降低燃煤電廠廠用電率技術大揭秘

2018-04-02 09:57:49 熱電論壇　點擊量：評論 (0)

0 引言火電廠的節能降耗對于低碳發展的社會意義重大，對提升企業的市場競爭力也有重要意義。廠用電率是衡量火力發電機組經濟性能的主要經

0 引言

火電廠的節能降耗對于低碳發展的社會意義重大，對提升企業的市場競爭力也有重要意義。

廠用電率是衡量火力發電機組經濟性能的主要經濟技術指標之一，同類型機組的廠用電率指標的差異，可真實地反映發電企業的生產運營管理水平，各發電企業也是把降低廠用電率作為強化生產管理、提高企業效益的一項重要任務和目標。

燃煤電廠如何達到最優的廠用電率，需要從規劃設計、基建安裝、調試、生產運營、檢修維護、技術改造各個階段的不斷完善才可以實現。

燃煤電廠在機組設計階段對輔機合理選型，避免出現兩個極端：一是出力不足，高負荷下不能滿足出力要求；二是裕量過大，使設備處于低效區運行。實施過程中卻很難把握，常常出現輔機設計裕量偏大，造成“大馬拉小車”現象。電力市場的變化引起機組長期低負荷運行，造成了廠用電率偏高。

近年來，除塵、脫硫、脫硝的大量環保改造工作，給輔機運行帶來新的不平衡。煤炭市場變化多端，嚴重偏離設計煤種，給鍋爐的安全性、經濟性帶來不確定性。在役燃煤機組降低廠用電率，需要根據機組的實際情況，加強運行優化調整技術措施，完善設備檢修維護管理手段，運用科技創新實施節能技術改造。

1 降低風煙系統耗電

鍋爐風煙系統主要包括送風機、引風機、一次風機、增壓風機等，風煙系統消耗的總能量即系統中各風機消耗的能量之和。降低鍋爐風機能耗有兩個主要途徑：

一是在保證鍋爐燃燒需要的前提下盡可能降低風煙系統運行的流量和系統阻力；

二是選擇與鍋爐風煙系統相匹配的風機及調節裝置，提高風機的實際運行效率。

（1）試驗確定主要風機效率曲線。現風機的效率曲線均為制造廠家提供，是風機單體試運時的效率曲線，安裝到現場系統后，由于煙風道和擋板等影響出現較大變化，并不能準確反映風機的實際運行情況。結合等級檢修前效率試驗或專門安排主要風機效率及煙風道阻力試驗，確定風機在整套系統中的實際高效運行區，明確檢修治理和優化點，明確動、靜葉開度與風機效率的關系，優化運行調整，使風機運行在高效區。

（2）嚴格氧量控制。鍋爐運行中過大的過剩空氣系數是造成風機流量增加，能耗增加的主要原因之一，不同煤種和負荷應有不同的過剩空氣系數，因此應通過試驗確定出不同煤種和不同負荷下的最佳運行氧量，優選送、引風機電流、一次風和二次風的比率等參數，輸入自動控制系統，以便運行人員監視和控制。

（3）引風機與增壓風機單耗合并監測、分析與調整。開展引風機與脫硫增壓風機不同負荷工況下的優化運行試驗，選取總耗電量的最小點工況，維持增壓風機入口微正壓，對應設立調整優化曲線。

（4）引風機、增壓風機合并改造，加裝變頻器或者選用汽動驅動。新機組投產應該選用為“引增合一”方式；環保設施綜合改造、脫硫旁路擋板取消后，風機出力能夠滿足運行要求，不建議進行“引增合一”改造。合并改造的聯合風機應加裝變頻裝置，節電效果明顯。有穩定可靠的熱用戶，聯合風機可選擇背壓式汽輪機驅動，大大降低廠用電率；如果選用凝汽式汽輪機驅動，系統復雜，投資大，容易出現節電不節煤現象，需慎重進行技術經濟比較。

