浅析火电机组节能诊断方法与应用

2013-06-22张国柱温志鹏李本锋谷小兵彭伟中国大唐集团科技工程有限公司

节能与环保 2013年4期

文张国柱温志鹏李本锋谷小兵彭伟中国大唐集团科技工程有限公司

浅析火电机组节能诊断方法与应用

文/张国柱温志鹏李本锋谷小兵彭伟中国大唐集团科技工程有限公司

节能诊断及节能潜力分析既是对火电厂整体能耗水平评估的手段，又是有效指导火电厂安排自身机组进行节能改造的参考依据，在火电厂节能改造工作中发挥着极其重要的作用。“十一五”期间，各电力公司相继完成了国家制定的节能目标，但节能诊断数据分析显示，大多数600MW及以下机组仍有8g/ kWh左右的节能潜力。

1 节能诊断理论

1.1 耗差分析法

耗差分析法是根据电厂实际运行参数与设定的基准值的差值，通过建立耗差分析模型计算得出实际运行指标对机组煤耗率、热耗率、机组效率以及厂用电率等指标的影响系数。耗差分析作为节能诊断的重要方法，可以使电厂节能管理人员以及节能服务公司在掌握机组各系统及设备实际经济性水平的情况下，理清各种因素对机组能耗指标的影响量，分主次实施节能改造。

耗差分析的关键在于合理选取设定的基准值。基准值可选取设备制造厂商提供的设备设计参数值或电力设计院提供的系统设计参数。当电厂实际运行参数与设备厂商或设计院提供的设计参数有较大差别时可采取热力系统及设备性能试验确定的参数最佳值。

耗差分析法适用于运行参数与设定的基准值偏差不超过50%的情况，否则会造成较大的分析误差。

1.2 等效焓降法

在回热抽汽式汽轮机中，1kg新蒸汽的实际做功为：

式中：H——新蒸汽所做实际功，kJ/kg；

h0——新蒸汽进入汽轮机的初始焓，kJ/kg；

hc——汽轮机的排汽焓，kJ/kg；

hi——汽轮机第i级抽汽焓，kJ/kg；

hi——第i级抽汽的抽汽份额，%；

n——抽汽级数。

和纯凝式汽轮机的直接焓降相比，H成为新蒸汽的等效焓降。

等效焓降法主要用来分析蒸汽动力装置和热力系统的经济性，它利用热力学的热功转换原理，经过严密的理论推导，求出热力参数焓降和装置效率等，用简便的局部计算代替整个系统的繁杂计算，分析热力系统中节能技术改造的效果，为系统参数的定量计算提供了简化方法。等效焓降法作为节能诊断的主要理论和方法，提供了局部系统定量分析的手段和依据，有效简化了节能计算的工作量。

2 节能诊断方法概述

2.1 系统损失分类

电厂系统运行过程中会产生不同类型的损失，引起供电煤耗较设计值升高。具体可分为不可避免损失、不可控损失和可控损失（部分可控损失）。

(1) 不可避免损失。不可避免损失指机组受环境气候和机组运行客观条件等因素影响，而造成的必然损失。如环境气温变化引起汽轮机背压变化，造成汽轮机冷端的损失；排污、吹灰、汽水损失、辅助生产用汽等不可避免的损失。设计煤耗加上各不可避免损失后得到基准煤耗。

(2) 不可控损失。不可控损失指机组受到外界条件限制，如负荷率、计划启停机、非稳态、煤质变化以及设计和设备条件限制引起的损失。基准煤耗加上当年不可控损失后得到达标煤耗。

(3) 可控损失（部分可控损失）。可控损失指由于运行方式不佳或设备存在缺陷等造成的损失，如运行参数偏差、加热器端差、冷端系统真空及过冷度、系统内外漏、空预器漏风、排烟温度等。一般可通过运行调整优化、设备检修及更换等方式解决或部分解决此类损失，同时也是挖掘电厂节能潜力的重点方向。达标煤耗加上可控损失后得到实际煤耗。

2.2 节能诊断方法及过程

(1) 收集设备及系统的设计数据及有代表性的实际运行数据。

(2) 计算各项损失，并进行分类。

(3) 通过各项损失累加计算得到机组当年运行煤耗值，并与电厂统计煤耗值进行对比，检验以上各项损失的计算方法是否准确、合理。

(4) 分析总结各项损失以及机组实际运行煤耗高于设计值的主要原因。

(5) 针对各项损失类型进行节能潜力分析，并提出节能降耗方案及措施。

(6) 提出供电煤耗目标值。

3 节能诊断应用实例

现以某电厂2台300MW供热机组为实例，通过计算系统各项损失并汇总，分析电厂典型的节能潜力，并提出相应的节能降耗措施。

3.1 机组各项损失计算

通过计算分析，在实际运行条件下，与额定负荷原设计值相比较，各种损失使电厂1、2号机组发电煤耗分别升高约9.78g/kWh和17.23 g/kWh。分析核算认为，1、2号机组实际供电煤耗分别为319.4 g/kWh和327.8 g/kWh。这一结果与电厂统计煤耗值相比基本相同，说明各项损失的计算方法较为准确合理。各种损失对机组能耗指标影响量汇总见表1。