节能启停评价在火电厂节能降耗中的应用

王滨

(华电潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261204)

0 引言

国办发〔2014〕31号《煤电节能减排升级与改造行动计划》要求:到2020年，现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310g/(kW·h)，其中现役600 MW及以上机组(除空冷机组外)改造后平均供电煤耗低于300 g/(kW·h)。某公司现有4台机组(一期2×330 MW，二期2×670 MW)，2014年供电煤耗完成值分别为313.04，305.29 g/(kW·h)，与《煤电节能减排升级与改造行动计划》的要求还有不小的差距，节能降耗任务艰巨。

燃煤发电机组启停过程消耗高、产出低，各种能源消耗量巨大。据统计，600 MW等级机组1次冷态启动要消耗燃油 50～100 t、燃煤800～1 000 t、除盐水2000～3 000 t、厂用电200～300 MW·h，启动1次对机组供电煤耗的影响为10～15 g/(kW·h)。目前机组启停考虑更多的是安全性，对启停过程中的节能管理重视不够。如何在保证机组安全启停的前提下，尽可能缩短机组启停时间，减少启停过程中各种能源的消耗量，对降低机组能耗有着重要意义。

1 节能启停评价的内涵

在保证机组安全、环保启停的前提下，对机组启停过程中的各个阶段进行统筹安排，合理搭接各个进程和环节，优先采用微油点火、炉底加热、邻炉输粉、电机变频等既有节能装置，并制订意外情况的应急措施;每次启停后应及时进行对比、总结和评分，根据得分进行奖惩。通过管理思路创新和技术创新，有效缩短机组启停的时间，大幅降低各种能源的消耗，实现机组效能的有效提升。

2 节能启停评价的主要思路

通过优化运行各专业(岗位)之间的启停逻辑关系，统筹安排、协调控制系统和设备的投停时机和进程，有效缩短无效运行时间和等待时间。在保证安全和环保的前提下，优先使用既有节能装置，可以在不增加设备投入的情况下，显著降低启动油耗、电耗和水耗。

(1)绘制机组不同状态下的节能启停时序网络图，明确各环节的重点操作内容和人员要求，指导运行人员操作。

(2)结合机组节能启停网络图及过程能耗标准，制订机组节能启停评价体系，并做好机组启停机台帐;每次启停后应及时进行横向、纵向对比，总结及评分，并不断完善、优化节能启停的操作流程。

(3)合理安排辅助厂用蒸汽运行方式，制订旁路系统不能正常投运、给煤机断煤等意外情况的应急措施。

3 主要技术方案

针对不同机组以及机组启停的不同状态和阶段，结合节能启停时序网络图和实际状况，制订机组节能启停评价评分表，对以下各阶段的操作进行指导和评分:包括启动前的准备、锅炉点火、汽轮机冲转、并网及带负荷、停运准备、停运及停运后的工作。

(1)启动前准备，以减少设备空转和无效运行时间为重点，着重做好各阶段工作的合理搭接。多台并列运行的辅助设备，应优先启动效率高、能耗低的设备，变频设备应优先启动。凝汽器建立真空、锅炉点火、汽缸暖缸等操作应安排紧凑。直流锅炉冷态循环清洗时宜加大再循环流量，控制外排量，合格水质应及时回收。应在汽包“过水”15 min后及时投入炉底加热系统，有邻炉输粉机的锅炉，启动前宜提前安排邻炉的一套制粉系统储备接近设计煤种的煤，并通过该系统连续向待启动锅炉的粉仓输粉，以提前满足投粉条件。

(2)锅炉点火阶段，以减少燃油消耗为核心，严控机组燃油量、燃煤量。锅炉点火时，在保证燃烧稳定的情况下，宜控制风烟系统在出力下限运行，避免通风量过大而导致炉膛温度降低。点火初期宜少投煤粉燃烧器并定期切换，而后应适当提高燃烧区的煤粉浓度、氧量、温度，以保证燃烧稳定。在保证安全的前提下，汽轮机应采用机械部件损耗和燃料损耗等总损耗最小的启动方式［1］。

(3)汽轮机冲转，以控制机组振动为导向，重点做好汽轮机暖机工作，达到暖机时间短且效果好的目的。冲转参数应根据高、中压缸第1级金属壁温水平来确定。暖机时宜尽量增大汽轮机的进汽量，以改善汽缸的暖机条件［1］。应根据高中压缸温升速度及时调整旁路开度。具有汽轮机法兰及螺栓加热装置的，汽轮机冲转后应及时投入并尽量增大加热量。发电机变压器组恢复热备用操作应在汽轮机中速暖机过程中完成。

