涉外工程厂用电率的确定及实施过程中的控制

朱小利，崔凯平，赵文学

(西北电力设计院，陕西 西安 710075)

厂用电率是电厂性保证值能的一个重要指标，投标中，如果投出机组的厂用电率比同容量、同类型机组高，则说明投标商所提供的机组的自身耗电量大，经济性能不够好；如果厂用电率太低，中标后，实际的厂用电率不能达到合同值，则超出部分会被按比例处以高额罚款。本文分析了涉外工程各阶段(包括投标、工程设计、设备采购、施工安装、现场调试、运行管理等)对厂用电率的影响，提出了合同执行过程中控制厂用电率的方法，使厂用电率能够满足合同的要求。

1 某涉外工程厂用电率介绍

某国外两台300MW亚临界燃煤电厂，合同附件中，中方供货范围内辅机系统在100%考核工况出及75%考核工况出下厂用电率保证值分别是8.49%及7.09%。

试运行阶段，中国总包方会同外方业主见证人员，由第三方测试单位对该工程#1机按合同规定的考核工况，进行了厂用电率的测试，现场性能测试时的各主要辅机的电功率及厂用电率与合同的对比表见表1。

表1 #1机合同及性能测试辅机电耗及厂用电率

根据表1，#1机组100%考核工况时，实测辅机总功率为279899.7kW，厂用电率为9.3%，75%考核工况时实测辅机总功率为23808.46kW，厂用电率为7.94%。

由于现场性能测试时煤质、烟风系统实际烟气量以及给水系统实际漏水量与设计的条件不一致，因此测试方根据现场的实际情况对表1的测试结果进行了修正。各辅机的修正系数见表2。

表2 设计时漏水量、烟气量、耗煤量对比辅机修正结果

修正后，#1机组100%考核工况时，辅机总功率为25389.1kW，厂用电率为8.46%，满足合同要求。 75%考核工况时辅机总功率为21523.34kW，厂用电率为7.17%，略大于合同值。

由于中外双方对性能测试电耗量的修正条件及修正方法还存在一定的分歧，目前双方就厂用电率是否满足合同要求还在商讨之中。

2 厂用电率的确定

涉外工程中，合同签订时投标商所报出的厂用电率即为厂用电率性能保证值。

2.1 计算方法

国内工程中，一般采用厂用电率来衡量机组自身耗电量的大小。厂用电率可采用换算系数法或轴功率法来计算。在涉外工程中，用机组辅机总耗电量(Auxiliary power consumption)来考核投标商所提供设备的电耗性能。即在合同规定的运行条件及考核工况下，投标商所提供的正在运行的各辅机所消耗的电功率总和。

2.2 合同值的确定

经过投标、投标澄清及合同谈判后，双方最终达成的合同中所规定的各系统及供货范围内的所有辅机在规定的考核条件下的电耗的总和即为合同所规定的厂用电率。至此，工程中所有系统应该是明确的，各工艺系统的PID图应完整清晰，系统所配的辅机不应再有型式及容量变化，合同的供货范围及接口范围应非常明确。

3 厂用电率的影响因素分析及控制

厂用电率与工程的各个执行阶段均有关系，在工程合同谈判完后，合同规定的标准、技术条件、系统设置及辅机参数决定了厂用电率的大小。而合同执行阶段(工程设计、设备采购、施工安装、现场调试及运行管理等)对厂用电率进行全过程控制，则是对性能测试时厂用电率能满足合同要求的保证。

3.1 标准的影响

涉外工程的合同中往往规定采用国际标准(如ASME，BS、ANSA、IEC、IEEE)，还有些是必须遵照所在国的标准，这些标准涵盖设计标准，制造标准、以及测试考核标准，对电厂系统设定，参数选择，设备数量、容量以及最终的厂用电率测试结果都有着直接的影响。

对此，工程投标时首先应认真研读招标文件(厂用电部分重点为合同规定采用的标准和给定的参数)，按招标文件中的设备安装及使用环境条件、燃料的成分、冷却水的水质及温度等进行系统设计及设备选择，各主要系统如烟风系统、制粉系统、给水系统等应按照合同规定的技术条件尽量采用该国以往工程已经成熟的方案，对各系统的参数进行认真核算，将算出的辅机的功率与国内及该国已有的同类型机组的辅机进行比较，然后报出合理的厂用电率。

3.2 习惯及理念的影响

一些国家的习惯及理念与国内的不同，这些习惯及理念往往会引起系统的耗电量增加。如印度合同中一般对风机的选型裕量要求非常高，尤其对于送风机和引风机。其中风量的裕量是20%，压头的裕量是44%。在风机的选型中，无法回避“大马拉小车”的问题，结果就是TB点与风机实际运行点相差非常大，使得风机在额定工作点时的效率很低，电耗量增加；泵类的动态阻力余量要求也比计要求也大(比国内大10%)，个别泵杨程、流量计算的基准点也不一样，导致泵的选型大，电耗增加。有些国家还有一些独特习惯，这些习惯、往往在合同中不会体现，在项目实施的时候，可能会引起承包方增加用电设备，导致厂用电率增加。

