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【关键词】热工自动控制;火电机组;节能降耗
中图分类号:TE08 文献标识码:A
一、前言
近年来我国经济的快速发展,取得了很大的成就,同时也带来了严重的资源匮乏和污染,因此,在新的条件下,如何让经济更进一步的发展,节能降耗起着至关重要的作用,我们必须通过对热工自动控制系统对火电机组节能耗材的应用,提高火电机组的节能耗材。
二、现在我国火力发电机组经济运行中存在的问题及节能降耗措施
1、现在我国火力发电机组经济运行中存在的问题
(1)锅炉效率
(2)汽轮机效率
(3)热力系统
(4)厂用电率
(5)节能技术软件管理
2、节能降耗的技术措施
(1)锅炉设备改造提高锅炉效率
提高火力发电机组的锅炉炉效,同时加强管道的保温,提高管道传热效率。 降低热耗提高循环效率,积极、及时地对主辅机进行改造,确保系统无负压泄漏,进行锅炉受热面、燃烧器等主辅设备的技术改造并要及时调整燃烧和辅机运行,减少锅炉各项损失,特别是排烟损失和机械不完全燃烧损失。
(2)汽机侧改造提高汽机效率
1)提高汽轮机通流效率
新投产机组,大多数汽轮机考核试验热耗高于设计热耗,此类机组提高汽轮机效率的途径,一般是保证合理的通流间隙和杜绝汽轮机本体疏水阀门泄漏。
2)汽轮机冷端系统优化减少热力损耗
针对汽轮机冷端系统进行适当的检修或技术改造,实施冷端系统参数优化调整,其产出投入率会非常高,总收益相当可观。
(3)热力系统监视及优化
进行相关热力试验以及采用一系列热力系统监视系统使机组在最经济工况运行提高机组节能的潜力。
(4)降低厂用电率
交流电动机变频调速是在现代微电子技术基础上发展起来的新技术, 它的特点是调速平滑,调速范围宽,效率高,特性好,结构简单,机械特性硬,保护功能齐全,在生产过程中能获得最佳速度参数,是理想的调速方式。
(5)技术软件管理节能降耗改造
针对目前我国火电机组的设计制造、辅机选型、安装、调试以及软件系统运行时出现的一些问题,提出加强软件控制管理的一些的意见。
三、自动控制对机组煤耗的影响分析
1、自动控制对锅炉运行的煤耗影响分析
(1)送风量的控制对降耗的作用
送风量过大或过小,都会使机组的供电煤耗升高。因此,自动控制系统要优化负荷与氧质量分数对应的设定值曲线。运行中判断风量大小并调量,风量最佳值的依据除了负荷、煤量外,还要参照氧质量分数的大小。在实际工作中,应定期通过试验来校正确定负荷和氧质量分数的曲线,并对曲线作优化。
(2)对冷一次风量进行自动控制
为了使磨煤机出口保持一定的温度,我国大多数火电厂的锅炉机组在运行时,其制粉系统都需要掺入部分冷风,这会减少通过预热器的风量,致使排烟温度升高。要对冷一次风量进行合理控制,要求自动控制系统制定出与给煤量匹配合理的总风量曲线,并依此对总风量进行自动调整。
(3)对磨煤机出口温度进行自动控制
因为安全运行的需要,磨煤机出口的乏气温度通常都要有所限制,如烟煤储仓式时不超过70℃、烟煤直吹式时不超过80℃等。在进行锅炉设计时,考虑到锅炉的燃烧需要,所选定的热风温度通常都较高,而这可能会使磨煤机的出口温度较高,掺冷一次风的比例较大,引起排烟温度升高。因此,有必要利用自动控制系统把磨煤机出口温度控制在合理的范围内。
(4)对一次风率降耗进行自动控制
磨煤机实际运行的风粉配比曲线与设计曲线之间存在一定的差异,这会造成送风量的降低,从而导致排烟温度升高。为了将磨煤机的出口温度控制在一定的范围内,制粉系统一次风量的设定需要综合考虑磨煤机的实际负荷与设计标准。
2、自动控制对汽轮机运行的煤耗影响分析
(1)DEH系统的阀门控制方式降低机组煤耗
目前,汽轮机顺序阀方式主要包括以下三种:①CV3、CV4-CV1-CV2;ºCV1、CV2、CV3-CV4;②CV1、CV2、CV3、CV4。其中,第一种方式的节能效果最好,第三种方式最差,但即使采取第一种方式,其阀门流量特性对负荷要求的响应效果也没达到最优。为了降低供电煤耗,可优化顺序阀阀门开启顺序和阀门流量曲线,具体办法如下:对机组调门进行配汽方式改变后,进行阀门流量特性优化试验。
(2)主汽压力自动对机组煤耗影响分析
