的甚至達到10電場)，耗電量大幅增加。故在電除塵器的選型中，在條件允許的情況下，相應選用新型節能型電除塵達到合同指標控制的要求，如帶有高頻電源、智能控制、煙氣調質、移動電極、機電多復式雙區、煙道凝聚器等先進實用新技術的電除塵器。

電動機的效率也是影響廠用電率的一個原因，高效節能電機的效率一般大于94%，因此在工程中應選用名牌廠家的優質高效節能電動機。

3.4 設備招標影響

在設備采購階段，同樣的設備，盡管都能滿足設備招標技術規范書的參數及性能要求，但是由于生產廠家的不同，甚至同一廠家的設備型號不同。其效率及電耗均會有所不同。

設備招標前應對進入招標短名單里的廠家進行仔細的篩選，不但要對比廠家的技術性能、使用業績及價格，也要對比各廠家設備的效率及能耗，對于那些雖然技術參數及性能要求滿足招標文件要求，而效率低及電耗較大的廠家應排除在短名單之外。如果不同廠家所提供設備的效率及電耗有差異，則應將高電耗廠家多出部分的電耗按設備的使用壽命用合同規定的罰款額度進行價格折算，然后進行商務評比，同時，應將廠家所報的設備的電耗與合同中的電耗進行對比，以保證設備在招標階段廠用電率處于控制之中。

3.5 圖紙確認對廠用電率的影響

圖紙確認階段包括兩個部分，一個是BASIC DESIGN階段，另一個是DEATIAL DESIGN 階段。在這兩個階段中，如果業主要求增加一些設備，可能會造成輔機的電耗增加，此時應先查合同，如果合同中沒有此項設備，則不能修改。確實需要修改要時，按國際慣例(如FIDIC條款變更)進行合同補充和更改，并考慮對廠用電率的影響，切不可無條件接受而增加執行風險。

3.6 施工安裝的影響

設備及管道安裝工藝不當時，也會增加廠用電率。如管道的彎頭過多，會使管道的阻力增大，流速降低，使得水泵或風機的電耗增加。如果當地安裝隊伍的水平不高，可能會導致汽水系統和煙風泄漏量增大，間接的導致機組補水量、風量加大，各級泵和風機的流量、阻力也加大，使泵和風機的電耗增加。

招施工標時，因國外現場施工條件普遍較差，且受當地勞工法限制，應招聘具有豐富施工經驗的施工隊伍，并加強施工過程中的監管。現場施工時應避免對設計圖紙上的管道進行任意修改，使管道的走向及路徑嚴格與設計圖紙一致。設備和管道的安裝應嚴格遵循相關的施工工藝流程及相關施工驗收規范。避免施工不當引起的漏風、漏水、漏汽、漏溫等現象。

3.7 現場調試影響

設備調試的成功與否，直接影響到設備的工作效率。如未將設備調試到最佳運行狀態，會造成設備實際運行效率低于設計值。例如：對于引風機，入口導葉的調節會直接影響到風機的運行效率，如果現場未將導葉角度調試到最佳角度，入口導葉處的節流損失將增加，從而影響到風機的效率。

現場調試時應對每個單項系統進行調試，應檢查各系統的閥門、風門、擋板是否在恰當的位置，盡可能將各輔機調節在在最佳效率點上，從而使整體系統的效率最大。

3.8 運行管理水平影響

運行單位的運行經驗及管理水平等也對廠用電率產生很大影響。對于工程承包方而言，如果機組在性能測試之前長期運行，不重視設備的維護，到處都有“跑、冒、滲、漏”，或者長期使用劣質燃料，煙風系統及制粉系統的磨損加大，造成系統的漏風量增加，從而引起風機的出力增加，使風機的電耗增加。

機組試運行之前，一定要建立一套完整的運行管理規定， 檢修及運行人員應隨時對各系統進行檢查，杜絕“跑、冒、滲、漏”。在試運轉完成后，應督促業主，盡快完成性能測試工作，以免機組長期運行后效率下降。

3.9 燃料及現場環境條件、測試條件影響

燃料種類直接對鍋爐輔機的廠用電影響，如越南的無煙煤燃燒系統，中東的重油燃燒系都對廠用電率有直接的增和減，現場煤質及現場環境條件、測試條件對廠用電率的測試結果有影響，測試煤質與設計煤質及校核煤質的發熱量、灰分含量、水分含量不一樣時應對實測出的設備耗電量進行修正?，F場測試的環境條件及測試條件應與合同規定的性能保證測試條件一致，如有偏差，則也應對實測出來的輔機耗電量進行修正。對于煙風系統，實際的煙氣流量與設計工況不一致時，應按實際工況對風機的電耗進行修正，合同中也應明確修正的條件及修正的方法，以免如本文舉例工程在執行當中對于修正數值的爭執而影響機組性能驗收。

4 結語

隨著國外電力市場的發展，越來越多的中資企業走出國門，進入了國外的電力市場，從目前的市場調研情況來看，中資企業取得的經濟效益卻并不樂觀。很多企業在廠用電率這個指標上被罰以巨款，因此有必要對我方承包的已投運工程的廠用電率進行分析，找出影響廠用電率的原因，制定出控制廠用電率的方法，以便在以后的工程實施過程中將廠用電率能控制在合同規定的范圍內。希望本文能夠對海外發電工程廠用電率的控制有一定的參考借鑒作用。

[1]HE TAO，Performance test report of auxiliary power consumption and transformer losses.

[2]王寒棟.泵與風機[M].北京：機械工業出版社，2009.