(4)发电机并网及带负荷，以参数控制为载体，严控机组升负荷速率。低负荷暖机期间，不宜增开制粉系统，应维持发电机并网前的辅机运行方式，以防主蒸汽温度大幅升高而导致汽轮机差胀等参数超限，造成机组启动过程延长。机组升负荷过程中，应严格控制升温速率、升压速率及带负荷速率，条件允许时宜压上限控制，并按规程规定及时退出旁路系

统［2-3］。

(5)停运前的准备，以设备试验为重点，确保机组停运时设备运行正常。停机前运行人员应熟练掌握磨煤机断煤、辅汽系统汽源切换时阀门卡涩、助燃油枪故障等异常情况下的应急措施。机组停运前应试投油枪，确保油枪备用良好。制粉系统停机前8 h，对下层燃烧器对应粉仓进行换粉操作，确保烧空粉仓过程中给粉机运行正常。

(6)停运操作，以减少工质和热量损失为目标，重点做好停运环节的统筹安排。机组负荷降至50%额定负荷时，应及时停运部分并列运行的设备。机组滑停过程中，有微油点火的应采用微油点火方式助燃，并保留微油点火对应层制粉系统直至锅炉熄火。机组滑停过程中，应及时按规定开启各疏水、放水门，以减少工质、热量损失［2-3］。

(7)停运后的工作，以保护设备和降低消耗为目的，着重做好相关设备的及时停运。机组解列后，相关变压器冷却风扇、油泵等应及时停运。锅炉熄火后，空气预热器及火检冷却风机温度达规程要求时及时停运。满足条件后应及时停运循环水系统。机组停运时，已具备停运条件的设备应及时停运;需通过调整运行方式方具备停运条件的，应及时调整运行方式并停运;不需连续运行的，宜先停运，需要时再短时启动。

4 管理措施

依据节能启停评分表的各个细目，对整个启停过程中的相关操作进行评价打分，启停过程中出现设备缺陷或异常情况，按照100元/分的标准考核责任部门。扣除异常因素后，机组启停评价得分超过或低于80分的部分，按照100元/分的标准奖惩运行部门。

5 实施后的效果

(1)优化了机组启停过程。通过各环节的合理、有效搭接，大大缩短了机组启停时间，减少了不必要的等待时间，为机组早并网和及早开展检修工作创造了条件。以600 MW机组为例，可缩短启动时间1.5 h，早并网发电1.5 h，以平均负荷为75%额定负荷计算，上网电量增加750MW·h，以上网电价0.42元/(kW·h)计算，收益为31.5万元。

(2)节约了机组启停成本。600 MW机组冷态启动1次消耗各种燃油、燃煤、水、汽的费用为50万元左右，通过节能启停评价，每次可节约费用10万元左右。

(3)提高了设备的健康水平。由于严格控制设备参数，不仅减少了各种“过度”的消耗，也极大降低了主、辅设备的热冲击，提高了设备使用寿命。

(4)改善了环保指标。由于启停时间平均缩短1.5～2.0 h，环保指标更容易控制，减少了SO2，NOx等的排放量。

(5)优化了指标控制质量。由于进行了严格的过程控制，炉膛压力、主/再热蒸汽温度等参数控制在较好的范围内，避免了由于操作次序不合理造成的参数波动，实现了主要参数的平稳控制。

(6)经济效益显著。每次机组启动总收益为41.5万元(600 MW机组)，其中还未包括设备健康水平提高的隐性收益。按每台机组年启停2次计算，每台机组年度效益可达83万元。

6 结束语

开展机组启停节能评价工作，是将燃煤发电机组节能降耗工作向机组启停阶段的延伸，在常规运行优化和节能技术改造之外，扩大火电厂的节能视角，深入挖掘机组启停环节的节能潜力，指导和督促燃煤发电机组节能工作的深入开展，有效降低机组启停过程中的能源消耗，开辟了一条火电厂节能降耗的新途径，在行业内具有很好的推广意义。

［1］华电国际电力股份有限公司.华电国际电力股份有限公司燃煤发电机组节能启停指导意见［R］.北京:华电国际电力股份有限公司，2014.

［2］华电潍坊发电有限公司670 MW机组集控运行规程:Q/122-104·1·1602.1—2012［S］.

［3］华电潍坊发电有限公司330 MW机组集控运行规程:Q/122-104·1·1602.2—2012［S］.