实际工作中,负荷较低、煤质较差时,机组的主汽压力波动较大。这不利于自动滑压运行的投入,也对机组的带负荷能力有一定影响。而机组采用滑压运行方式虽然在一定程度上利于节能,但主汽压力的滑压设定值却较理论值偏小。
(3)汽温自动对机组煤耗影响分析
主汽温度过高或过低,均会影响机组运行的经济性和安全性。机组在负荷较低、煤质较差时主汽温度的波动较大,不利于机组安全、经济运行,影响机组节能降耗。
四、热工自动控制系统在火电厂节能降耗中的作用
1、自动控制系统在锅炉运行的降耗分析
(1)锅炉能耗指标分析(与热控专业相关部分)首先,排烟热损失是影响锅炉效率的各项热损失中最大的一项。其中排烟温度、排烟氧量是决定其损失大小的重要指标。其次,影响锅炉效率是化学不完全燃烧热损失,它是由于烟气中的可燃气体CO等未完全燃烧造成的热损失。影响化学不完全燃烧热损失的主要因素是燃料性质、氧量,所以锅炉运行中要保持合理的氧量和一、二次风速。再次,影响锅炉效率还有机械不完全燃烧热损失,飞灰可燃物是体现锅炉机械不完全燃烧热损失的重要指标。
(2)热控自动系统在锅炉降耗中的作用氧量、风量、一次风速是锅炉燃烧调整不可缺少的重要指标,对锅炉的排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失等都有不同程度的影响,是日常运行应重点监控和分析的指标。
2、热控自动系统在汽轮机运行的降耗分析
(1)对汽机能耗指标的影响分析
目前,我国大型火电机组的汽轮机DEH控制系统,通常设计有单阀、顺序阀控制方式,机组采用单阀运行,汽轮机调节性能比较好,但是调节级节流非常严重。采用顺序阀调节可以降低节流,提高汽轮机的效率,有研究表明,采用调试良好的顺序阀控制方式比单阀控制方式可以节约5-8g/(kW·h)。为降低能耗,机组进入正常运行以后都应采用顺序阀控制方式。
(2)热控自动系统在机侧降耗中的作用
1)DEH系统的阀门控制方式降低机组煤耗
为使阀门流量特性更好响应负荷要求,降低供电煤耗,可优化顺序阀阀门开启顺序和阀门流量曲线,具体办法如下:
a.在机组现有控制的基础上改进,进行汽轮机顺序阀调节方式的阀门流量特性试验,测算出汽轮机的实际阀门流量特性,对DEH系统组态设计的阀门流量特性函数进行合理修改,减少节流损失,提高负荷控制精度。
b.对机组调门进行配汽方式改变后,进行阀门流量特性优化试验,采用先开2个调门,再依次开启剩下的2个调门。但该配汽方式需要汽轮机厂家的认可,且应充分考虑机组运行的安全性。
2)主汽压力自动对机组煤耗影响分析
通常机组在负荷较低、煤质较差时,主汽压力波动较大,影响机组带负荷能力,也影响机组自动滑压运行的投入。机组采用滑压运行方式时,主汽压力的滑压设定值较理论值偏小。
3)控制主汽温度自动降低机组煤耗
主汽温度过高或过低,均会影响机组运行的经济性和安全性。机组在负荷较低、煤质较差时主汽温度的波动较大,不利于机组安全、经济运行,影响机组节能降耗。根据机组锅炉的燃烧特性设计汽温自动控制策略优化控制参数,提高汽温自动调节品质。
4)控制再热汽温自动降低机组煤耗
再热汽温的调整特性不是很好,主要是燃烧器摆角无法投自动、烟气挡板调节性能比较差。当负荷比较高时,需要用再热器事故减温水参与调整才能保证再热汽温度不超标。
5)控制回热系统加热器组端差降低煤耗
加热器组端差指的是热力系统中的“三高四低一除氧”八个加热器的端差。影响加热器组端差的主要是加热器水位,水位如果增高,将导致疏水温度降低,加热器端差降低;反之,加热器汽侧水位过低,将导致疏水温度升高,加热器端差增大。
(3)提高与节能指标计算相关的热控主要参数准确性
数据是工作的基础,数据的准确性和可比对性对于能耗计算很重要。电厂应做好机炉效率计算、节能指标计算用热控主要参数的校验、维护工作,保证机组负荷率、主汽压力、主汽温度、各汽水流量、真空、氧量、排烟温度等能耗计算用主要参数的测量准确,为节能减排分析提供可靠数据。
五、结束语
当今是一个资源逐渐匮乏的年代,节约资源是时代的主题,我们必须在日常生活的各个方面来节能减排。对于火电机组节能降耗有着重要的意义,不仅能够更进一步的推动火电厂的发展,而且能够节约资源减少浪费。因此,研究热工自动控制系统在火电机组的节能耗材是至关重要的。
参考文献
[1]焦庆丰.我国火电厂能耗现状及节能分析[ J].湖南电力,2008,28(01): 20-23.
