淺談600MW火電機組節能降耗

摘 要：電力是國家經濟發展和人民生活生產中必不可少的重要能源。截止2017年底，中國總裝機容量17.7703億kW，其中：火電11.0604億kW，占62.24%，但是目前火力發電企業在生產過程中存在重污染、能源消耗大等問題，因此減少污染、降低能源消耗、提高能源利用效率是國家目前的主要任務，同時也符合國家倡導的資源節約型、環境友好型社會的要求。600MW火電機組是我國當前主流發電設備，在600MW火電機組電力生產過程中采取相應的節能降耗措施，才能夠提高企業和社會的經濟效益。本文主要通過對600MW火電機組進行節能降耗分析，希望能夠為各位提供一些幫助。

關鍵詞：600MW火電機組；節能降耗；分析

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）36-0089-02

1 引 言

電力是人們生產生活中不可缺少的重要能源。同時，火力發電廠是電力企業生產電力的主要途徑，當前人們所需要的電力60%以上都是來自火力發電廠，火力發電廠是國家電力的主要“供給者”。火電機組節能降耗的意義重大，因此對于火電機組的節能降耗的優化研究有利于提高企業的經濟效益，有利于減少能源消耗，提高能源利用效率，才能建立資源節約型、環境友好型社會，尤其作為主力機型的600MW發電機組，研究其節能減耗工作，對于降低電力企業生產成本、提高企業經濟效益等方面具有重大影響。

2 對600MW火電機組節能降耗的分析

鍋爐、汽輪機、發電機是常規火力發電廠的三大主機，三大主機效率代表著一個發電機組的能耗水平，鍋爐效率、汽輪機熱耗、發電廠用電率對機組能源消耗量產生直接的影響。

引起火電機組能耗偏差的主要原因有三個方面：本體、運行參數、系統缺陷，據不完全統計由于本體原因造成能耗能偏差的占57%，運行方式、參數調整造成的偏差占26%，系統缺陷造成的偏差占17%。對火電機組節能改造主要通過這三個方面開展相關工作。本文主要通過鍋爐燃燒及制粉系統、汽輪機及熱力系統和輔助系統這三個方面對600MW活力發電機進行分析和研究，旨在分析研究機組的節能降耗的能力，確定各個系統對機組節能降耗產生的影響。

3 600MW火電機組節能減耗的優化措施

3.1 本體節能、經濟性優化措施

本體類的能耗偏差主要與三大主機的設計、制造有關，一旦定形很難去改變。只有通過不斷的改造、優化主機的功能結構、提高主機效率才能更有效的達到節能減排的效果。我們可以看經典的火電廠汽水循環模型——朗肯循環如圖2，我們可以通過改善汽水循環效率來提高整個循環的效率。

理想的朗肯循環熱效率η=WT/q1=（h1-h2）/（h1-h3），其中為輸出機械功WT，為爐內蒸汽吸熱q1，h1、h2、h3分別對應3個過程焓變，如圖3。其中最大的損失為冷源損失，這部分熱量通過凝汽器由循環水帶走，國內外目前沒有較好的利用方法，但是它也是維持該循環穩定的基本因素，對凝結水初溫的穩定性起了決定性作用。

（1）提高初溫初壓提效降耗

相對應影響效率的物理參數p、v、t，目前600MW的超臨界機組，汽溫每升高1℃，煤耗約降低0.65～0.7g/（kW·h），對提效降耗有明顯的作用。國內如安徽田集電廠等企業在600MW級機組提高汽溫方面做了較多改進，但是主要還是受受熱面材料限制。

（2）抽氣循環加熱降耗

現階段很多典型的火電廠通過蒸汽再熱循環和做功能力較低的抽氣循環加熱來降低冷源損失，目前應用已比較成熟，現階段國內600MW機組基本都采用蒸汽再熱、抽氣循環加熱的模式。主要有高壓缸排汽再次加熱和汽輪機蒸汽通過3高8低的抽氣循環加熱模式。各發電廠略有不同但基本類似。

（3）排煙綜合利用

目前國內600MW機組在排煙利用方面也做了很多優化，例如安徽鳳臺電廠采用低溫省煤器，將其布置在引風機后，通過降低煙溫、提高凝結水溫度在提高初溫方面提高凝結水、給水的溫度，在600MW級機組中取得不錯的效果，同時也是降低煤耗的主要措施之一。

3.2 改進火電機組運行方式降低熱耗率

3.2.1 改進汽輪機組運行方式

汽輪機的進汽方式對機組效率的影響較大，通常情況下，國內東方的機組高壓缸采用全周四閥運行方式，火電機組在運行半年或運行穩定后，火電機組的運行方式由原來的單閥切換為順序閥。同時，為了避免高壓缸節流所產生的損失，許多發電廠一般采用的發電方式是純滑壓式的。當電廠部分負荷采用純滑壓式時，能夠提高發電廠火電機組的運行效率，為電力企業帶來一定的效益。但當負荷越來越低時，隨著主再熱汽溫、氣壓降低純滑壓式的運行方式不一定能夠提高運行效率，有可能會降低企業的經濟效益，減少供電的能源消耗率。

