600MW火电机组节能降耗分析与优化措施

摘 要： 我国火电发电机组的主力是600MW级火电机组，发电集团面临的重要课题是开展针对600MW机组节能降耗这一问题的对策研究，从而提升机组运行的经济效益与综合竞争力。以1台600MW超临界机组和1台600MW亚临界机组为典型案例，全面分析了汽轮机及热力系统、锅炉燃烧及制粉系统、辅机系统，使顺序阀控制优化、燃烧优化、汽轮机滑压优化、轴封改造及通流部分间隙的调整等综合优化措施得到了落实。取得了很好的节能、降耗效果，亚临界机组和超临界机组供电煤耗分别下降9g/（kW・h）和27g/（kW・h）。

关键词：600MW火电机组 供电煤耗 节能降耗 优化措施

中图分类号：TK01+8 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）12-0295-01

引言

在面对着两大全球核心问题可持续发展及气候变化的同时，还有经济危机的冲击，势在必行的是世界能源战略的转型。是否能够通过优化结构及技术上的进步来满足能源和环境的双重约束是处在转型期的能源工业的主要课题。在一部分政策的作用下，我国火电装机的结构性发生了变化，到2007年年底，我国600MW级机组一共是232台，占火电总装机容量的20.53%，我国主力发电机组就是600MW级火电机组。研究和实施600MW机组的节能、降耗的措施，对提高机组的经济运行水平及综合竞争力起了很好的推动作用。

一、600MW火电机组供电煤耗和节能存在的潜力

1.供电煤耗的分析

目前，我国的火力发电节能降耗的工作有了很大的进展，我国的供电煤耗的平均值由2006年的366g/（kW・h）下降到2008年的349g/（kW・h），年均下降了7～10g/（kW・h）。但从实际情况来看，近几年来，我国火电装机的结构性调整是使供电煤耗下降的主要因素，而非降低单火电机组的煤耗。2006至2008年期间各主要容量等级机组供电煤耗并没有明显改善，其中2008年600MW亚临界机组的供电煤耗比2006年增加2g/（kW・h）。从2006年华电集团下的大型火电机组节能查评统计数据分析可知：查评装机总量为41013MW，平均节约煤耗为8.56g/（kW・h），其中600MW和以上火电机组已在火电装机容量所占比重已达33%，600MW机组平均节约煤耗的潜力是7.72g/（kW・h）， 从这个集团的统计数据中可以看出，节能降耗额定工作是非常有潜力的。

2.节能潜力的分析方法

从凝汽式机组来看，机组的经济性从供电煤耗中可以比较全面的反映出来， 所以选择供电煤耗作为机组经济性评价的标准。设计的水平高低、负荷、煤的质量、设备的健康和操作人员的操作水平等是影响供电煤耗的主要因素。直接影响机组供电煤耗指标的是汽轮机热耗、厂用电率、锅炉效率。本篇文章运用耗差分析的方法，对汽轮机及热力系统、锅炉燃烧及制粉系统、辅机系统这3个层面上来进行系统地分析及节能的诊断，以确定各种因素对机组供耗的影响。炉侧参数主要是用公式法来分析，主蒸汽及排汽参数是依据汽轮机厂家提供的热耗修正的曲线来进行分析，而对于影响热力系统的所有因素则根据等效热降法进行计算，效率的影响则采用小偏电煤差分析的方法。

二、600MW机组节能降耗优化的措施及实施

本篇文章主要是以华电集团包头发电有限公司研发的600MW亚临界2号机组、贵港发电有限公司研发600MW超临界1号机组作为案例，重点展开了汽封改造、流部分间隙调整、汽轮机滑压优化、通燃烧优化及顺序阀控制优化等优化措施的研究和实施。

1.案例机组的概况

华电集团包头发电有限公司2号机组的锅炉是600MW亚临界强制循环、紧身封闭、单炉膛、悬吊式、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、固态排渣，型号是SG-2023/17.5-M913，设计煤种是神华无烟煤，锅炉设计的效率是92.72%。汽轮机是三缸四排汽、亚临界、冷凝式汽轮机、一次中间再热、单轴，型号为N600-16.67/538/537，它的热耗是7746kJ/（kW・h）。机组设计供电的煤耗是320 g/（kW・h），2006年机组实际的供电的煤耗是337g/（kW・h）。

