600MW火電機(jī)組節(jié)能降耗分析與優(yōu)化措施

　　摘要：600MW級(jí)火電機(jī)組已成為我國(guó)主力發(fā)電機(jī)組。開展600MW機(jī)組節(jié)能降耗對(duì)策研究，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平和綜合競(jìng)爭(zhēng)力是發(fā)電集團(tuán)面臨的重要課題。以河南華潤(rùn)首陽山有限公司600MW2號(hào)機(jī)組為案例，對(duì)鍋爐燃燒及制粉系統(tǒng)、汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)等進(jìn)行全面分析，實(shí)施了燃燒優(yōu)化、汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化、順序閥控制優(yōu)化、通流部分間隙調(diào)整和軸封改造等綜合優(yōu)化措施，取得了良好的節(jié)能降耗效果。

　　關(guān)鍵詞：600MW火電機(jī)組；節(jié)能降耗；優(yōu)化措施；發(fā)電煤耗

　　1、概述

　　面對(duì)可持續(xù)發(fā)展和氣候變化兩大全球核心問題，加上經(jīng)濟(jì)危機(jī)的沖擊，世界能源戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)型已勢(shì)在必行。能否通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化和技術(shù)進(jìn)步滿足能源與環(huán)境的雙重約束，將成為包括電力行業(yè)在內(nèi)的能源工業(yè)轉(zhuǎn)型期的主要課題。600MW級(jí)火電機(jī)組已成為我國(guó)主力發(fā)電機(jī)組。研究并實(shí)施600MW機(jī)組的節(jié)能降耗措施，將對(duì)提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平和綜合競(jìng)爭(zhēng)力起到很好的作用。

　　2、600MW火電機(jī)組節(jié)能分析

　　在凝汽式機(jī)組中，供電煤耗可較全面地反映機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。因此選擇供電煤耗作為機(jī)組經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。影響供電煤耗的主要因素有設(shè)計(jì)水平、負(fù)荷、煤質(zhì)、設(shè)備健康狀況及操作人員的運(yùn)行水平等。鍋爐效率、汽輪機(jī)熱耗、廠用電率直接影響機(jī)組供電煤耗指標(biāo)。

　　本文采用耗差分析方法，在鍋爐燃燒及制粉系統(tǒng)、汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)3個(gè)層面進(jìn)行系統(tǒng)分析和節(jié)能潛力診斷．確定各因素對(duì)機(jī)組供電煤耗的影響。爐側(cè)參數(shù)主要采用公式法進(jìn)行分析，主蒸汽和排汽參數(shù)主要根據(jù)汽輪機(jī)廠家提供的熱耗修正曲線進(jìn)行分析，對(duì)于影響熱力系統(tǒng)的各種因素根據(jù)等效熱降法進(jìn)行計(jì)算，缸效率的影響主要采用小偏差分析法。

　　3、600MW機(jī)組節(jié)能降耗優(yōu)化措施與實(shí)施

　　本文以河南華潤(rùn)首陽山有限公司600MW超臨界2號(hào)機(jī)組為典型案例，重點(diǎn)開展了燃燒優(yōu)化、汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化、順序閥控制優(yōu)化、通流部分間隙調(diào)整和汽封改造等綜合優(yōu)化措施的研究與實(shí)施。

　　3.1案例機(jī)組概況

　　2號(hào)機(jī)組鍋爐為本公司采用哈爾濱鍋爐廠的超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的本生直流鍋爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、Π型鍋爐。鍋爐型號(hào)為：HG-1987/25.4-YM1型，鍋爐設(shè)計(jì)效率為93.71％。汽輪機(jī)為一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓純凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為N600—24．2／538／566．設(shè)計(jì)熱耗為7747kJ／(kW˙h)。

