電廠節(jié)能優(yōu)化

王海軍（新疆眾和股份有限公司　烏魯木齊 830013）

電廠節(jié)能優(yōu)化

王海軍
（新疆眾和股份有限公司烏魯木齊 830013）

追求最大的經(jīng)濟(jì)效益是每個電力企業(yè)經(jīng)營的最大目標(biāo)，這其中發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是確保電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要措施之一，隨著電網(wǎng)機(jī)組容量、電網(wǎng)蜂谷差不斷擴(kuò)大，煤炭價格不斷攀升，以及競價上網(wǎng)工作的開展，要求發(fā)電廠必須具有深度調(diào)峰能力的同時又必須具有最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性，所以開展100mW機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的研究具有一定的實(shí)際意義和社會意義。

最佳經(jīng)濟(jì)最佳狀態(tài)優(yōu)化效益

1　目的和意義

追求最大的經(jīng)濟(jì)效益是每個電力企業(yè)經(jīng)營的最大目標(biāo)，這其中發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是確保電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要措施之一，隨著電網(wǎng)機(jī)組容量、電網(wǎng)蜂谷差不斷擴(kuò)大，煤炭價格不斷攀升，以及競價上網(wǎng)工作的開展，要求發(fā)電廠必須具有深度調(diào)峰能力的同時又必須具有最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性，所以開展100mW機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的研究具有一定的實(shí)際意義和社會意義。同時循環(huán)水系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的一個重要系統(tǒng)，消耗廠用電的很大一部分，相當(dāng)于總發(fā)電量的1.5％～2％。對國產(chǎn)100mW的單元機(jī)組，通過循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行可以相對提高經(jīng)濟(jì)性0.15％～0.6％。對于有多臺機(jī)組的大型電廠，經(jīng)濟(jì)性的提高更為可觀。負(fù)荷分配和循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行是整個電廠優(yōu)化運(yùn)行的重要組成部分，全廠優(yōu)化比較龐大。

本文旨在通過探討機(jī)組負(fù)荷分配和循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，以此為基礎(chǔ)，為研究整廠優(yōu)化和將來電廠實(shí)現(xiàn)全自動運(yùn)行的理想狀態(tài)積累經(jīng)驗、提供支持。通過本課題的研究與應(yīng)用，預(yù)計可降低100mW機(jī)組供電煤耗降低1.5～2.02g/kWh，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤6 000～8 000 t。

2　電廠的優(yōu)化運(yùn)行

電廠優(yōu)化運(yùn)行基于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，或者說運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)，把數(shù)量龐大的運(yùn)行狀態(tài)原始數(shù)據(jù)處理成直觀的、少量的分析結(jié)果，及時對機(jī)組的各部分設(shè)備運(yùn)行情況作出評價，判斷是否運(yùn)行在最佳的狀態(tài)，提供可行的運(yùn)行優(yōu)化措施供運(yùn)行人員參考運(yùn)用，提高電廠的運(yùn)行效率。

負(fù)荷分配和循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化主要完成以下功能：

（1）按照電網(wǎng)調(diào)度要求的全廠發(fā)電量，根據(jù)廠內(nèi)各機(jī)組的運(yùn)行狀況和機(jī)組效率，合理分配負(fù)荷給各臺機(jī)組，以達(dá)到提高整體效益的目的。

（2）在各機(jī)組負(fù)荷分配確定后，根據(jù)各機(jī)組負(fù)荷、循環(huán)水溫度、循環(huán)水泵取水水位、各循環(huán)水泵運(yùn)行狀態(tài)等確定出循環(huán)水泵的最優(yōu)運(yùn)行方式（開哪幾臺泵、各泵的葉片角度調(diào)整到多少、循環(huán)水管路上閥門的運(yùn)行方式等），使多臺機(jī)組達(dá)到最優(yōu)真空，以達(dá)到提高機(jī)組效益的目的。

由于循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化要在各機(jī)組負(fù)荷確定的前提下才能進(jìn)行，所以把負(fù)荷分配優(yōu)化和循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化結(jié)合起來。負(fù)荷分配和循環(huán)水泵最優(yōu)運(yùn)行方式的確定，涉及很多因素，在完全理想情況下，比如所有設(shè)備都運(yùn)行正常、狀態(tài)穩(wěn)定，該問題比較結(jié)構(gòu)化，較好正確的處理；反之，如果現(xiàn)實(shí)機(jī)組由于這樣那樣的原因，不能或者不太好準(zhǔn)確的調(diào)整運(yùn)行人員往往根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)整等等，那就必須需要運(yùn)行人員來作出最終的決策。另外，在優(yōu)化目標(biāo)值的選擇問題上，還有值得探討的地方。

（3）設(shè)備性能特性的獲取方法：電廠運(yùn)行優(yōu)化依賴電廠內(nèi)各個設(shè)備的現(xiàn)時性能特性，它們是進(jìn)行優(yōu)化計算的前提和基礎(chǔ)。這些設(shè)備性能特性的準(zhǔn)確獲得，是保證優(yōu)化計算結(jié)果實(shí)用、可信賴的基石。本章討論系統(tǒng)性能特性的獲得方法，對它們進(jìn)行分析比較，提出合理的、有效的解決方案，為進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化計算和操作指導(dǎo)提供支持。

