火電機組啟停過程中節能優化研究及風險控制

熊 偉

（中國能源建設集團新疆電力設計院有限公司 新疆烏魯木齊 830001）

1 火電機組啟停過程節能優化的重要意義

隨著近年來我國對能源需求持續增加，燃煤機組的裝機容量不斷增長，機組耗煤量和耗油量迅速上升。為了應對當前油價、煤價持續上漲的問題，提高火力發電機組的能源利用效率，盡量降低機組的運行成本，降低機組燃料消耗量、提高機組熱效率、降低發電成本、減少環境污染，已經成為了當前工業技術發達國家火力發電技術研究和應用的重要方向。

當前，針對火力發電機組能耗優化的技術較多，而且在實際的工程應用過程中取得了對應的效果。本文為了提高研究的針對性，針對火力發電機組的特點，以火電機組啟停過程作為突破口，以具體的工程應用案例為對象，對發電機組啟停過程中的能耗問題進行了優化分析。同時，對優化之后可能存在的相關風險也進行了對應的分析，并提出了對應的應對策略。以期提高火電機組的節能效果，達到節能減排的目的。

2 火電機組啟停過程節能優化措施

2.1 某火電機組運行工況概況

某電廠的4臺325MW機組配套電站鍋爐為上海鍋爐廠設計并制造的一次垂直上升、單爐膛300MW亞臨界直流鍋爐，使用燃料為貧煤。該機組于1999年引進德國斯坦繆勒公司的相關技術，對鍋爐進行了改造，將鍋爐改成螺旋管圈直流鍋爐，并由該公司完成了改造方案的設計工作。完成改造之后，該鍋爐為亞臨界、一次中間再熱、固態排渣、中間儲倉式的燃煤鍋爐，同時使用了四角切圓的燃燒技術，使用燃料依然為貧煤[1]。

2.2 機組啟停過程的節能改造優化技術措施

2.2.1 使用工業水替代軸冷水

（1）既有行方式

機組檢修試運轉過程中，機組在啟動時需要為之提供冷卻水，而因為機爐的輔機數量較多，而6kV的輔機啟停次數受到限制，為了適應輔機的短時間運轉，使得機組的循環泵與軸冷泵必需持續運轉，從而為輔機的運轉階段提供冷卻水。但是，在整個過程中有相當一部分時間所產的冷卻水和軸冷水系統只有個別用戶，甚至沒有用戶使用，造成了電量浪費的問題。例如，鍋爐的上水與泵壓階段，雖軸冷水系統只為一個用戶(電動給泵)工作，但是卻需要循環泵、軸冷泵同時啟動進行配合，從而使得機組的運行能耗居高不下。

（2）優化運行措施

為了達到節能降耗的目的，使用工業水開式供水的方式代替之前的軸冷水來保證機組輔機的試運轉。例如，在鍋爐的泵壓階段，通常軸冷水系統只是電泵。在將沖聯門、除電泵外的其他軸冷水進出水門關閉之后，將冷油器調溫旁、軸冷泵進放水開啟，使得工業水能夠通過最短的行程為電泵的正常運行進行冷卻，而且能有效的降低工業水對管道容積的壓力作用。通過這種最小系統運行方式，在試運行階段只保留了運行輔機的冷卻供水供應，大大降低了機組的能耗[2]。

2.2.2 使用汽泵代替電泵

在機組啟停過程中關停電泵，使用自備汽源的汽泵予以替代能夠顯著降低機組運行能源消耗。

（1）既有運行方式

在機組的正常啟動過程中，電泵從鍋爐上水開始就一直運行，直到機組的第二臺200MW汽動給泵并泵之后才停用[3]。在機組停機的過程中亦是如此，這造成了電泵運行時間長、機組廠用電增加的問題。而當電泵故障時，還容易死造成機組啟動故障，機組運行可靠性下降等問題。

（2）優化運行技術措施

基于傳統啟動過程中能耗較高的問題，提出使用無電泵的上水啟動方案。考慮奧電能由蒸汽熱轉換而成，而在這個轉換過程中將出現汽輪機損耗、凝汽器損耗以及發電機能量損耗等問題。因此，直接使用汽泵供水能夠提高能源利用效率。而且汽泵可以自備汽源，鍋爐在上水過程中使用汽泵供水，并隨著機組運行功率增加能夠逐步增加汽泵的開啟數量，在滿足運行要求的同時降低能耗。

3 火電機組啟停中節能優化風險及控制措施

3.1 火電機組啟停過程中節能優化風險

3.1.1 人為因素

操作過程中由于工作人員個體技術差異人有可能專業技術水平差，機組在運行過程中因為需要人進行操作。而工作人員可能因為精神狀態差異，而導致其在閥門操作過程中可能出現誤動作，使得系統的改造結果不能受到較好的控制。從而導致系統的優化效果因為人為操作失誤而失敗。

3.1.2 改造使用的材料因素

軸冷水系統在使用的過程中可能因為某個閥門的電源或者氣控裝置失靈而導致閥門動作失效，或者閥門在長時間的使用過程中出現了生銹卡澀，都可能導致系統運行故障。另外，機組的給水泵可能因為故障原因而不能啟動，或者啟動之后在中途跳閘而導致其不能持續穩定運行，這些因素都可能會導致針對啟停過程中的優化措施失效。

3.2 風險控制措施

3.2.1 人為因素的控制措施

為了提高工作人員操作的可靠性，必須加強工作人員的專業技術培訓，使得其對優化后機組的運行方式予以充分了解。同時，要建立有效的選擇機制，確保處于最佳精神狀態的工作人員被安排到關鍵崗位。同時，設置項目總負責人員，與調度和檢修人員相互配合，使得項目的改造及后續運行得以持續有效開展[4]。

3.2.2 材料因素控制措施

在日常工作中除了要強化工業水泵的維護以及對應的檢查之外，還要加強對氣控系統的運行檢修維護，保證氣控閥門正常工作。另外，還應該對水質進行監控，保證閥門不會因為生銹而出現卡澀問題，保證系統能夠正常運行。

[1]李波.建設工程項目風險管理與控制[J],科技資訊,2010(24)．

[2]胡軍軍,韓景.淺析火電廠節能降耗的措施[J].內蒙古石油化工,2008(02)．