[2]李麟章.火电厂热工自动化设计中节能减排分析[J].江苏电机工程,2010, 29(01): 65-69.
关键词:规模以上工业;能源消费特点;问题;建议
2016年是“十三五”的开局之年,一季度固始县总体经济发展起底回升,能源消费量稳中有降,单位工业增加值能耗持续走低,工业节能降耗取得一定进展。
一、规模以上工业能源消费主要特点
(一)经济增长与能源消耗关联度较高。今年一季度,全县规模以上工业增加值增速为10%,位居全省和省直管县的第二位,与之对应的规模以上工业综合能源消费量同比增长4.9%,位居直管h的第四位,工业经济发展是以能源消费为支撑而获得的。一季度,规模以上工业综合能源消费量3.19万吨标准煤,位居省直管县的第八位,而万元工业增加值能耗下降4.61%,位居省直管县的第七位。
(二)高载能行业拉动规上工业能耗往上走。固始全县有四大高载能行业共38家,一季度累计综合能源消费量24831吨标准煤,同比增幅9.53%,占全部规上工业能源消费总量的77.82%。高载能行业拉动全县规上工业能源消费7.12个百分点,对全县规上工业能源消耗的贡献度达到 144.21%。高载能行业内部能源消费各有千秋。化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、有色金属冶炼及压延业和电力、热力的生产和供应业同比增速分别为43.22%、21.95%、21.66%、-13.91%,前三大高载能行业能源消费都实现了两位数的同比增长,而电力、热力的生产和供应业能耗同比增速下降较多,主要由固始县杨山明源实业有限责任公司停产所导致。一季度,因杨山明源电厂停产带动四大高载能行业能源消费下降6.32个百分点,同时下拉全县规模以上工业能源消费4.71个百分点。
(三)一季度工业用电量增速位居全省前列。一季度全县工业用电量累计1.29亿千瓦时,同比增长36.91%,用电量增幅位居全省和直管县第三位,与规上工业增加值增速在全省和直管县中的位次较为匹配。
二、产业能耗存在的问题及建议
(一)存在的问题
1、工业节能空间有限,拉动力不强。一季度,固始县191家规上工业的能源消费为3.19万吨标准煤,位于省直管县第八位,占全县工业能源消费的27.65%,而全县工业能耗总量占全县能耗总量33.31%,工业能耗总量占比少,仅有三分之一。另外,固始唯一一家生物质发电厂杨山明源实业有限责任公司,能源消耗是固始第一大户,2015年能源消耗占固始全县规上工业能源消耗的1/7,该公司于今年3月份停产,这样进一步压缩了节能空间。从以上数据分析可以看出,规模以上工业占全县工业比重不到三分之一,弱化了二产中工业能源消费对全县能源消耗的影响力,通过工业节能降耗来拉动全县节能减排的拉动力不够强。
2、企业转型升级难度大,节能困难重重。固始县工业企业仍以农副产品初级加工企业和传统建材企业居多,精深加工和节能环保新型建材企业少,高新技术企业更是凤毛菱角;小型企业随处可见,有资质的规模大中型企业占比小;传统型企业多,新市场企业少,上市企业没有。这种老、弱、小并存的企业格局,自身缺资金,或者缺技术,或者缺市场,或者缺信息,或者几种兼缺,很难依靠自身实力转型升级,加之企业产值小、附加值低,节能改造心有余力不足。长此以往,不仅影响到固始县经济的发展质量和速度,也加大了固始县节能降耗的工作难度。
(二)节能降耗建议
1、抓住机遇鼓励转型,优化用能结构。经济结构决定了能源消费结构,实现节能减耗,就要继续加快转变经济增长方式,加大调控力度,提高高新技术产业所占份额,进一步优化产业结构降低高耗能产业比重,大力发展技术含量高、产品附加值高的新兴产业,逐步降低全县经济发展对能源的依赖程度。