3.2.2 保持凝汽器的最優真空

在火電機組中，汽輪機組的運行參數能夠直接影響到機組的安全性和穩定性。汽輪機組的凝汽器的真空是所有參數的基點，這個基點越低，能量的利用越充分。但因考慮綜合電耗，當機組處于高、低負荷變化時，季節變化時循環水泵的綜合電耗時電廠運行不斷進行試驗摸索。為了得到最優煤耗真空，很多廠不斷調整循環水的運行方式。要想優化火電機組的節能降耗就必須對不同負荷狀態下的凝汽器真空進行改變，有計劃的改變循環水的運行方式。

國內從2010年后出現凝汽器真空泵深度冷卻的技術能有效解決高溫季循環水溫偏高帶來真空下降的問題，對600MW級機組節能降耗工作有一定的參考意義。

3.2.3 改變制粉、燃燒器系統的運行方式

制粉系統是火力發電廠的主要輔助設備，數量較多，國內600MW機組典型的布置方式為6臺，每臺磨對應4支燃燒器。目前燃燒器主要的布置方式主要有前后墻對沖布置和4角切圓布置。很多爐子達不到設計出力要求主要和制粉系統、燃燒器的布置運行有著直接的關系。所以，新建機組一定要做好鍋爐燃燒試驗，調整好燃燒器的運行方式。同時在安全可控的前提下，盡量提高制粉系統的出口風溫等參數，對機組的節能意義較大，各廠的制粉系統應給根據所燒的煤種，做好燃燒的優化試驗，提高燃燒效率，減少排渣損失，是運行節能降耗的重要方向。

3.3 優化設備用電量、降低能源消耗

3.3.1 調整改造火電機組的輔助系統

火電機組在運行過程中需要很多的輔助系統進行幫助，因此對火電機組的輔助系統的改造也是必不可少的。要想改變輔助系統，最主要的是改造輔助變頻，從而提高變頻器驅動率和電力節能效率。改變驅動電機的節能效率的最大優點是能夠提高能源利用效率，降低能源消耗。不僅避免了軸承電流的產生，同時有效降低了軸承電流對設備損壞程度，很大程度上節省了能源的消耗，提高了能源利用效率。以往變頻電機多用于380V的小電機，目前隨著電子和變頻技術的發展，600MW火電機組的引風機、凝結水泵等大功率電機也配置了變頻裝置，大大降低了發電廠輔助設備電能的消耗。

3.3.2 減少制粉系統的耗電量

制粉系統是發電廠爐側的主要生產輔助設備，在使用磨煤機的過程中，為了提高磨煤機的運行速度和效率，就必須改進磨煤機的運行方式，提高磨煤機的效率，降低磨煤機能耗。目前國內600MW機組主要采用中速磨，很少使用能耗較高低速磨，為節能減排創造了有利條件。

3.3.3 利用蒸汽驅動代替電能

為了達到節能降耗的目的，減少能源轉化環節、提高轉化效率，部分企業嘗試采用蒸汽驅動輔機的模式部分代替電動輔機。鳳臺電廠2013年在兩臺660MW機組上在采用蒸汽驅動的背壓式汽動引風機、屬國內首次采用該類型引風機，給該廠的節能降耗工作帶來巨大的效益。國內很多發電廠后續跟進，為發電廠用電設備優化提供了借鑒意義。

3.4 減少設備缺陷和原材料異常提高鍋爐熱效率

3.4.1 對鍋爐進行漏點檢查

鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。因此對鍋爐本體和其輔助設備都要進行檢查，如果發現了漏風的位置，要及時解決問題，在檢查的過程中要將漏點的問題解決好，保證鍋爐的運行效率。另外要對鍋底、看火孔等位置進行重點檢查，確保鍋爐的每一個部位都完整無損，同時要制定相應的對策，以便出現問題或是狀況時，能夠采取及時的措施處理問題。

3.4.2 對燃煤進行嚴格要求

煤在燃燒的過程中，煤的水分在煤的燃燒過程會造成很大的影響，如果煤本身所含的水分過多，就會增加煤的燃燒時間，爐溫也會隨之降低。另外，水分過多會增加煤的黏度，有可能造成篩孔的堵塞，降低燃煤的效率和質量。如果煤本身所含水分過少，就容易導致煤在燃燒過程中產生的煤渣過于分散，導致煤渣堆積，造成爐排下降，不利于煤渣的排放。保證燃煤中的煤中水分保持在9%左右比較適中。

4 結束語

當前國家許多電力企業都投身于對600MW火電機組的節能降耗技術研究，很大程度上影響著國家經濟發展的安全、穩定，關系到國家電力企業發展的先進性。特別是當今處于國際油價不斷上漲、世界經濟處于疲軟的狀態下，600MW火電機組的優化研究有利于電力企業的發展，能有效提高電能的質量和效率，為國民經濟的環保性發展打下良好的基礎。

參考文獻

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收稿日期：2018-11-12

作者簡介：何德貴（1978-），男，工程師，本科，主要從事火力發電工作。