（5）降低系統運行阻力。主要監管壓差的設備為：空預器、除塵器、脫硫除霧器、脫硫GGH、脫硝催化劑、低溫省煤器等，設立壓差監測的上下限值。結合對引、送、一次風機等輔機的電流監視，及時發現主要壓差監控設備運行工況。將吹灰、沖洗等管理措施與壓差上下限管理相結合，控制設備壓差在合理范圍內。

（6）風煙系統泄漏治理。重點監測部位為：鍋爐的冷灰斗周邊、水封、關斷門、人孔門、看火孔、風煙擋板的法蘭面和門軸、防爆門等，發現漏點盡快治理。運行中發現風機電流升高，排煙溫度異常降低或升高，應及時檢查處理。

（7）空預器漏風治理。空氣預熱器的漏風是風煙系統的主要漏風點，漏風率控制在8%以下，超過6%應查找原因，及時治理；若漏風率長期超過8%，則應通過檢修調整密封間隙或改進空預器密封結構，可采用柔性密封、接觸式密封等技術。

（8）送風機雙速改造。低速運行時有明顯的節電效果，根據情況在夏季高負荷時段，風機高速運行，維持鍋爐燃燒所需風量。

（9）低負荷單側風機運行。試驗確定單風機運行耗電與雙風機耗電情況比較，確定單側風機運行時機組最大負荷，完善機組控制邏輯，實現系統的順控啟停與并列操作。

（10）增壓風機加裝旁路煙道。低負荷時可停運增壓風機，利用引風機剩余壓力克服脫硫系統阻力，降低風機能耗。

2 優化制粉系統運行

（1）確定不同負荷的磨煤機運行方式。根據煤質及每臺磨煤機特性，盡可能保證磨煤機最大出力運行，根據負荷變化及時啟、停磨煤機。對于雙進雙出式磨煤機應對比長期負荷工況，選擇最佳鋼球裝載方案，如長期低負荷工況運行則適當減少鋼球裝載量。

（2）提高磨煤機出、入口溫度。注意監督冷風門的嚴密性，并設法在檢修中保證冷熱風門關閉嚴密。運行中盡可能保證每臺磨入口風門在較大的開度，減少風門節流損失；加裝一次風冷卻器降低磨煤機入口風溫，加強空預器換熱，降低排煙溫度；采用一次風壓母管壓力調節的方式，有效降低一次風機電耗。

（3）控制一次風壓，降低一次風率。保證一次風壓與爐膛壓差在0.6kPa左右，控制一次風各風管風速均勻，風速控制在24~27m/s以內為佳。

（4）碎煤機連續運行。減輕給煤機和磨煤機的磨損，也可降低2~5%的磨煤機電耗。

3 除塵除灰系統節電

（1）電除塵設備治理。如保持合適的極板間距、治理極板彎曲變形、陰極線臟污、振打裝置缺陷等。針對電袋除塵器，可以采用優化袋區的噴吹時間及間隔，合理控制好布袋的壓差，既降低了引風機電耗還能延長布袋的使用壽命。

（2）電除塵智能集中節能自動控制。自動管理和控制電除塵器高低壓等各設備的運行，通過工況特性分析及反饋控制，自動選擇高壓供電的間歇供電占空比和運行參數，使設備始終運行在功耗最小、效率最高的理想狀態。

（3）電除塵器高頻電源改造。通常在除塵器一、二電場采用高頻電源，大幅增強煙塵的荷電量，減少電場內無效的空氣電離所消耗的能量，既提高除塵效率，又減少能耗。

（4）優化輸灰系統運行方式。根據機組負荷、輸送系統的運行情況來設定輸灰系統倉泵進料時間，減小空壓機能耗。

4 脫硫系統節電

（1）優化漿液循環系統運行。濕法脫硫工藝中，在部分負荷情況下可視情況適當提高漿液PH值，同時保證漿液密度合理，可停運一臺漿液循環泵而保證脫硫效率不降低，當恢復該臺漿液循環泵運行后應盡快降低漿液PH，以稀釋漿液中的亞硫酸鹽，保證石膏品質。合理控制脫硫吸收塔液位，既可提高反應區濃度，也可以有效降低漿液循環泵和氧化風機電耗。