各系統(tǒng)性能特性的獲得方法，常見以下幾種：

①取機(jī)組各系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)，或者生產(chǎn)廠家給出的各種系統(tǒng)性能曲線。比如循環(huán)水泵有廠家給出的設(shè)計性能曲線或出廠性能曲線，汽輪機(jī)有廠家給出的設(shè)計熱耗率曲線。

②取機(jī)組試驗獲得的各設(shè)備性能特性數(shù)據(jù)和曲線。新機(jī)組安裝完成正式投產(chǎn)后，會進(jìn)行機(jī)組性能考核試驗，得到當(dāng)時的各系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)和曲線；機(jī)組正常運(yùn)行后，一般3年一次大修，1年一次小修，一般在大小修前后等會做機(jī)組的熱力性能試驗，獲得機(jī)組的各性能數(shù)據(jù)和曲線。還可以對特定的設(shè)備，進(jìn)行有目的的試驗以獲得性能數(shù)據(jù)。

③取運(yùn)行實(shí)際數(shù)據(jù)分析獲得。現(xiàn)代發(fā)電機(jī)組都裝備有成熟完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從運(yùn)行數(shù)據(jù)庫中取得運(yùn)行參數(shù)，然后對這些參數(shù)進(jìn)行綜合分析，獲得各系統(tǒng)（設(shè)備）的性能特性。對于原來數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)沒有監(jiān)測的設(shè)備或地方，可以增加額外的監(jiān)測點(diǎn)（采集點(diǎn)），用于采集需要的數(shù)據(jù)。

根據(jù)最近的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)獲得的各設(shè)備性能，往往比較接近現(xiàn)在的性能。由于機(jī)組投產(chǎn)后，隨著時間變化，各系統(tǒng)處于不斷變化當(dāng)中，其性能也不斷變化，即機(jī)組各設(shè)備性能是時變的。廠家設(shè)計性能曲線具有參考價值，但是一般來說，由于各種各樣的原因，運(yùn)行一段時間之后，設(shè)計單位原先提供的數(shù)據(jù)資料已不能完整反映機(jī)組當(dāng)前的情況，特別是經(jīng)過改造的機(jī)組，與實(shí)際情況差別就更大了。做試驗的時間間隔往往比較久，比如大修3年，小修1年，大小修時候做的性能試驗結(jié)果，往往也與現(xiàn)時的性能有所差別。另外就是機(jī)組做試驗取得的性能特性數(shù)據(jù)，有時候與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)還是有一定差別。原因是做試驗時候往往會帶入一些干擾，比如為了測量流量而增加節(jié)流器件等。另外由于做試驗工況比較少，當(dāng)煤種變化，或者環(huán)境條件變化時候，試驗結(jié)果跟實(shí)際運(yùn)行情況就有所差別了。試驗不可能各種情況下都做一遍的。試驗結(jié)果相比較廠家設(shè)計值而言，一般更接近實(shí)際運(yùn)行情況一點(diǎn)。

3　結(jié)論

電廠負(fù)荷優(yōu)化分配和循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行是電廠運(yùn)行優(yōu)化比較重要的方面，它們的運(yùn)行優(yōu)化可以節(jié)約大量的能源。

本文主要完成的工作表現(xiàn)在研究建立根據(jù)負(fù)荷曲線預(yù)分配模型：負(fù)荷分配是將全廠總負(fù)荷為P，全廠負(fù)荷優(yōu)化分配就是將此負(fù)荷P合理地分配到n臺機(jī)組上，而使全廠總煤耗量最小。

利用該模型對100mW機(jī)組利用性能試驗值進(jìn)行實(shí)際計算，計算結(jié)果為：100mW工況下，循環(huán)水溫度在8℃、16℃、28℃下的最優(yōu)運(yùn)行方式分別為2泵葉片百分開度：2泵葉片80％開度、2泵葉片100％開度；60mW工況下，循環(huán)水溫度在8℃、16℃、28℃下的最優(yōu)運(yùn)行方式分別為1泵葉片100％開度、2泵葉片100％開度；180mW工況下最優(yōu)運(yùn)行方式分別為1泵葉片60％開度、l泵葉片100％開度、2泵葉片80％開度。在冬季，平均循環(huán)水溫度低于2℃的2個月時間內(nèi)，100mW工況和60mW工況下采用優(yōu)化運(yùn)行方式可以提高效益，60mW工況下優(yōu)化運(yùn)行方式和原來操作一樣，效益沒有提高。以機(jī)組平均負(fù)荷80mW，在60mW和100mW工況各運(yùn)行1/4時間計，可以節(jié)約電能27 019.33 kWh時，因此根據(jù)計算結(jié)果操作能有比較大的效益。

收稿：2016-06-22

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.06.042