在经济发展新常态下,针对固始工业企业数多、量小、力弱的特点,建议县政府及相关职能部门出台灵活的产业政策,鼓励企业节能、创新创优、转型。加大对固始传统有竞争优势的粮食加工业、柳编业、茶叶加工业等的奖扶力度,提供更加方便快捷地电子商务、推介会等营销渠道,建立健全延伸产业链条的行会、商会制度,扭转我县工业企业竞争力不强、信息不畅、销售渠道不广、节能机制不健全的局面,为我县节能减排任务的完成创造良好的社会氛围。
2、严把能源消耗源头关。我国正处于工业化中期,工业的发展仍然依靠煤、油、气、电等传统能源品种的消耗,易于形成“三高一低”的产业格局。固始是省级生态文明建设示范县,对“三高企业”应严格控制。结合国家对高能耗行业结构调整的指导意见,严格高能耗项目准入标准,从严控制高耗能、高污染项目。对固定资产投资项目审批核准前严格实行节能评估和审查工作,要严把新上项目准入关,对不符合我县产业政策和高载能、高污染的项目不予审批、核准和备案。为完成“十三五”节能减排“双控关”,节能工作应从源头抓起。
3、加强重点耗能企业的监控。加强对重点耗能企业的节能降耗管理,是提高能源综合利用效率、降低全县能耗水平的关键。要加大对重点企业节能减排工作的检查和指导,各重点耗能企业也应根据企业实际情况,制订好节能降耗长远规划,建立节能工作责任制,通过降低企业单耗水平来降低生产成本,提高企业经济效益。
4、努力发展新能源和清洁能源,减少传统能源使用量。为保证经济快速健康发展,减少环境污染,我县应大力提倡企业改煤为气,还要努力发展各种新能源和清洁能源,如太阳能、风能等,逐步用它们来代替传统能源,减少原煤的消耗量,促进经济发展和环境保护和谐共赢,促进人与自然和谐共处。
5、继续做好宣传,促进企业自发节能意识。意识上的落后造成行动上的落后,要继续加强对企业的教育引导,使企业充分认识到节能降耗不仅有利于社会的可持续发展,对于增强企业竞争力,提高企业经济效益,促进企业自身有着更直接的意义,要强化企业的资源优惠意识、节约意识和环境意识,要完善节能奖惩办法,激发企业节能技改的积极性和自觉性,使节能成为自发的行为。
三、上半年节能形势预测
2016年一季度,固始县规模以上工业综合能源消费同比增幅不降反升,万元工业增加值能耗降低率在省直管县中排名靠后,说明要完成全年节能目标,面临的困难依然较多。一季度规模以上工业开局良好,但能否在今年后三个季度持续保持这个势头,仍待观察。一季度高载能行业能耗增速拉动全县规上工业能源消费往上走,随着工业经济朝着向好的方向发展,重点耗能企业能耗增长迅速攀升,而这些高载能企业对全县工业增加值的贡献又远低于对全县节能的影响,因此要扭转工业能耗上升的势头值得各级各部门高度关注,采取有力措施,积极引导,为完成全年乃至“十三五”节能减排目标任务打下坚实的基础。
参考文献:
[1]陈波.节能减排应处理好几个关系 中国统计2008-2
关键词:火电厂;热工自动化;节能减排
1前言
煤炭作为一种不可再生的资源,并不是无限的,用完也不可再利用,而我国的发电会耗费大量的煤炭资源,长此以往会造成煤炭资源的短缺,影响我们的可持续发展。所以在不能改变煤炭发电的现状下,节能减排就成为我们首要解决的问题。本文就是针对火电厂发电的具体情况研究节能减排的新技术进行研究与分析。
2热工自动化系统发展现状
我国火电厂的热工自动化技术自始以来一共经历了四个发展阶段,包括:就地控制、集中控制、计算机的控制、分散型的控制。今天我们主要讲的是分散型管理,分散系统的组成有:交换设备、操作技巧等重要结构组成。它具有控制分散、管理集中的显著特点,随着我国高新技术的不断发展,分散型的系统可以对较为复杂的电力生产进行直接的控制,能够满足不同技术水平的工作人员的各种需求,方便企业工作人员自行操控。随着自动化技术的不断进步,主控与副控一体化的格局已经越来越受到人们关注。这样可以加强企业的信息化发展,而且可以节省火电厂的经济成本,还能有效的控制能源的浪费和造成的空气污染。将来热工自动化系统的节能减排一定会越来越受到国家的重视,也是将是发电厂的发展趋势。
