660MW機(jī)組全面降低能耗的探索與實(shí)踐

崔德志

摘要：為全面降低綜合廠用電率，對(duì)華電安徽六安電廠有限公司多年來(lái)節(jié)能運(yùn)行優(yōu)化和技改情況進(jìn)行深入探討，總結(jié)提出全面降低綜合廠用電率運(yùn)行優(yōu)化方式及節(jié)能技改項(xiàng)目。經(jīng)實(shí)踐證明，采取優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方式和節(jié)能技改，能有效降低綜合廠用電率，具有很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;節(jié)能方案;降低綜合廠用電率

引言

近年來(lái)，我國(guó)火電機(jī)組設(shè)備利用小時(shí)數(shù)持續(xù)下滑，導(dǎo)致火電機(jī)組長(zhǎng)期維持在70%額定負(fù)荷以下運(yùn)行;同時(shí)，為應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)保壓力，爭(zhēng)取環(huán)保電量獎(jiǎng)勵(lì)，華電安徽六安電廠有限公司（以下簡(jiǎn)稱公司）進(jìn)行超低排放改造，并大幅降低機(jī)組環(huán)保排放指標(biāo);另外，為緩解公司經(jīng)營(yíng)壓力，加大高硫煤和低質(zhì)煤摻燒摻配，使脫硫系統(tǒng)耗電率大幅升高;這些因素導(dǎo)致綜合廠用電率升高較多。

一、設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)介

公司裝機(jī)兩臺(tái)660MW超超臨界燃煤機(jī)組，分別于2014年5月17日和2014年7月31日正式投產(chǎn)發(fā)電。三大主機(jī)均為上海電氣集團(tuán)生產(chǎn)。鍋爐為上海鍋爐廠有限公司自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，型號(hào)為：SG-2024/26.15M6002。單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、Π型半露天布置、除灰渣系統(tǒng)為干式（風(fēng)冷）機(jī)械式除渣系統(tǒng)、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。爐后尾部布置兩臺(tái)轉(zhuǎn)子直徑為Φ14236mm的三分倉(cāng)容克式空氣預(yù)熱器。汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)有限公司和德國(guó)SIEMENS公司聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的超超臨界汽輪機(jī)，型號(hào)為：N660-25/600/600，該汽輪機(jī)為一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、純凝汽式汽輪機(jī)。最大連續(xù)出力為718MW，額定出力660MW。采用復(fù)合變壓運(yùn)行方式，額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分。發(fā)電機(jī)為上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的QFSN-660-2型三相同步汽輪發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)采用水氫氫冷卻方式：定子繞組及出線水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組直接氫冷，轉(zhuǎn)子本體及定子鐵芯氫冷。

二、實(shí)施背景

公司在2016年和2017年先后完成了#4機(jī)組和#3機(jī)組的超低排放改造，在完成超低排放技改后，機(jī)組廠用電率升高約0.2個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí)，摻燒低質(zhì)、高硫煤和爭(zhēng)取環(huán)保獎(jiǎng)勵(lì)，使廠用電率進(jìn)一步升高。摻燒低揮發(fā)分煤種，對(duì)鍋爐燃燒調(diào)整也帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，既要考慮機(jī)組的安全性又要兼顧經(jīng)濟(jì)性，造成機(jī)組供電煤耗也隨之升高。機(jī)組綜合廠用電率從投產(chǎn)初期的4.62%逐年升高至4.98%，下表為近幾年廠用電率趨勢(shì)圖。這種形勢(shì)下，節(jié)能降耗勢(shì)在必行。

三、采取的方案及措施

（一）加強(qiáng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行管理1.優(yōu)化凝泵運(yùn)行方式。

2018年6月，在保證汽泵前置泵密封水壓力和除氧器正常上水的前提下，降低凝結(jié)水泵出口壓力聯(lián)鎖定值，有效降低了除氧器上水調(diào)門節(jié)流損失，在相同負(fù)荷工況下使凝泵出口壓力降低約0.3MPa，凝結(jié)水泵和變頻器電流均下降了10A左右，凝結(jié)水泵耗電率下降明顯，廠用電率降低約0.03個(gè)百分點(diǎn)。

