600 MW火電機組對標管理及優化運行

鞠文斐，王津楠

(華電國際電力股份有限公司深圳公司，深圳 518118)

600 MW火電機組對標管理及優化運行

鞠文斐，王津楠

(華電國際電力股份有限公司深圳公司，深圳 518118)

國內600 MW級A，B兩火力發電廠，機組情況相似，負荷率相近，但是運行經濟性相差較大，B發電廠在年發電量只占A發電廠97.6%的情況下，創造了相當于A發電廠143.9% 的年凈利潤。通過采用對標管理的方法，對A，B兩廠主要經濟指標進行歸一化處理，折算成對發電煤耗的影響來比較。最終發現綜合廠用電率高，凝汽器端差大，排煙溫度高是造成A發電廠運行經濟性差的3個主要原因，共影響供電煤耗5.345 g/(kW·h)，占比84.3%。結合設備實際，提出技改措施。

調節閥；選型；安全；流量特性

0 前言

對標管理是上世紀70年代美國施樂公司創造的一種企業管理的手段，在西方發達國家企業管理活動中被廣泛應用[1]。對標管理的主要思想是樹立標桿，以行業中領先的水準作為參考，尋找自身差距，通過改進使自己接近行業中領先水準。火電廠運行經濟性是每個廠的管理人員都十分關注的問題，引入對標管理到生產活動中來，可以對火電廠運行經濟性進行有效地管控。

1 A發電廠面臨的問題

國內某大型國有發電集團A發電廠機組運行穩定，安全生產記錄良好，每年計劃發電量能得到保證，但是每當進行年度經濟核算時，卻發現經濟效益并不好。相較于機組情況、運行狀況相似的B發電廠盈利水平明顯偏低。

從表1可以看出B發電廠在年發電量只占A發電廠97.6% 情況下，創造了相當于A發電廠143.9%的年凈利潤。

2 A發電廠和B發電廠經濟指標對標

A火力發電廠一期工程2×600 MW超臨界燃煤汽輪發電機組，鍋爐由東方鍋爐集團有限公司制造，為超臨界壓力變壓運行直流爐，采用冷一次風機正壓直吹式制粉系統，配6臺中速磨煤機，前后墻對沖燃燒方式，24只煤粉燃燒器分3層布置在爐膛前后墻上，前墻下排即A層4只燃燒器布置有等離子點火裝置。煤粉燃燒器采用日立-巴布科克公司(BHK)的HT-NR3型低NOx旋流燃燒器。汽輪機由上海汽輪機有限公司制造。

表1 A，B發電廠年度利潤水平

B火力發電廠一期工程建設2×630 MW超臨界燃煤發電機組，3大主機設備分別由哈爾濱鍋爐廠、上海汽輪機廠、上海電機廠生產。汽輪機、發電機、主變壓器生產廠家及設備選型與A發電廠基本一致，汽輪機設計背壓為5.2 kPa，汽輪機設計熱耗率為7 564 kJ/(kW·h)。鍋爐為哈爾濱引進巴布科克公司技術生產，采用前后墻旋流對沖燃燒技術，制粉系統采用HP中速磨煤機，鍋爐熱效率93.5%。

2.1 主要經濟性指標對標

對A，B發電廠進行對標處理，從A，B發電廠月度運行經濟報表中選取機組負載情況相似(額定負荷)的典型月份作為對標分析的樣本見表2。

2.2 數據分析

從表2可以看出A發電廠和B發電廠在主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、排煙溫度、給水溫度、凝汽器端差、廠用電率等對標項目上存在差距。導致A發電廠運行經濟性差的原因可能是其中1種或者多種，從中找到決定性因素并施以技術改造，是解決問題的關鍵。對于多影響因子的研究對象，需要進行歸一化處理才能發現其中主導因子。根據國內外通行的方式，將各對標項目的影響折算成發電煤耗來比較。