（2）采用脫硫添加劑。經技術經濟比較合適后，可采用添加脫硫增效劑，提高反應能力，可以減少漿液泵全容量運行時間，降低漿液泵電耗。

（3）加強除霧器的水沖洗。除霧器壓差越低風機電耗越小，控制除霧器壓差小于200Pa運行，否則應進行水沖洗。

（4）加強GGH吹灰管理。對于具有GGH的脫硫裝置，必須加強吹灰管理，建議加裝蒸汽吹灰裝置。建立GGH壓差與機組負荷的對比曲線，發現異常應及時處理。

（5）氧化風機由羅茨風機改進為高速離心風機，提升風機效率。

5 循環水系統節電

（1）建立循環泵臺數與循環水溫度、排汽壓力對應曲線。現在大部分機組均采用了動葉可調式或采用高低速循環水泵的運行方式，應通過試驗明確循環泵臺數與循環水溫度、排汽壓力對應最佳運行曲線，嚴格執行。將二臺機循環水出入口管道聯絡，以便實現兩機三臺循環水泵的運行方式。

（2）加強循環水系統膠球和濾網的管理。膠球系統重點監視收球率，投入膠球時盡量利用循環水流量較大的時機。二次濾網應采用定期投入與壓差管理相結合，及時清污和排污。

（3）循環水系統節水。根據水源水質及深度節水要求，試驗確定循環水處理工藝，采用循環水濃縮倍率自動控制，減少循環水補充水。

（4）優化開式水運行方式。根據現場實際情況，減少開式水泵運行時間，采用開式水出入口門全開（或加裝旁路），依靠循環水壓力冷卻。

（5）閉式泵電機雙速改造。根據機組運行狀況和季節變化，合理地切換高低速運行方式。

6 其他設備系統優化

（1）無電泵啟動。進行必要的系統完善，機組啟動時不用電動給水泵，采用汽動給水泵前置泵上水。

（2）凝結水泵系統。減小凝結水系統管道阻力，避免采用調節閥調節流量，凝結水泵變頻調速改造已相當普遍，或者進行更可靠的永磁調速改造，根據負荷調整凝結泵出口壓力，有效降低凝泵電耗。當給水泵采用凝結水作為機械密封水時，可以通過改造增加機械密封泵替代，實現凝結水泵全負荷段變速運行。

（3）空壓機系統。分析廠區內各類壓縮空氣系統的運行狀況，確保安全前提下進行連通合并改造。具備條件的可在灰用空氣系統加過濾器，代替儀用空氣系統運行，實現儀用空壓機停備。

當機組備用或檢修時，具備條件后應及時隔離停備機組的儀表或灰用空氣系統。

（4）輸煤系統。做好原煤倉料位監測，優化輸煤程控方式，嚴格控制輸煤皮帶空載運行時間,盡量保證輸煤皮帶盡可能大負荷連續運行。

（5）化水系統。通過水平衡試驗，掌握電廠用水現狀和各水系統用水量之間的定量關系，節約新鮮水量、減少廢水排放量，尋找節水的潛力。

保證制水系統在滿出力下運行，保證膜處理系統按設計回收率運行，減少膜系統污堵，縮短制水時間，減少制水次數。

（6）前置泵系統。新建機組的除氧器高位布置、前置泵與汽動給水泵同軸設計，徹底解決了前置泵耗電問題；在役機組通常采用前置泵葉輪切削方式尚有一定的節電空間。

（7）燃油系統。具備變頻改造條件的應實施供油泵變頻改造，即使供油泵未進行變頻器改造，也可以在鍋爐燃燒穩定可靠、保護裝置完整的前提下，日常運行時停止供油泵運行。

（8）真空泵系統。通常有2種方式來提高水環真空泵抽吸能力：一是采用深井水、中央空調冷媒水等冷卻方式降低真空泵的工作液溫度；二是加裝大氣噴射器或蒸汽噴射器提高真空泵入口壓力。近年來，部分機組使用羅茨－水環泵串聯抽真空技術，該設備采用羅茨泵抽吸凝汽器不凝結氣體，經過冷卻器冷卻后再進入水環真空泵，通過以小代大的方式運行，節電明顯。