2.優(yōu)化凝汽器補(bǔ)水方式

公司二期投產(chǎn)以來(lái)，汽輪機(jī)凝汽器補(bǔ)水一直采用凝輸泵供水，凝結(jié)水輸送泵始終處于運(yùn)行狀態(tài)。經(jīng)過優(yōu)化，將凝汽器補(bǔ)水由凝輸泵補(bǔ)水方式改為真空補(bǔ)水方式，保持凝輸泵長(zhǎng)期停運(yùn)備用。經(jīng)計(jì)算每年節(jié)約電量82萬(wàn)kWh，降低廠用電率約0.013個(gè)百分點(diǎn)。

3.優(yōu)化壓縮空氣系統(tǒng)運(yùn)行方式，降低空壓機(jī)耗電率

公司壓縮空氣系統(tǒng)共配置9臺(tái)空壓機(jī)，4臺(tái)儀用空壓機(jī)，5臺(tái)輸灰空壓機(jī)，為串聯(lián)母管系統(tǒng)。在機(jī)組迎峰度夏階段全部投入運(yùn)行才能滿足運(yùn)行需要，長(zhǎng)期無(wú)備用空壓機(jī)。通過優(yōu)化調(diào)整，將鍋爐尾部煙道及空氣預(yù)熱器聲波吹灰周期由3小時(shí)改為12小時(shí);爐膛火焰監(jiān)視TV投運(yùn)一側(cè)，停運(yùn)一側(cè)，減少壓縮空氣用量，在夏季設(shè)備出力最低的情況下，達(dá)到長(zhǎng)期備用兩臺(tái)空壓機(jī)，單機(jī)運(yùn)行最多停運(yùn)5臺(tái)空壓機(jī)，系統(tǒng)運(yùn)行方式安全性和經(jīng)濟(jì)性大幅度提高，空壓機(jī)系統(tǒng)耗電率明顯降低，經(jīng)計(jì)算廠用電率同比降低0.03個(gè)百分點(diǎn)。

4.優(yōu)化電除塵灰斗電加熱運(yùn)行方式

公司每臺(tái)機(jī)組40組電除塵灰斗電加熱器。每個(gè)灰斗一組，每組10個(gè)電加熱器，40個(gè)灰斗共400個(gè)電加熱器。電除塵灰斗電加熱器為連續(xù)投入狀態(tài)，灰斗運(yùn)行溫度60-130℃之間，夏季浪費(fèi)大量廠用電;經(jīng)優(yōu)化，2018年7月份停運(yùn)#3機(jī)組電除塵五個(gè)電場(chǎng)的全部灰斗電加熱器，8月將#4機(jī)組電除塵灰斗電加熱器全部停運(yùn)。停運(yùn)期間在機(jī)組高負(fù)荷、入爐煤灰分較高和連續(xù)陰雨天時(shí)，均未發(fā)生輸灰管道堵灰或板結(jié)，輸灰系統(tǒng)運(yùn)行暢通。停運(yùn)兩臺(tái)機(jī)組電除塵共800個(gè)灰斗電加熱器后，經(jīng)計(jì)算降低廠用電率約0.005個(gè)百分點(diǎn)。

5.優(yōu)化灰硫氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式

公司脫硫系統(tǒng)配置為三臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)，正常運(yùn)行方式為兩用一備，近兩年隨著機(jī)組負(fù)荷率不斷下降，機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間保持低負(fù)荷，兩臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期并列運(yùn)行，對(duì)機(jī)組廠用電率也產(chǎn)生較大壓力;經(jīng)優(yōu)化，負(fù)荷低于500MW盡量保持一臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行;機(jī)組負(fù)荷500MW以上，采用并列運(yùn)行兩臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)。經(jīng)計(jì)算在停運(yùn)一臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)后，降低機(jī)組廠用電率約0.015個(gè)百分點(diǎn)。

6.使用脫硫增效劑，降低廠用電率

公司近兩年大量摻燒摻配高硫煤，摻配比例最高達(dá)40%。同時(shí)，為爭(zhēng)取安徽省調(diào)機(jī)組環(huán)保排放前十名獲得電量獎(jiǎng)勵(lì)，公司在超低排放的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低環(huán)保排放指標(biāo)，要求三項(xiàng)污染物排放指標(biāo)均值控制在10mg/Nm 以下，為達(dá)到該目標(biāo)值，脫硫系統(tǒng)5臺(tái)漿液循環(huán)泵長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)行，造成廠用電率大幅升高。經(jīng)論證后，2019年6月份使用脫硫增效劑后，可停運(yùn)1臺(tái)漿液循環(huán)泵，單月降低機(jī)組脫硫耗電率0.164個(gè)百分點(diǎn)，年度廠用電優(yōu)化后