　　3.2鍋爐燃燒及制粉系統(tǒng)優(yōu)化

　　影響鍋爐效率的因素有排煙溫度、飛灰可燃物、爐膛出口煙氣含氧量、空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率、爐底灰渣可燃物、鍋爐保溫等。鍋爐燃燒調(diào)整應(yīng)考慮鍋爐飛灰和爐渣含碳量等因素進(jìn)行綜合優(yōu)化。2號(hào)機(jī)組煤質(zhì)較穩(wěn)定運(yùn)行效率較高，可通過調(diào)整鍋爐最佳氧量進(jìn)一步提高鍋爐效率。分別在600MW、480MW、360MW負(fù)荷下進(jìn)行試驗(yàn)，保持其他參數(shù)不變。調(diào)整送風(fēng)機(jī)擋板開度，改變一、二次風(fēng)量和不同負(fù)荷下的鍋爐氧量．確定氧量變化對(duì)鍋爐燃燒效率、蒸汽溫度及其他運(yùn)行參數(shù)的影響，得到鍋爐最佳氧量曲線。試驗(yàn)結(jié)果表明．通過鍋爐氧量調(diào)整優(yōu)化．可降低發(fā)電煤耗約1．5g，(kW˙h)。本廠再熱蒸汽溫度偏低約3～5℃，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較差。通過不斷地摸索和試驗(yàn)研究，實(shí)施了多方面的優(yōu)化措施，較好地完成了優(yōu)化調(diào)整工作．提高了鍋爐效率，降低了煤耗。(1)鍋爐左右側(cè)主汽溫度偏差調(diào)整。調(diào)整試驗(yàn)前，右側(cè)主汽溫度高于左側(cè)，需投入較多減溫水。試驗(yàn)調(diào)整表明：在鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行中，工況穩(wěn)定后，任三臺(tái)制粉系統(tǒng)運(yùn)行（共四套），運(yùn)行制粉系統(tǒng)二次風(fēng)擋板全開，氧量在最佳曲線內(nèi)，燃盡風(fēng)開度為15%時(shí)，左右側(cè)主汽溫度偏差較小。(2)再熱蒸汽溫度調(diào)整。400MW負(fù)荷下，再熱器煙氣擋板以70％、80％、90％、100％開度時(shí)，當(dāng)煤種、工況不變時(shí)，改變?nèi)急M風(fēng)的大小，對(duì)再熱汽溫影響較大。經(jīng)分析得到，燃盡風(fēng)在20%-30%，煙氣擋板在80%-100%區(qū)間內(nèi)控制再熱汽溫相對(duì)穩(wěn)定，且汽溫壁溫好控制。建議燃盡風(fēng)開度在30％以下運(yùn)行，盡量利用二次風(fēng)量的匹配來調(diào)整爐內(nèi)燃燒，增加再熱汽溫。

　　3.3鍋爐系統(tǒng)的改造優(yōu)化

　　1、低溫省煤器改造：鍋爐排煙熱損失是鍋爐各項(xiàng)熱損失中最大的一項(xiàng)，影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度，一般排煙溫度每升高12-15℃，排煙熱損失將提高1%，通過在空預(yù)器出口豎直煙道增加低溫省煤器，平均排煙溫度由改造前的160℃可降到到105℃左右，降低達(dá)50多度，節(jié)能效果非常明顯。運(yùn)行中控制低溫省煤器進(jìn)水溫度70℃以上，低溫省煤器出口煙溫100℃以上，防止受熱面發(fā)生低溫腐蝕。

　　2、空預(yù)器漏風(fēng)改造：我廠的每臺(tái)三分倉式空預(yù)器分別配置了一臺(tái)空預(yù)器漏風(fēng)回收風(fēng)機(jī)，分別將空預(yù)器一次風(fēng)側(cè)，二次風(fēng)側(cè)的冷熱端徑向、軸向漏風(fēng)回收，經(jīng)過回收風(fēng)機(jī)將其送至二次風(fēng)箱，從而保證了空預(yù)器的漏風(fēng)率≤3.5%的性能指標(biāo)。