3节能减排的相关措施
3.1强化电力设备的安全指标
火电厂一定要加强机组和设备的正常运行,这样才能保证节能减排工作的顺利进行。若因为设备的问题造成停电停火,可能对设备、电网造成损害,重新启动点火也会浪费很多能源,所以火电厂一定要注意企业机械设备的质量与故障出现频率的问题,这样可以减少设备原因造成的损失,保证火电厂的正常运营。同时电厂的工作人员还要加强对机械设备的维护与保养,制定维护手册和故障监测仪器。在对电厂的热工自动化系统进行设计的时候,一定要加强机械设备的监测,增加检查的位置,不能仅依靠老旧的维修管理模式。根据火电厂的日常运行状态,随时监测其数据的具体情况,根据数据的监测结果对设备是否正常做出判断,发现问题尽快解决,防止问题的扩大化,减少火电厂的损失,提高整体的工作效率。
3.2优化系统经济运行
在对火电厂热工自动化系统进行软件设计的同时,相关的技术人员一定要对软件的实用性能进行评价、审查以及试运行。对软件进行评价之后可以选择多种操作办法对软件进行运算,这样可以从不同的方面对软件进行检测。设计同时还要对火电厂机组的经济指标不断完善,通过对指标的分析查看机械设备的运行性能。工作人员还要对接口设备进行全面的检查,有效地控制自动发电装置,通过数据反映出来,再对数据进行整理分析,这样可以更加全面的了解软件的运行情况,提高整体的工作效率。
3.3提升节能减排技术的整体效能
火电厂节能减排是一项复杂的系统工程,设计人员要广泛吸收借鉴其他行业的新技术,实施清洁生产的全新发展战略。本着“节能、降耗、减污、增效”的原则,对火电厂新建、改建和扩建项目的原料使用、资源消耗、资源综合利用、污染物产生和处置进行分析和论证,降低生产成本,达到节能减排和环境保护的要求,提高企业的综合效益。
3.4加快节能减排检测仪表的创新
对于加强节能减排检测仪表的应用创新,工作人员需要做的有以下几点:第一,测温元件的广泛应用。第二,脱硫、脱硝系统检测的可靠性。第三,大型煤场的安全监测仪表。第四,设备防冻的监测。第五,锅炉温度的检测仪表。
3.5重视隐性节能降耗因素
结合热力循环理论分析可知,汽轮机在额定负荷运转工作时,定压能够实现经济性,通过对火力发电厂生产实践进行总结,得出汽轮机组在靠近额定较高负荷时,定压能够促进其更好运行。对定压参数做出合理选择能促进汽轮机组高效率运行。要在汽轮机运行中选用不同参数进行对比应用,最后确定最合理的参数,也就是经济性最高的运行曲线,保证汽轮机优化运行。在对汽轮机的优化运行实验环节中,要在不同负荷下进行。为获得最优运行方式,就要对汽轮机定压参数进行对比选择,对不同滑压参数也进行选取,就要在不同主蒸汽参数下选择,最后确定在全负荷范围内的运行方式。
4结语
综上所述,我们可以看出在火电厂系统结构、运行管理都比较复杂。所以致使热工自动化在设计与执行的过程中也是存在很多的问题,而热工自动化的设计与节能减排的影响因素种类很多,所以就要求设计人员在设计的时候要充分的考虑各种因素的影响,综合制定出适合该火电厂实际情况的设计方案。一定要注意节能减排的要求,这样可以有效地节约能源,减少环境的污染。这样可以为我国的可持续发展提供必要的条件,值得国家和单位提高重视度。
参考文献:
[1]文雪.关于火电厂热工自动控制可靠性的几点思考[J].中国化工贸易,2015(17):339.