针对此种情况，合同签订时，合同条文的内容应非常严密，一般不允许修改，如果有修改，应有由于合同的供货范围增加而引起相应的合同价格及厂用电率修正等条款。

3.3 设计的影响

设计对厂用电率的影响非常大，投标中设计方案的对比论证、系统的配置、系统参数的选取等会直接决定合同厂用电率的大小。在合同执行阶段，设备的选型、布置、图纸的确认等都会影响厂用电率，对厂用电率能否最终满足合同的要求起保证作用。

3.3.1 设计方案的影响

设计方案的不同，自然导致的系统的耗电量直接结果不同。对此，在工程的具体设计过程中，在满足合同要求的前提下，尽量采用国内外成熟的能够节能的方案，做到精细化设计。

在工程中往往价格较低的设计方案，由于采用了效率较低的设备，其能耗往往会增大，导致厂用电率增大。当按照合同规定的设计方案设计后，如果发现合同方案厂用电率超出合同的规定值后，可以先内部进行经济技术对比，采用更节能的方案，如部分风机可采用动叶调速或变频调速，凝结水泵、循环水泵等可采用变频调速，给水泵开可采用高效率的行星齿轮耦合器调速等。技术经济比较合理时，可与业主协商采用技术更高方案。

3.3.2 系统配置的影响

设计中工艺系统的配置对厂用电率的影响比较大，如给水系统中采用电泵还是汽泵，采用三台电泵还是采用两台电泵等，其厂用电率的结果大不一样。因此在工艺系统配置中，一定要优先考虑不同的系统配置对机组各性能考核的影响，电耗的大小无疑对合同厂用电率的执行结果有最终影响。

3.3.3 系统参数的影响

当系统的配置决定后，系统参数的选取也影响厂用电率的大小。如水泵或风机，在合同要求范围内选择对应的工况和计算系数以及余量对该系统的电耗量有影响。对此，应在满足合同要求条件下，合理选择水泵及风机的流量及扬程，尽量让系统考核工况参数对应到辅机最佳性能和效率点上，使辅机运行参数易调试到最佳效能点上，使得辅机在考核工况下的电耗量最小。如果合同要求考核多种工况厂用电率，需注意综合考虑实际的测试运行工况对应参数的选取，以达到各考核工况厂用电率综合最佳。

3.3.4 设备选型影响

风机和泵为电厂的主要耗电设备，风机通常是根据运行工况中可能出现的最大流量(TB点)来设计的，如果风机的选型裕量大，则会导致TB点与风机实际运行点(BMCR工况)相差非常大。使得风机BMCR点的效率偏低。泵同样道理，如果设计压力和流量裕量比运行工况(TMCR)大很多，同样会导致运行工况效率低。例如机组在较低负荷下运行时，如果两侧风机都参与运行，则由于风机的裕度进一步增加，风机的效率将进一步降低。本文举例工程的离心引风机和给水泵变频方式采用常规的勺管式液力耦合器，由于耦合器的最大效率点对应于风机和泵的设计点，在TMCR工况下时，此种液力耦合器效率也已经降到85%，如果负荷降至75%时，液力耦合器的效率将更低，导致风机的整体效率大幅下降，电耗量大增。

因此在选择风机时，应选择风机效率曲线比较平滑的风机，风机的效率最佳点应尽量接近考核工况点，风机应采用动叶调速，必要时可以考虑变频器调速。给水泵可采用效率线平缓的行星齿轮耦合器调速，其它主要水泵亦可采用变频器调频，来降低厂用电率。此外，选型投标时最好参考类似工程来选择风机的轴功率(注意参考条件，一般泵杨程或风机压升及流量与参考设备基本相同，误差不大于2%)，当无类似设备参考时，按风机和泵轴功率公式估算， 对于风机效率：轴流风机可取82%～85%(TB点)、85%～87%(THA工况)，离心式风机可取65%～75%(THA工况，风机出力裕量大时取下限)、82%～85%(TB点)。对于泵效率：凝结水泵取83%～84%；电动给水泵取83%～84%(主泵)及81%～82%(前置泵)。

常规电除尘器也是较大耗电设备，而且其选型与煤质的灰分特性、合同要求的最大排放粉尘浓度及除尘效率有关。如印度工程比较有特点的高灰份劣质煤且对比积尘面积的要求(一般在220m2/m3/s以上)，导致电除尘电场数比国内工程多很多(有的甚至达到10电场)，耗电量大幅增加。故在电除尘器的选型中，在条件允许的情况下，相应选用新型节能型电除尘达到合同指标控制的要求，如带有高频电源、智能控制、烟气调质、移动电极、机电多复式双区、烟道凝聚器等先进实用新技术的电除尘器。