（二）加強(qiáng)節(jié)能技改

1.真空系統(tǒng)改造

公司汽輪機(jī)真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)三臺(tái)水環(huán)真空泵，均為50%容量，正常運(yùn)行時(shí)兩用一備。在春秋季及低負(fù)荷期間，耗電率明顯偏高，經(jīng)技改，拆除#3機(jī)組A水環(huán)真空泵，新裝2臺(tái)高效節(jié)能真空泵組。項(xiàng)目改造實(shí)施后，節(jié)電效果提高68%，年節(jié)約維護(hù)成本5萬(wàn)元，并有效降低真空系統(tǒng)耗電率，年節(jié)約總成本28.5萬(wàn)元。

2.除塵設(shè)備智能節(jié)能技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，降低除塵耗電率。

公司采用龍凈環(huán)保的靜電除塵設(shè)備，2019年1月投用除塵設(shè)備智能節(jié)能系統(tǒng)。節(jié)能系統(tǒng)在保證除塵效率的情況下，根據(jù)系統(tǒng)工況的變化情況，實(shí)現(xiàn)高壓整流設(shè)備、電加熱系統(tǒng)、振打系統(tǒng)等設(shè)備的智能控制。除塵系統(tǒng)改造前每小時(shí)耗電量平均約為1168.3度，每年廠用電量約為841.18萬(wàn)度;節(jié)能系統(tǒng)投運(yùn)后每小時(shí)耗電量平均約為433.33度，一年廠用電量約為312萬(wàn)度。一年節(jié)省電量約為529萬(wàn)度，按目前發(fā)電成本0.23元/度計(jì)算，#4爐電除塵設(shè)備運(yùn)行一年可節(jié)省電費(fèi)約121.71萬(wàn)元;同時(shí)，#4機(jī)組除塵耗電率完成0.16%，同比降低0.13%，廠用電率累計(jì)同比降低0.05%。

（三）強(qiáng)化運(yùn)行指標(biāo)管控

公司鍋爐為四角切圓燃燒方式，自投產(chǎn)以來(lái)一直存在鍋爐偏燒問題，兩側(cè)屏過出口溫度偏差接近40℃，導(dǎo)致一側(cè)再熱汽溫嚴(yán)重偏低，達(dá)不到設(shè)計(jì)值，而另一側(cè)再熱器減溫水量偏大，機(jī)組能耗偏高。經(jīng)過完善小指標(biāo)管理體系，將再熱器減溫水列入小指標(biāo)對(duì)標(biāo)管理，充分調(diào)動(dòng)運(yùn)行人員積極性;同時(shí)，組織鍋爐與熱工技術(shù)人員分析、試驗(yàn)，摸索燃燒調(diào)整方法;最終，#4爐火焰偏斜問題得到基本解決，后屏出口蒸汽溫度左右側(cè)偏差降至28℃以下。2019年，再熱器減溫水用量下降至約3.52t/h，同比降低4.28t/h;再熱汽溫度累計(jì)完成598.26℃，同比升高1.7℃;主蒸汽溫度累計(jì)完成602.24℃，同比升高0.91℃，機(jī)組能耗明顯降低。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過加強(qiáng)節(jié)能管理及各項(xiàng)節(jié)能降耗措施的實(shí)施，全年節(jié)約電量約1200萬(wàn)千萬(wàn)時(shí)，降低廠用電率0.2個(gè)百分點(diǎn);通過強(qiáng)化指標(biāo)管控，完善小指標(biāo)對(duì)標(biāo)管理，再熱器減溫水及再熱汽溫等耗差有效降低，合計(jì)降低供電煤耗約1.28克/千瓦時(shí)，合計(jì)增加效益約800萬(wàn)元。煤電節(jié)能沒有終點(diǎn)，降耗增效永無(wú)止境。公司積極探索“內(nèi)部挖潛、外部增效”模式，不斷提高資源利用效率，增強(qiáng)企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益，推動(dòng)綠色發(fā)展。