200MW机组节能降耗分析与运行优化研究

200MW机组节能降耗分析与运行优化研究

(大唐贵州野马寨发电有限公司贵州六盘水553000)

摘要:目前,我国电力资源的主体是火力发电,占全国总发电量的60%以上,而火力发电主要的能源是煤炭。面对严峻的市场形势和严格的环保要求,为了提高机组效率、降低能源消耗、增加经济效益,必须促进煤炭资源的综合利用,并运用先进成熟的技术对设备进行改造。高参数大容量机组迅速增长,许多200MW机组逐渐将被大机组取代,200MW机组要想运行,必须进行设备改造和运行方式优化,对200MW机组采取节能措施是运行优化的重要方面。基于此,本文主要对200MW机组节能降耗分析与运行优化进行分析探讨。

关键词:200MW机组;节能降耗;运行优化

前言

200MW机组曾在20世纪八九十年代担负着主要发电任务,随着国家对火电厂上大压小政策的实施,200MW机组逐渐由主力发电机组变为调峰机组,设备必须改造才能满足节能降耗的要求。现如今,火电厂正在逐步的对200MW机组进行改造,并进行运行优化,实现节能减排的目标。

1、200MW机组的现状

1.1装机现状

目前,我国电力资源的主体是火力发电,火电厂完成了总发电量的60%以上,火电厂运行过程中煤炭为主要能源,在确保火电厂正常运转的同时,随之而来的就是严重的能源消耗,并已经对火电厂运行的经济效益产生了影响。我国早期制造的大型汽轮发电机组就是200MW机组,广泛应用于火电厂中,并成为主要的发电机组,其作用十分重要。

1.2200MW机组的能耗现状

煤炭在我国的一次能源消耗中占据主要位置,而在总发电量中,70%以上为煤电比重。目前为止,我国发电装机总量已经超过了440000MW,这其中,325000MW为一体火电厂机组的装机容量约,7000MW为核电厂机组的装机容量,108000MW为水电厂机组的装机容量约。在火电厂装机容量中,超过10%的比例为200MW机组,因为200MW机组的机型一般是国产,且运行方式十分落后,所以,比较严重的问题就是高能耗,甚至对火电厂的经济效益已经产生了严重的影响。

200MW机组属于国产超高压机组,供电煤耗在352~375g/kW•h,从数据可以看出,运行过程中200MW机组的耗煤量很高,相比于发达国家,高出10%以上,而这也说明,节能降耗空间在国产200MW机组中非常大。200MW机组在早期投产的时候,与设定值相比其额定热耗率水平要低6%~8%左右,而新投产的机组则低2%左右;并且,高压缸效率在200MW机组中约为77%~80%,中压缸效率约为86%~89%,压缸效率及高压缸效率在新投产的机组中均显著升高,分别为83%~84%、90%~92%,这都说明,降耗潜能在200MW机组中十分巨大。

2、200MW机组节能措施

2.1汽轮机

(1)将平衡盘的汽封进行改进。蒸汽泄漏的产生大多由于汽封间隙不合适造成的,为此,可利用新型的布莱登汽封、蜂窝汽封结构来将漏汽损失减少。

(2)用不锈合金钢管替换凝结器部分铜管。相比于铜管,TP316L的优质不锈合金钢的采用拥有更好的刚度和硬度,所以能够使管壁减少,进而将整体传热系数提高,使结垢现象减少,而且抗冲击能力和抗震性能也较强。因此,更换部分铜管后,设备的经济性和安全性可以大大提高。

(3)加强汽轮机冷端治理,减少冷端损失。凝结器真空降低使汽轮机的有效焓降减少,会影响设备的出力和机组设备的安全,凝结器工作恶化将直接引起汽轮机组汽耗、热耗增大和出力降低,最终导致发电厂煤耗增加。

(4)加强跑、冒、滴、漏的治理,建立阀门內漏等节能问题库。针对问题库制定计划处理时间节点,并按时间节点进行整改。

2.2锅炉

(1)排烟热损失、燃烧不充分等现象在锅炉方面一直存在,以下节能措施能够被采取:将可燃气体(CO)未完全燃烧的热损失降低;将锅炉排烟热损失(总热损失中,锅炉排烟热损失占30%~50%,将烟气排放量降低、降排烟温度减少,方能使排烟热损失减少)降低;优化煤粉细度的调整,合理调整燃烧,优化配风,使因机械因素造成不完全燃烧的热损失降低。