电动机的效率也是影响厂用电率的一个原因，高效节能电机的效率一般大于94%，因此在工程中应选用名牌厂家的优质高效节能电动机。

3.4 设备招标影响

在设备采购阶段，同样的设备，尽管都能满足设备招标技术规范书的参数及性能要求，但是由于生产厂家的不同，甚至同一厂家的设备型号不同。其效率及电耗均会有所不同。

设备招标前应对进入招标短名单里的厂家进行仔细的筛选，不但要对比厂家的技术性能、使用业绩及价格，也要对比各厂家设备的效率及能耗，对于那些虽然技术参数及性能要求满足招标文件要求，而效率低及电耗较大的厂家应排除在短名单之外。如果不同厂家所提供设备的效率及电耗有差异，则应将高电耗厂家多出部分的电耗按设备的使用寿命用合同规定的罚款额度进行价格折算，然后进行商务评比，同时，应将厂家所报的设备的电耗与合同中的电耗进行对比，以保证设备在招标阶段厂用电率处于控制之中。

3.5 图纸确认对厂用电率的影响

图纸确认阶段包括两个部分，一个是BASIC DESIGN阶段，另一个是DEATIAL DESIGN 阶段。在这两个阶段中，如果业主要求增加一些设备，可能会造成辅机的电耗增加，此时应先查合同，如果合同中没有此项设备，则不能修改。确实需要修改要时，按国际惯例(如FIDIC条款变更)进行合同补充和更改，并考虑对厂用电率的影响，切不可无条件接受而增加执行风险。

3.6 施工安装的影响

设备及管道安装工艺不当时，也会增加厂用电率。如管道的弯头过多，会使管道的阻力增大，流速降低，使得水泵或风机的电耗增加。如果当地安装队伍的水平不高，可能会导致汽水系统和烟风泄漏量增大，间接的导致机组补水量、风量加大，各级泵和风机的流量、阻力也加大，使泵和风机的电耗增加。

招施工标时，因国外现场施工条件普遍较差，且受当地劳工法限制，应招聘具有丰富施工经验的施工队伍，并加强施工过程中的监管。现场施工时应避免对设计图纸上的管道进行任意修改，使管道的走向及路径严格与设计图纸一致。设备和管道的安装应严格遵循相关的施工工艺流程及相关施工验收规范。避免施工不当引起的漏风、漏水、漏汽、漏温等现象。

3.7 现场调试影响

设备调试的成功与否，直接影响到设备的工作效率。如未将设备调试到最佳运行状态，会造成设备实际运行效率低于设计值。例如：对于引风机，入口导叶的调节会直接影响到风机的运行效率，如果现场未将导叶角度调试到最佳角度，入口导叶处的节流损失将增加，从而影响到风机的效率。

现场调试时应对每个单项系统进行调试，应检查各系统的阀门、风门、挡板是否在恰当的位置，尽可能将各辅机调节在在最佳效率点上，从而使整体系统的效率最大。

3.8 运行管理水平影响

运行单位的运行经验及管理水平等也对厂用电率产生很大影响。对于工程承包方而言，如果机组在性能测试之前长期运行，不重视设备的维护，到处都有“跑、冒、渗、漏”，或者长期使用劣质燃料，烟风系统及制粉系统的磨损加大，造成系统的漏风量增加，从而引起风机的出力增加，使风机的电耗增加。

机组试运行之前，一定要建立一套完整的运行管理规定， 检修及运行人员应随时对各系统进行检查，杜绝“跑、冒、渗、漏”。在试运转完成后，应督促业主，尽快完成性能测试工作，以免机组长期运行后效率下降。

3.9 燃料及现场环境条件、测试条件影响

燃料种类直接对锅炉辅机的厂用电影响，如越南的无烟煤燃烧系统，中东的重油燃烧系都对厂用电率有直接的增和减，现场煤质及现场环境条件、测试条件对厂用电率的测试结果有影响，测试煤质与设计煤质及校核煤质的发热量、灰分含量、水分含量不一样时应对实测出的设备耗电量进行修正。现场测试的环境条件及测试条件应与合同规定的性能保证测试条件一致，如有偏差，则也应对实测出来的辅机耗电量进行修正。对于烟风系统，实际的烟气流量与设计工况不一致时，应按实际工况对风机的电耗进行修正，合同中也应明确修正的条件及修正的方法，以免如本文举例工程在执行当中对于修正数值的争执而影响机组性能验收。

4 结语

随着国外电力市场的发展，越来越多的中资企业走出国门，进入了国外的电力市场，从目前的市场调研情况来看，中资企业取得的经济效益却并不乐观。很多企业在厂用电率这个指标上被罚以巨款，因此有必要对我方承包的已投运工程的厂用电率进行分析，找出影响厂用电率的原因，制定出控制厂用电率的方法，以便在以后的工程实施过程中将厂用电率能控制在合同规定的范围内。希望本文能够对海外发电工程厂用电率的控制有一定的参考借鉴作用。

[1]HE TAO，Performance test report of auxiliary power consumption and transformer losses.

[2]王寒栋.泵与风机[M].北京：机械工业出版社，2009.