表2 A發電廠和B發電廠典型月度運行指標

2.2.1 主蒸汽溫度

根據熱力學第二定律卡諾定理，提高主蒸汽溫度能提高熱力循環效率，主蒸汽低于額定值會增加機組發電煤耗。機組額定主蒸汽溫度為566.00 ℃，由表2可知：A發電廠#1機組主蒸汽溫度Ta1=556.82 ℃，#2機組主蒸汽溫度Ta2為564.72℃，發電量加權溫度偏差ΔTa為-5.59 ℃；B發電廠#1機組主蒸汽溫度Tb1為566.00 ℃，#2機組主蒸汽溫度Tb2為566.40 ℃，B發電廠2臺機組運行在額定溫度下。國產600 MW超臨界機組在額定工況下，主汽溫度每降低1 ℃，增加機組煤耗0.082 g/(kW·h)[2](折算成標準煤，下同)。由于主汽溫度偏低，造成A發電廠發電煤耗增加0.458 g/(kW·h)。

2.2.2 再熱蒸汽溫度

再熱蒸汽溫度低同樣會降低熱力循環效率，增加機組發電煤耗。機組額定再熱蒸汽溫度為566 ℃，由表2可知：A發電廠#1機組再熱蒸汽溫度Tra為553.56 ℃，#2機組再熱蒸汽溫度Tra2為565.82 ℃，發電量加權溫度偏差ΔTra為-6.31 ℃；B發電廠#1機組再熱蒸汽溫度Trb1為565.60 ℃，#2機組再熱蒸汽溫度Trb2為565.90 ℃，B發電廠2臺機組運行在額定溫度下。國產600 MW超臨界機組在額定工況下，再熱汽溫度每降低1 ℃，增加機組煤耗0.065 g/(kW·h)[3]。由于再熱汽溫度偏低，造成A發電廠發電煤耗增加0.410 g/(kW·h)。

2.2.3 排煙溫度

鍋爐內高溫煙氣經過水冷壁、過熱器、再熱器、空預器、省煤器等換熱裝置后，熱量逐漸被吸收，溫度逐漸下降。運行過程中受熱面出現結焦，積灰等現象時，會對整個煙氣流程造成影響，導致換熱不充分，排煙溫度提高。由表2可知：A發電廠#1機組排煙溫度Tea1為121.21 ℃，#2機組排煙溫度Tea2為110.94 ℃，發電量加權平均排煙溫度Tea=116.08 ℃；B發電廠#1機組排煙溫度Teb1為112.80 ℃，#2機組排煙溫度Teb2為108.90 ℃，發電量加權平均排煙溫度Teb為110.65 ℃。對于600 MW超臨界機組，排煙溫度每提高10.00 ℃，增加機組煤耗1.5 g/(kW·h)[4]。由于排煙溫度高，造成A發電廠相對于B發電廠發電煤耗增加0.815 g/(kW·h)。

2.2.4 給水溫度

A發電廠#1機組給水溫度Tfa1為255.52 ℃，#2機組給水溫度Tfa2為253.31 ℃，發電量加權平均給水溫度Tfa為254.40 ℃；B發電廠#1機組給水溫度Tfb1=256.00 ℃，#2機組給水溫度Tfb2為254.70 ℃，發電量加權平均給水溫度Tfb為255.30 ℃。對于600 MW超臨界機組，給水溫度每降低10.00 ℃，增加機組煤耗約1 g/(kW·h)[5]。由于給水溫度低，造成A發電廠相對于B發電廠發電煤耗增加0.09 g/(kW·h)。