一、充分认识加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的重要性和必要性
固定资产投资项目节能评估和审查是加强节能工作的重要的组成部分,对我区合理利用能源、提高能源利用效率,从源头上杜绝能源浪费和能耗总量的过快增长,以及促进产业结构调整和产业升级都具有重要意义,是实施节能降耗源头调控的第一关。2011—2012年,市政府下达给我区的新增能源消费总量为208.6万吨标准煤,到2012年底含齐鲁石化和华能电厂在内全区耗能总量不能超过1634.47万吨标准煤。据统计,今年上半年全区新增能耗量就达93.8万吨标准煤,下半年新增能耗空间非常小,不利于“十一五”节能目标任务的全面实现。就当前形势分析,“十二五”期间国家将继续实行区域能源消费总量收紧政策,新增能源消费的空间越来越小。因此,加强固定资产投资项目的节能评估和审查工作,从源头上严格控制能耗总量和高耗能行业的过快增长势在必行,刻不容缓。
二、严格执行节能评估和审查程序
(一)建立能耗预审制度
从2012年下半年起,固定资产投资项目必须首先执行能耗状况预审查程序。企业将固定资产投资项目可行性研究报告、能耗状况核查申请(各一式三份)等书面材料报区节能减排和淘汰落后工作指挥部办公室。指挥部办公室将联合有关部门和专家组成节能专项审查组,对项目的能源利用状况及能耗指标进行预审核查,经核实能耗符合要求后,报请区政府批准再进行项目节能评估审查的其它程序。
(二)节能评估和审查的一般程序
经区政府预审批准后的固定资产投资项目,按照《市固定资产投资项目节能评估和审查办法》规定,及时办理节能评估和审查手续。对“双高”行业、投资额5000万元以上或年综合能耗2000吨标准煤以上的新建、改建和扩建项目由区节能主管部门进行节能评估初审后报市节能主管部门,其他项目由区节能主管部门负责节能评估审查。
固定资产投资项目必须进行节能预审和审批后,再由政府投资主管部门进行审批、核准和备案。
三、严格明确节能评估和审查的范围和工作重点
根据《市固定资产投资项目节能评估和审查办法》规定,年综合能耗1000吨标准煤以上的工业固定资产项目,必须进行节能评估和审查。
在节能预审中,有下列情形之一的固定资产投资项目,一律不得进行项目的节能审批和经投资主管部门进行的审批:
(一)项目主要产品单位能耗指标超过国家和地方规定的最高能耗限额的固定资产投资项目;
(二)单位产值能耗指标大于上年度全区万元产值能耗指标90%的固定资产投资项目;
(三)能耗总量超出区域能源消费容量的固定资产投资项目;
(四)采用的工艺技术落后和设备用能水平达不到规定标准的固定资产投资项目;
(五)被实施节能降耗调控预警的企业项目;
(六)其它情况。
2012年底前,对高耗能项目一律不再进行审批。未按照要求办理节能评估手续的固定资产投资项目,任何部门和单位不得进行审批,企业不得开工建设。
关键词:火电厂;厂用电;厂用电率;现状;节能;对策
Abstract: in recent years, along with the power increasing, as the main power of the load of thermal power plants has been increased. Coal-fired power plants in the process of power production, need a lot of motor drive device, to ensure the main equipment, such as boiler, turbine, generator, transportation system and the normal operation of the auxiliary equipment. And driving the mechanical equipment operation, operation, lighting, experiment, etc. The total power consumption, is called "auxiliary power. Auxiliary power occupy the same percentage of total power generation in thermal power plants, known as auxiliary power rate. Auxiliary power is a power plant generating operation of the power supply itself, is also one of the important load of thermal power plants. How many and the type of power plant auxiliary power, mechanization and automation degree, type of fuel and combustion mode, steam parameters and so on have a direct relationship. Coal-fired power plant are analyzed in this paper the use of auxiliary power status, find out the ways to reduce the service-power consumption rate and countermeasure, to fundamentally promote the coal-fired power plant energy saving work.
