机组煤耗因素分析及热工自动控制对节能降耗的探讨

机组煤耗因素分析及热工自动控制对节能降耗的探讨

【摘要】随着国家对节能减排力度的增大和电厂市场经营的压力，各电厂越来越重视节能降耗工作，节能降耗不仅可以降低生产成本，提高企业的经济效益，同时可节约能源，减少环境污染。本文阐述了我司热工自动控制系统对机组节能降耗的探索，重点分析了该电厂已经实施的DEH系统的阀门控制方式、汽压自动及滑压运行、主再热汽温自动、凝结水泵变频控制与除氧器上水调门控制、即将实施的节能磨煤机料位控制、煤仓计量问题等节能方式，通过优化控制和准确测量参数，能为火电厂节能降耗作出较大的贡献，为企业创造更大的经济效益。

【关键词】自动控制节能降耗顺序阀滑压料位

1 引言

随着国家对节能减排力度的增大和电厂市场经营的压力，各电厂越来越重视节能降耗工作，节能降耗不仅可以降低生产成本，提高企业的经济效益，同时可节约能源，减少环境污染。我厂也不例外，在机务方面做了大量的改造，节能降耗带来了较高的经济效益，而热控在配合机务大量改造的基础上，从自身控制特点挖掘，对节能降耗起到非常重要的作用，本文主要阐述我电厂锅炉、汽轮机等能耗情况及其热工自动控制系统对机组节能降耗的探索，重点分析了该电厂实施的DEH系统的阀门控制方式、汽压自动及滑压运行、主再热汽温、汽压自动、凝结水泵变频与除氧器上水调门控制方式，即将实施的磨煤机料位控制判断煤能、煤仓计量问题等节能方式，通过优化控制和准确测量参数，能为火电厂节能降耗作出较大的贡献，为企业创造更大的效益。对于单台600MW机组，若降低1 g/kW·h煤耗每年可节约240万元资金（按机组运行5000h、每吨标煤按照目前市场价800元计算）。

2 影响机组煤耗的因素分析

供电标准煤耗是指火力发电厂每向厂外输出lkW·h电能所平均消耗的标准煤量。供电煤耗是一个综合指标，一方面反映机组的实际运行水平，另一方面也反映综合管理水平，供电煤耗受多种因素的影响，比如：机组负荷率、厂用电率、锅炉效率、主汽和再热器压力、温度、真空度、给水温度、机组补水率、再热减温水量等，煤种的变化和机组发电负荷率的高、低对供电煤耗产生的影响是最重要也是最基本的。我厂为了降低煤耗，强化节能降耗工作，通常采用能耗指标分析，通过对能耗指标的实际值与目标值的对比，分析能耗指标偏差；除此之外，还积极调研同类型机组或者同类型设备的兄弟单位，找出设备运行中经济性方面存在的差距，从而为运行优化系统，调整运行方式和节能改造提供依据。我司能耗指标体系主要由锅炉、汽轮发电机组以及附属设备与系统的各类能耗指标等组成。

2.1 锅炉能耗指标分析

锅炉能耗指标主要是指锅炉效率，锅炉效率是评价锅炉运行经济性的重要指标，是锅炉能耗水平的综合反映。影响锅炉效率的有

1）排烟热损失

2）化学不完全燃烧热损失

3）机械不完全燃烧热损失

4）散热损失

5）灰渣物理热损失

其主要影响指标有排烟温度、飞灰含碳量、漏风率、氧量等。

2.2 汽轮机能耗指标分析

汽轮机的能耗指标主要指汽轮机效率（热耗率），影响汽轮机效率的主要

1）热端效率

2）冷端效率

3）通流效率

4）回热效率等。

主要影响指标有主汽参数、再热汽参数、汽缸效率、真空度、回热加热系统参数等。

2.3 厂用电指标分析

机组厂用电指标主要是指厂用电率，影响厂用电率的主要辅机有引风机、送风机、一次风机、磨煤机、循环水泵、凝结水泵、脱硫增压风机、脱硫循环泵、脱硫磨机等。

厂用电率虽然不影响发电煤耗，但直接关系到火力发电厂供电煤耗的高低，厂用电率越小，供电煤耗就越小，经济性就越高。

3 自动控制对机组煤耗的影响分析

在电厂，通常认为节能降耗是锅炉、汽机专业的事，对热控专业一般不太重视，其实热控专业的一些隐性节能方式是多样化的，热控专业可从控制优化、参数准确测量等方面为节能降耗做出较大的贡献，从自动控制角度给运行人员和锅炉、汽机技术人员提供一些必要的技术支持。自机组投产以来，我厂热控工作人员作了大量优化机组控制方面的工作，其中对机组煤耗影响比较大的项目有：DEH系统的阀门控制方式及机组运行曲线优化、汽压自动、主再汽温自动、一次风机与磨负荷风门之间的自动控制、磨煤机料位控制、凝结水泵变频控制与除氧器上水调门控制、煤仓分仓计量问题等，这些方面的改造对机组节能方式改善及节能指标的提高都在发挥着积极的作用。

3.1 DEH系统的阀门控制方式对机组煤耗影响分析

目前国产三大汽轮机厂顺序阀方式主要有三种，第一种是CV3、CV4-CV1-CV2,即CV3、CV4随着负荷的增加同时开启，开到位后再开启CV1, CV1开到位后再开启CV2；第二种是CV1、CV2、CV3-CV4,即CV1、CV2、CV3随着负荷的增加同时开启，开到位后再开启CV4；第三种是混合阀方式，低负荷开启CV1、CV2、CV3、CV4四个高压调门，然后1号调门开到一定开度后逐步关闭，其它3个逐步开启，在87 ％的流量指令下，1号调门全关，我厂汽轮机是东方汽轮机厂生产的超临界机组是采用该方式。从节能的角度来看，第一种方式最经济，第二种方式次之，第三种方式最差，据文献报道，某600MW超临界机组由第三种方式改为第一种顺序阀方式运行（先同时开两个高调门，再开第三个，最后开第四个），节能效果达到4～8 g/ kW·h。

为使阀门流量特性更好响应负荷要求，降低供电煤耗，我厂在09年初通过试验方式计算得到最佳阀门开启顺序和机组定滑定滑定曲线，从而优化了顺序阀阀门开启顺序和阀门流量曲线。为我厂降低了煤耗，取得了较好的经济效益。

3.1.1 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每个阀门流量特性，测算出机组最佳的流量曲线，对涉及到DEH、DCS协调控制系统组态重新控制变更，所有系统使用该新流量曲线的运行。

3.1.2 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（通常采用对角开启方式，先开2个调门，能够解决轴系受力和调节级的受热平衡的问题，然后再选择其他阀门开启顺序），我厂在通常理论的基础上通过试验方式得出大量数据，通过数据计算出更节能的配汽方式，重点考虑机组的安全特性、一次调频特性、逻辑的衔接特性等等。经计算优化后的阀门流量特性在低负荷下大约降低煤耗3～5 g / kW·h。

3.2 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，因此，主汽压力对机组的供电煤耗稍有影响，但是，采用滑压运行方式极大地提高了整个机