2.2.5 凝汽器端差

A發電廠#1機組凝汽器端差Tta1為8.08 ℃，#2機組凝汽器端差Tta2為5.56 ℃，發電量加權平均凝汽器端差Tta為6.82 ℃；B發電廠#1機組凝汽器端差Ttb1為4.00 ℃，#2機組凝汽器端差Ttb2為5.00 ℃，發電量加權平均凝汽器端差Ttb為4.55 ℃。通過實驗測得，對于600 MW超臨界機組，凝汽器端差每上升1.00 ℃，增加機組煤耗約0.71 g/(kW·h)。由于端差偏高，造成A發電廠相對于B發電廠發電煤耗增加1.61 g/(kW·h)。

2.2.6 綜合廠用電率

綜合廠用電率反映了電廠輔機設備能耗水平，它對發電煤耗有著間接的影響。A發電廠#1機組綜合廠用電率Pa1為4.99%，#2機組綜合廠用電率Pa2為5.34%，發電量加權平均綜合廠用電率Pa為5.17%；B發電廠#1機綜合廠用電率Pb1為4.53%，#2機綜合廠用電率Pb2為4.37%，發電量加權平均綜合廠用電率Pb為4.44 %。對于600 MW超臨界機組，綜合廠用電率每變化1 %，影響機組煤耗4 g/(kW·h)[6]。由于綜合廠用電率高，造成A發電廠相對B發電廠發電煤耗增加2.92 g/(kW·h)。

3 技改措施

由表3可以看出，造成A發電廠發電煤耗高的原因主要有：綜合廠用電率、凝汽器端差和排煙溫度3項，此3項共影響機組發電煤耗5.345 g/(kW·h)，占比84.8%。考慮技改措施的實效性，主要從降低A發電廠綜合廠用電率，降低凝汽器端差，降低排煙溫度3個方面來著手。經實地考察發現A發電廠存在以下幾個問題：

(1)引風機和循環水泵未安裝變頻器，耗電量大。

(2)凝汽器采用母管制抽真空方式，抽真空時高背壓凝汽器與低背壓凝汽器的抽汽互相排擠，凝汽器真空偏低。

(3)吹灰器吹灰效果差，受熱面存在積灰跡象。

針對A發電廠存在的問題擬出具體的技改措施如下：(1)引風機、循環水泵加裝變頻裝置；(2)抽真空方式由母管制改為單元制；(3)進行吹灰器改造。

表3 各對標項目對A發電廠發電煤耗的影響

4 結論

對于國內600 MW機組的火力發電廠，電廠管理人員可以通過廠與廠之間的對標管理，挑選一個或多個機組情況相似、運行經濟性更優的火電廠作為標桿對本廠主要運行參數進行經濟性分析，以便從中找到造成本廠機組煤耗較高，運行經濟性較差的主要影響因素。找出這些占主導作用的運行參數后，結合實際設備情況分析出導致運行參數產生偏差的設備原因，就能夠為技改工作提供思路，指明方向。

[1]宋爭.對標管理破解企業發展難題[J].中國電力企業管理,2010(29):48-49.

[2]閆順林,李永華,武慶源.汽輪機主汽溫變化對煤耗率影響的強度系數計算模型[J].中國電機工程學報,2011,31(26):38-43.

[3]武慶源,劉峰, 楊金星,等.再熱汽溫變化對煤耗率影響的強度計算模型[J].應用能源技術,2012(4):1-5.

[4]張建中.鍋爐排煙溫度升高對鍋爐效率及煤耗的影響[J].電力勘測設計,2016(1):38-43.

[5]邢希東,李學斌.600 MW機組影響供電煤耗的因素分析及控制[J].華中電力,2007,20(5):71-74.

[6]全國發電機組技術協作會.影響600 MWe等級機組供電煤耗的因素[J].中國電力,2010,19(3):7-9.

TM 611

B

1674-1951(2017)12-0037-03

2017-08-21；

2017-11-07

(本文責編：齊琳)

鞠文斐(1979—)，男，山東威海人，工程師，從事發電廠生產管理方面的工作(E-mail:juwenfei@163.com)。王津楠(1990—)，男，湖南郴州人，助理工程師，從事發電廠運行方面工作。