Key words: thermal power plants; Auxiliary power; Auxiliary power rate; The status quo; Energy saving; countermeasures
中图分类号:TM6文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
节能降耗一直是我国经济发展的国策,也是一项长远的战略方针。火电厂厂用电率一直是备受各方关注的技术经济指标之一,然而火电厂厂用电又是保证火电厂厂用机械正常运行必不可少的动力基础。因此,厂用电率直接反映的是厂用系统耗电量的多少,是衡量火电厂电气部分经济运行的重要指标。火电厂厂用电率的控制指标一般在8%~10%。厂用电率代表着电厂的运行管理水平。合理经济的运行方式,可以使电厂的运行处于最佳状态,最大限度的增加对系统的供电量,创造最大的经济效益,最提高火电厂节能管理水平、降低能源消耗、节能生产成本具有现实意义。
“十五”以来,火电装机容量年均增长12.92%。其中06年是增长幅度最大的一年,增长率达到了23.62%,平均增速高达10.7个百分点。根据中国电力企业联合会的《中国电力统计数据分析2008》中支出,01年以来,全国6000kW以上的发电厂用电率一直呈下降的趋势,七年内累计下降了0.41个百分点,其中火电厂厂用电率累计下降0.63个百分点。虽然近年来火电厂厂用电率控制的情况较为良好,但是厂用电的用电百分比还是每年有不同程度的增长。有研究对全国6000kW及以上各等级容量燃煤发电机组进行抽样统计发现:100MW及以上机组火电厂厂用电率都有不同程度的上升。这与大中型燃煤机组较大规模的进行偷尝、机组同步运行脱硫系统都有较大的关系。其中600MW及以上容量机组的厂用电率上升幅度最高,由此可见,除了脱硫因素以外,还与该容量等级新投产机组比例较高、发电运行负荷不稳定等因素有关。
一、火电厂厂用电率变化的主要因素分析
1、增加脱硫设施对厂用电率的影响
由于近年来对于环境保护的要求越来越高,近十多年来新投产的火电机组均同步建设脱硫设施,增加脱硫设施之后,不同机组的厂用电率也有了不同程度的提升。另外火电厂是设石灰石脂粉制备系统或者是外购石灰石粉、燃煤的含硫量、是否设GGH等等,都直接影响脱硫系统的电耗,进而影响厂用电率。
表:300MW、600MW、1000MW机组平均厂用电率和脱硫厂用电率取值
2、新投入生产的机组多、运行时间短
新投入的生产机组多、运行时间短也是影响厂用电率的主要因素之一,因为新投运的机组都会有一段时间的磨合期,机组的运行状态还不是太稳定,这就使得机组经常处于启停状态,造成机组段时间内的耗电量增多,火电厂厂用电率增高,但是这种情况属于暂时性的,当机组过了磨合期,开始正常运营后,厂用电率也会随之达到正常数值。
另外一点就是机组的月投运时间低于45%时,厂用电率就会处于明显上升状态。机组的运行时间短则说明机组存在明显缺陷需要停机进行维修,期间可能因为要多次反复启停,增加厂用电消耗。
3、机组负荷率低对火电厂厂用电率的影响
机组负荷率低,负荷变化大,也是火电厂厂用电率升高的原因之一。通常情况下,设备的轴功率并不会随着设备的负荷的降低而降低,尤其是制粉系统,其耗电量与系统的出力关系不大,因此,当机组负荷率低,发电量相应减少时,而厂用电的电耗却没有成比例的减少,这就造成了机组的厂用电率升高。
4、燃煤煤质变化对火电厂厂用电率的影响
从04年以来,受到全国煤炭市场供应紧张的影响,煤质变差已经成为各地火电厂的普遍现象,具体表现在煤的发热量降低,挥发份降低,灰分增加。由于煤的基本成份是碳、氢、氧、氮、挥发性硫以及灰分和水,其中碳、氢和硫是可以燃烧的,其余氧、氮、灰分和水4种成份是不能燃烧的,它们存在于煤中相对地占去了可燃成份的含量。因而相应地降低了燃料发热量。发热量通常是把每千克应用基燃料完全燃烧时发出的热量.灰分和水份是有害成份,通常把含灰份和水份多的煤称为劣质煤。煤的发热量越高,制粉用电量越低;煤的发热量越低,制粉用电量越高.如果使用发热低的劣质煤,那么要满足燃烧需要,保证锅炉的汽温、汽压就必须提高给粉机转速,加大给煤量,相应的制粉量也要增加,这样制粉系统的磨煤机、排粉机运行时间就长,或者增开磨煤机、排粉机台数,这样,用电量就要增加。如果使用发热量高的/优质煤,那么相同条件下能满足锅炉燃烧需要的粉量就少,相应制粉量亦少,磨煤机排粉的运行时间就短,用电量也少。
5、运行机组人员的技术水平