(2)采用变频技术。对机组重大辅机进行变频改造,降低了火力发电厂的厂用电率,大大提高了调峰机组的经济性。

2.3其他方面

(1)随着环保要求的提高,脱硫耗电率也是影响机组能耗的重要指标,进而优化脱硫系统的运行方式尤其重要。入炉煤硫份的均匀程度直接影响脱硫系统的优化调整。

(2)深度配煤掺烧将大大降低燃料成本,是火力发电厂节能增效的源头。

3、实例分析

3.1设备概况

某发电厂200MW机组有三台,哈尔滨汽轮机厂生产的汽轮机,型号为N205-12.75/535/535-74B型,型式为超高压一次中间再热三缸二排汽冲动凝汽式汽轮机,其中低压缸为单层缸对称分流式结构,循环水系统采用母管制闭式循环母管制供水方式。锅炉为东方锅炉厂生产的DG670/13.7-19型锅炉。该锅炉是超高压、一次中间再热、自然循环、单炉膛、四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态连续排渣、半露天布置的燃煤锅炉。

3.2火电节能降耗工作应遵循的原则

变频技术、智能控制的发展,使得科学管理、节能高效运行及过程优化成为火电企业有效手段。但资金短缺的现状存在于多数发电公司经营管理中,而投资回报率是节能工程首要追求的,所以大而全的节能工程在火电企业中难以做到,盲目求新也不太好。笔者认为:人力和时间是节能工程调研分析上必须足够的;其次,在开展节能工作的过程中,要将分项实施、效益为主、重点突破、技术更新的原则加以把握,确保实施项目可操作性强,相对独立。

3.3技术改造效果

(1)利用机组大修时对低压缸结合面铣槽加密封槽,防止蒸汽泄漏影响机组真空,确保真空系统的严密。

经过对汽轮机冷端系统进行技术改造及运行方式的优化,取得了较为满意的效果,达到了汽轮机冷端系统优化的目的,低压缸改造后运行至今,经测试、观察,效果良好,机组的真空严密性显著提高,达到了行业的优秀范围。

优化运行后的数据对比如下:

(2)对机组高压辅机进行变频改造的经济效率

火力发电厂高压辅机在厂用电率中所占比重较大,通过对锅炉吸、送风机及汽机给水泵、凝结水泵进行变频改造,大大降低了机组厂用电率。

3.4运行方式优化

与电厂运行实际情况进行结合,以下优化运行方式能够采取,效果显著。

(1)调整锅炉燃烧,按照不同工况下的负荷及运行方式合理配风,一次、二次风配比及时调整,切实保障炉内燃烧的动力场空气良好,以便使排烟热损失和不完全燃烧热损失减少,达到最佳的锅炉热效率,并且使氮氧化合物降低排放。

(2)受热面吹灰次数在锅炉运行中根据壁温调整。锅炉各项损失中排烟热是损失最大的一项,一般为4%~8%,排烟热损失随着锅炉的排烟温度升高而越大。受热面在锅炉运行中发生积灰或结渣时,排烟温度升高,传热效果变差。为了将排烟损失减少,锅炉各受热面应时长保持清洁。热量损失及工质损失在吹灰中增加了,因此吹灰次数应根据实际工况确定合理,确保在最佳工况下使锅炉运行。

(3)优化循环水的运行方式;给水泵运行方式要按照机组滑压运行曲线进行调整;合理调整凝结水系统杂用水的开度,减少凝结水泵耗电率;定子冷却冷水系统在机组长时间停运时进行停运等等。优化机组辅机的耗电率,将提高了机组的经济效益。

(4)机组停运时,及时关闭相应的冷却水,降低冷却水耗量,减停冷却水泵的运行。

结术语

火电厂机组中200MW机组为重要的组成部分,因为投产较早,再加上运行方式及技术因素的影响,产生较大能耗,使其运行效率及火电厂经济效益受到影响,主要能耗部位为汽轮机部分和锅炉部分,对其进行科学的改造和优化,使热损失降低,能耗量减少,保障节能降耗目标的实现,使火电厂在运行过程将经济效益提高。

参考文献:

[1]关于大力推进集团公司燃煤机组整体优化工作的有关部署[S].中国华电生函[2011]188号.

[2]曹晓凡.火电厂氮氧化物产排放量的核算方法研究[J].环境科学与管理,2012,37(12):55-58.

[3]华电能源机组整体优化项目实施管理细则.华电能源生[2012]111号[R].2012.

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