深度调峰下燃煤机组运行方式对能耗的影响分析

董光鹏

（甘肃电投武威热电有限责任公司，甘肃 武威 733000）

1 不同负荷状态下机组能耗变化

在调峰过程中，因为汽轮机所具备的包括热耗率、机组负荷、锅炉效率等在内的因素均会影响机组的经济运行模式，决定供电煤耗。分析机组的试验数据可知，机组的经济性参数见下表1 所示。

表1 机组经济运行参数

（1）同一煤质下，负荷175MW 深调至140MW，负荷率降低10%，影响发电煤耗升高了5.63g/kW·h。另外配烧煤比例由66.93%升高至79.03%，入炉煤热值由18.71MJ/kg 降低至18.25MJ/kg。140MW 工况下，发电煤耗完成326.94g/kW·h；同一煤质下，负荷从175MW 深调至105MW，负荷率降低20%，为了确保锅炉燃烧稳定和脱硝入口烟温，高热值煤种耗量增加，入炉煤热值由16.9MJ/kg 升高至17.98MJ/kg，影响发电煤耗升高了25.25g/kW·h。105MW 工况下，发电煤耗完成331.15g/kwh。

（2）机组深调期间，每深调1 万kW·h 负荷，影响发电厂用电率平均升高0.0178%，由于发电厂用电率的升高，影响发电煤耗平均升高0.0569g/kW·h。

2 启停过程中的能耗损失

通过计算法与试验法计算机组启停能耗的具体损失量，在实际计算过程中，试验法存在一定的局限性，存在较大的偶然误差，且测量难度较大，因此，本文直接使用计算方法计算，按迄今过程中的能耗损失，如今最为经常使用的计算方法主要为线性因子法，在该线性因子法计算过程中，直接将整个启停过程分为多个阶段，并且在损失因子计算过程中，考虑到这多个阶段中不同的特点及影响因素，从而在经过线性求和之后获得最终需要的损失量。一般情况下，完整启停过程的环节主要是先开始进行降负荷，之后进行停运操作。而在停运后分别经过点火准备、点火升参数，以及冲转并网等一系列操作，之后逐渐地使得负荷上升为热稳定状态，同时，对于这一系列过程中的燃煤能耗损失及比重进行分析，并根据最终分析结果，将有关的损失因子确定下来，进而明确整个启停过程中所均分阶段的损失。分析可知，在整个启停过程中占据更高比重，而从点火到冲转，再到之后的并网及升负荷等三个阶段。因此，在探究启停两班制调峰运行方式过程中能耗的损失量的过程中，主要因素为热态启动时间的长短。一般情况而言，机组如果处于两班制状况时，其往往只会运行于不具备较高电力负荷的夜间，此时，其停机时间往往为6 ～8h，之后在早上才进行热态启动，由电厂当中实际机组热态启动流程可知，得出启停过程中可以损耗56.5t 的煤量，确保最终的计算结果较为可靠。

3 启停两班制与均等低负荷运行经济性比较

3.1 调峰临界时间

供电过程中消耗煤的量将会随着负荷的降低而出现升高趋势，而此时，如果将均等低负荷调控运行模式应用于其中，那么整个机组设备会在负荷逐渐降低到最低值的夜间，持续消耗大量的燃煤量。如果机组长期低负荷运行，那么，就会影响电厂运行过程中可能会取得的经济效益。而通过应用该机组启停两班制，会外启停过程中消耗更多煤量。也因此，如果低谷时间相对较短，那么，应用该方法也并不合理。对此，低谷运行时间在机组两种调控运行模式中，对于该模式所获取经济效益进行比较过程中关键性因素。而工作人员在这两种运行方式选择过程中，主要的选择不同长短的调峰时间。而此时，如果调峰时间等于临界时间，那么，用这两种方式消耗同样的能量。而如果相比于临界时间而言，调峰时间过长，那么就尽可能地运用启停两班制的运行模式，获取更高经济效益；而如果调峰时间更短，那么，应用均等低负荷运行方法更为经济。之后根据公式计算单台机组不同运行模式下的经济特性，且发现随着发电经济性的变化，实际电力需求量不会改变，如果电场中只有一台机组独自运行，那么，其临界时间的确定不具备实际意义。而如果多台机组同时工作进行时，总发电量固定时，为了提升电厂运行的经济性，应合理调度机组的运行模式，采用更合理的启停两班制。如果整个电厂内所安部机组具备相同能耗，那么，在一定停运时间内，电场机组具体能耗不会产生影响。

3.2 不同负荷下调峰运行方式

本次电厂机组为350MW，应用拟合公式计算供电煤耗，只有在一定的负荷承受范围内，保证调峰临近时间同基本的运行规律相符合，机组启动时间为5 小时，因此，当临界时间低于5 小时时，可以忽略临界时间，以此得到不同机组的经济运行模式。

3.3 不同运行方式的经济性分析

计算不同运行方式下机组的能耗，直接将机组能耗带入公司内部，在计算出电场机组运行过程中所消耗煤炭的数量后，还深入地分析机组长期处于低负荷运行状态之下，停机时间以及标煤损失量之间的关系，多数情况下，电厂中一台发电机组进行调峰，将会大大降低整个发电厂的经济性，而如果有两台机组共同应用，就能够使电厂普遍具备更高的经济效益，而如果调峰时间固定为10 小时的情况之下，那么一次机组调峰就可以节约标煤量为108t。

当1 台机组长期处于停运状态时，可以使用另外的机组，而该机组参与到启停进行过程中，直接将其临近时间固定为4 个小时，而如果启停两班制调峰时间为10 小时，可以节约标煤86 吨。当处于其他运行负荷时，可以根据以上计算方法计算经济性，达到不同的两班制运行模式。为了保证机组运行的可靠性，电厂应避免采用单机运行模式，尽量采用启停两班制方式，保证平均每次的调峰时间为10 小时，节约标煤量为120 吨。

通过分析可知，机组的容量同启停两班制运行模式能够获取的经济效益成正相关。同时，在具备有相同负荷率的前提条件之下，电厂内部共同运行的机组数目以及启停两班制运行模式所获取的经济效益，也成正相关，而在此次实验研究进行过程中，要准确计算机组启停的具体消耗煤量，主要的参考依据在于机组设计时的有关参数，因为在一般情况下，机组运行启停过程中，消耗的能量会随着时间的延长而呈现下降趋势。而在如今电场中电力结构以及新机组投运结构出现改变的前提条件下，机组在运行之后，其性能会随着运行时间的提高而下降。此外，在电场进行深度调控过程中，其不再受限于就业分股查，因此，机组能够在运行过程中长时间保持处于低负荷运行状态，在此种模式应用过程中，应用启停两班制的模式，能够获取更高经济效益并节省大量能量，同时，在其实际应用过程中，该模式的应用可能会受到多种因素影响，但由节能减排的角度思考，应充分重视此种运行模式的使用，以显著提升电厂的经济效益水平。

4 结语

通过分析350MW 机组运行模式，分析其供电煤耗情况，发现在长时间的调峰运行情况下，均等低负荷模式会增大供电煤耗，应采用启停两班制模式，可以在保证负荷量不变的前提下，增大机组容量，获得明显的经济效益。又因为在启停两班制调峰模式应用过程中，有着临界时间的确定，一旦低负荷时间较长，就具备明显的经济性。除此之外，随着电网负荷率的下降，在电厂进行深度调控过程中，不会受到昼夜温度差的限制。因此，应用该启停两班制运行方式，能够在节省大量能源的同时，为电厂获取更高经济效益。