送风机、引风机用电量的变化,除了和锅炉运行工况有关外,还和运行人员操作水平有很大关系。为了使燃料在炉内的燃料正常进行,必须向炉膛内送入燃烧所需的空气,并随时排出燃烧后生成的烟气。鼓入空气的风机称为送风机,用以抽出烟气的风机叫引风机。靠送风机、引风机维持炉膛负压,以免火焰喷出炉外。炉内负压不宜过高,否则将增多漏入炉膛和烟道的风量,增大排烟热损失,使引风机的能耗增加。调节送风机、引风机和其它一些设备,在满足要求的负压下使得锅炉的燃烧运行工况达到最佳状态,是一个复杂过程。对于锅炉而言,燃烧稳定、运行工况良好是主要的,要保证这一点,风机用电量可能上升。减少风机负荷,就可能影响锅炉稳定燃烧、运行工况和效率.如何处理好两者的关系,就需要操作人员有一定技术水平。
6、辅机设备与主机不匹配、容量偏大或运行方式不合理
辅机设备的选型不匹配、容量偏大,会直接造成造价上的浪费,而且辅机设备的调节性能较差,造成电动机的功率加大,进而增加了厂用电量。因此,在对辅机设备进行选型时不仅需要对其选型方案进行合理的经济分析,还需要对其型号与主机之间的联动性进行分析,确定合适的型号,防止出现型号不匹配造成的厂用电增加和电厂造价的大幅上升。
由于火电厂辅机设备普遍存在设计配套裕量过大,导致实际运行中的效率和出力达不到,从而引起厂用电率升高。在现有机组设备的基础上,通过调整运行方式来提高设备的出力、降低厂用电率,成为火电企业竞相追逐的目标。
二、降低火电厂厂用电率的对策
1、优化工程设计
优化工程设计、降低设计厂用电率是降低运行厂用电率的关键。设计人员应认真吸取以往工程的经验教训,进行合理设计,从根本上降低设计厂用电率。
(1)布局选型的合理性
为了最大限度的满足规范、经济合理、适合运行,便于管理、最大限度的发挥设备的功能等要求,应考虑:①送引风机及其它风机的烟风道的位置、距离、转弯半径等,降低烟风道系统的阻力,以及风门正常工作时的开启状态;②储煤场的文职,输煤设备的输送距离、请教、输送能力等;③循环水泵房的位置、取水口的位置、转弯半径等直接影响泵的输送距离以及管道阻力等因素;④集中中央空调系统的位置,尽量减少输送距离,以及输送损耗;⑤输电电缆的走向、长度等等;⑥采用保温措施、施工工艺等,减少能量的损耗。
(2)选择设备的合理性
主机选型匹配要合理,锅炉、汽轮机、发电机选型要一致;变压器和电动机的配置应选用合理的容量,不得过高或过低;电缆材料及其截面选用应当合理,减少发热损耗;配套的设备宜选用小容量的2或者3台并列运行,不能选单台的100%运行的方式。
2、优化运行方式
(1)主机设备的优化
①锅炉系统:提高锅炉的效率,并对锅炉的风阻、风量、风压要认真进行核算,不要因过于保守而向设计单位提出过高要求,导致系统运行不便,且增加能耗。应尽量采用正压通风方式,取消引风机等设备。减少空气预热器的漏风现象。
②汽轮机系统:降低冷凝器的设计,冷却面积和水阻设计应合理,提高冷却效率,减低冷却能耗。
③发电机系统:提高发电机和励磁机的工作效率,降低铁损和铜损;改善氢油水系统的配置,提高水冷氢冷的效果,降低用电损耗。
(2)辅机设备的优化
优化辅机设备的运行方式,保证辅机工作点处于高效区。
①制粉系统: 根据锅炉优化燃烧调整试验结果,控制适当的炉内过量空气系数。确保送风机进、出口隔离挡板处于全开位置。
②循环水泵:合理调整循环水泵运行台数,定期反冲洗循环水入口漉网,及时调整运行方式及叶角开度和水量,保持循环循环冷却水母管正常压力。
③除灰系统:定期检查输灰系统管道和气化管路的温度变化,提高入炉煤质,采取对水出灰方式。
④脱硫系统:在机组负荷变化时,及时调整运方式,对吸收塔浆液PH值、浓度定期检查,选用高品质石灰石原料并合理控制石粉细度,入炉煤硫分控制在设计范围,烟气再热器每天必须用压缩空气吹扫,选择适当的冲洗频率及时对除雾器进行冲洗。
⑤输煤系统:调整合适的皮带煤层厚度,合理安排上煤时间,加强煤场管理,提高到厂煤直通加仓比例。
⑥炉水泵:控制炉水泵电机低压冷却水温度和流量在规定范围,严格监视炉水泵出、入口压差,监视和调整好汽包水位,提高汽包压力或适当降低给水温度。
(3)在保证安全运行的基础上尽量减少机组辅机运行台数
在满足火电厂商业化运营要求,并在非满负荷运行情况下具有一定的备用容量,以快速响应调度负荷的调整以及机组消耗负荷的调整需要。当出现淡季电负荷接带较低时,可以根据各机组运行状态及接带负荷的多少,逐渐停运部分辅机,以降低火电厂厂用电率的目的。
3、加强运行管理,
火电厂的运行水平同样会影响机组的厂用电率,如锅炉飞灰含碳量每增加1%时,机组厂用电率增加0.01~0.02%。锅炉漏风系数增加10%时,可使机组厂用电率增加0.08~0.1%。根据以往火电厂在运行中的经验,以及煤质和负荷情况合理调整运行方式,并编制各工艺系统的运行规程。防止锅炉飞灰、空气预热器漏风等引起的系统耗电增加。
4、倡导节能改造
对于近期内暂不关停的机组进行节能改造对火电厂的经济稳定运行是必要的,近年来,火力发电企业都很重视节能降耗工作,并根据企业自身的设备运行状况和经验进行技术改造。比如我厂就进行了循环水泵双速改造,凝结水泵、一次风机、引风机、增压风机等的变频改造,通过这些技术改造,对降低我厂厂用电率取得了良好的效果。
结束语
火电厂厂用电率直接关系到火电厂供电煤耗的高低以及火电厂的技术经济指标,因此必须采取措施进行控制,进而起到降低厂用电率,减少厂用电损耗,增加经济效益的目的。
参考文献
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