贵港发电有限公司1号机组的锅炉是600MW超临界采用四角切圆燃烧方式、固态的排渣、一次中间再热、平衡通风、变压运行螺旋管圈直流炉、全钢悬吊结构Π型露天布置，锅炉设计效率是92%。汽轮机是亚临界、冷单轴、一次中间再热、凝式汽`轮机、四缸四排汽，型号是N600-24.2/566/565，设计热耗是7 745kJ/（kW・h）。机组设计的供电煤耗是286g/（kW・h），2006年机组的实际供电煤耗是356g/（kW・h）。

2.锅炉燃烧和制粉系统的全面优化

排烟温度、空气预热器漏风率、飞灰可燃物、炉膛出口烟气含氧量、炉底灰渣可燃物、锅炉保温等影响锅炉效率的因素。锅炉燃烧的调整要考虑锅炉的灰尘及炉渣的含碳量等因素来进行全面的优化。

包头发电有限公司2号机组煤质是比较稳定的，运行的效率也比较高，可以从进行调整锅炉的最佳氧量来进一步提高锅炉的效率。分别在600MW、480MW、360MW的负荷下来进行试验，保持其它的参数不发生变化，调整送风机挡板的开度，改变一、二次的风量及不同负荷状况下的锅炉氧量，确定氧量的变化对锅炉的蒸汽温度、燃烧效率和其它的运行参数的影响，能够得出锅炉的最佳氧量曲线。实验的结果表明，通过锅炉的氧量调整优化，能够降低供电煤耗大概1.5g/（kW・h）。

贵港发电有限公司这个煤种特性严重的偏离设计值，燃烧的劣化，再热蒸汽的温度偏低大概20～30℃，运行的经济性、安全性很差。在燃烧优化调整之前，常常因为锅炉的积灰比较严重而导致发生积灰灭火。该机组燃烧调整是性能优化的重中之重，技术难度相对比较大。通过在不断的探索及试验研究，实施了很多方面的优化措施，能够很好的完成优化调整工作，大大的提高了锅炉的效率，降低了煤耗。首先是锅炉的左右两侧烟气的温度偏差的调整。在调整试验前，右侧的主汽温度比左侧的高，需在右侧加入较多减温水。试验调整表明：锅炉分离燃尽风水平摆角为5°，左右偏差比较小，在实际运行当中可以弱反切SOFA或增加偏置风减以调整烟气的左右偏差。其次是再热蒸汽温度的调整。在450MW负荷下，燃烧器摆角以70%、80%、90%、100%摆动的时候对过热汽温与再热汽温的影响。当工况、煤种不发生变化的时候，调整燃烧器摆角，并对飞灰来取样进行分析。经过分析可以得出，飞灰可燃物随燃烧器摆角的增大而不断的增加，当燃烧器摆角从80%逐渐增加到90%的时候，飞灰可燃物就可以达到10.06%。所以最好把燃烧器摆角控制在80%以下运行，充分采用二次风量的匹配方法调整炉内的燃烧，以增强再热汽温。

3.汽轮机及热力系统的优化

系统外漏、主蒸汽、排汽参数、系统外漏、回热、再热蒸汽、汽封的间隙及内漏等是影响汽轮机热耗的重要因素。在2台案例机组上实施的具体措施包括：（1）主汽压力的优化试验，确定不同的负荷时它的最好的情况下的主汽压力;（2）使汽轮机的汽封安装的间隙维持在设计值，或者是用蜂窝汽封来实施汽封改造;（3）用汽轮机的顺序阀方式代替单阀运行的方式，因此降低节流的损失，使汽轮机的效率得到提高;（4）缩小汽轮机内蒸汽的泄漏，能够提升汽轮机运行的经济性，这种改造与通流部分的改造相比，成本非常低。

4.辅机的系统优化

节能优化在2台案例机组辅机系统方面实施的措施包括：（1）循环水泵的优化：以循环水泵的启停来实现冷端系统运行的优化，当启动循环水泵的耗功量小于汽轮机的做功增加量时，就会使动循环水泵启动;反之则停止循环水泵。（2）给水泵小汽轮机的轴封间隙进行调整，整理系统的泄露，降低高品位工质损失降低能耗，提高机组的运行效率。（3）改造高能耗辅机的变频：通过控制变频，降低设备的能耗，使厂用电率也降低。

三、结语

本篇文章全面地研究了600MW级火电机组的降耗、节能的对策，通过对选择的典型机组实施锅炉燃烧、汽轮机及热力系统、制粉系统、辅机系统的全面优化措施，收到了不错的节能、降耗的效果。其中包头发电有限公司2号机组的供电煤耗下降了很多，节能、降耗的对策实施了以后，贵港发电有限公司1号机组燃烧很稳定，供电煤耗也在不断的下降，节能效果是非常显著的。

参考文献

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