热电联供电厂优化降低厂用电率的研究与应用

李中海 李涛 岳磊

摘 要： 火力发电厂的厂用电率是衡量发电机组性能的主要经济技术指标之一。降低发电成本，提高经济企业效益是企业长期的目标。降低厂用电率，可以降低发电成本。火力发电机组的主要经济技术指标有发电量、供电煤耗和厂用电率。这些指标之间都是相互联系相互影响。如何有效统筹调整生产运行工况成为火电厂经济运行的重要内容。

关键词： 热电联供电厂;经济运行

【中图分类号】TK229.66 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）22-0163-01

引言：电冶分公司现有三台循环流化床锅炉（130t/h*1+150t/h*2），四台汽轮发电机组，其中包括3×25MW和1×0.6MW机组，总装机容量81MW。两条供热管道，其中：西部供热管道直径630mm，设计供汽能力160t/h，最大供汽能力200t/h，供汽压力1.6MPa。南部供热管道直径350mm，设计供汽能力30t/h，供汽压力0.8MPa，年发供电约5亿kwh、供汽60多万吨。据电冶分公司近几年机组指标数据来看，厂用电率在15%左右，相对较高。如何统筹调整优化降低厂用电率成为扭亏的重要因素，为此决定立项进行研究优化。

1 分析运行中存在的问题

厂用电耗主要是由厂用电动机所消耗的，特别是6kv的电动机。厂用电主要消耗在经常连续运行的锅炉及汽轮机系统的6kv辅机上。风烟、燃料加工制备、超低排放系统、循环水三大辅助系统的设备用电量占全部厂用电量的70%左右，如果每种设备的选型使用、运行方式调配合理，对厂用电的消耗就能够降低，机组的综合厂用电率也会下降。因此，挖掘高压辅机节电潜力，减少风烟、燃料加工制备、超低排放系统、循环水四大系统辅机耗电量，是降低机组厂用电率的关键。

2 项目实施内容

2.1 锅炉系统

2.1.1 引风机变频改造

锅炉系统主要耗电的电动机包括引、送风机。一方面，对两台引风机实施变频调节改造（#5、#6引风机为变频调节），变频器调速范围广、调整特性曲线平滑，可以实现连续平稳的调速，可以获得其它调速方式无法比拟的节能效果。另一方面从引风机的运行方式着手，锅炉正常运行时，一台送风机两台引风机同时运行，司炉根据锅炉运行参数及时调整引风机的风量，在停炉只开启一台引风机，没有检修工作时及时关闭引风机运行，减少耗电量。

2.1.2 治理空气预热器漏风、堵塞问题

空气预热器漏风和堵塞情况较严重，经过检查，发现#3炉下层北侧两个管箱漏风严重（约600根），且积灰堵塞较多（约500根），使烟道阻力增加，漏风增大，锅炉在正常的氧量下运行引风机耗电量会大幅增加。因此，经研究决定实施以下内容：①利用高压水枪对空气预热器堵塞的管子进行冲洗疏通;②对漏风的管箱进行更换及密封，实施后通过空气预热器漏风试验检测密封效果。

2.1.3 降低飞灰含碳量，减少电除尘用电量

一是入炉煤颗粒度管控。对燃料而言，粒径减小，粒子数增加，总表面积增加碳粒燃烧速度加快，燃尽时间缩短，但如果细颗粒过小，大量的未燃尽的细小颗粒被迅速带出炉膛，造成稀相区燃烧份额增加，改变炉内的吸热分配，同时也增大了飞灰含碳量; 颗粒太大，总表面积小，煤粒的扩散阻力大，导致反应面积小，增加了颗粒燃尽的时间，降低了燃烧效率，同时粒径过大会使局部流化不良，造成局部床温升高，易发生床内结焦，排渣困难，并且会增加受热面的磨损面积和加快磨损速度。根据锅炉运行情况，对3台锅炉入炉煤颗粒度进行管控，10mm以上不超8%。二是炉膛负压的调整。锅炉炉膛负压保持太小，燃烧烟气进入高温旋风分离器后离心力下降，进入烟道的碳粒增多，飞灰可燃物增大。但负压保持太大，烟气进入高温旋风分离器后离心力增大，进入烟道的颗粒减少，但尾部受热面磨损增加。经实践，综合考虑烟速的分离及尾部受热面的磨损情况，将负压保持在- 50 ～ + 50 Pa 效果最好。三是对于循环流化床来说，从有利于燃烧的角度看，提高床温是有益的。因为虽然流化床具备低温强化燃烧的特点，但床层中煤粒挥发物的析出和碳粒的反应速率随床温的增加而增大，碳粒的燃尽时间随着床温的上升而缩短，所以提高燃烧温度可缩短燃尽时间，从而降低飞灰含碳量含量。但是过高的床温会导致炉床结焦，并且也不利于机组长周期运行，此将床温控制在950-980℃效果最佳。

2.2 超低排放系统

2.2.1 DCS系统多点融合

电冶分公司已有6套DCS系统，烟气超低排放项目改造后，也采用DCS控制系统，本项目电气部分拟定对原有锅炉DCS控制系统与SCR与SNCR控制系统进行多点融合。该项目电气部分的研究应用使各控制点的系统联网，使锅炉操作调整和环保数据处理能够在多个操作站点进行，人员配置更灵活，提高了系统安全性、稳定性、可靠性，并提高运行效率，节约用电量，降低生产的成本。

2.2.2 降低脱硫循环泵运行台次

通过一系列措施的应用，优化系统操作及运行方式，在每台炉只投用2台浆液循环泵的情况下保证了烟气脱硫效率，锅炉烟气排放数据符合环保数据合格标准。每台炉减少一台循环泵运行。

2.3 汽轮机系统

2.3.1 优化循环泵运行方式

加强对循环水运行方式的管理，优化循环水泵节电运行方式，保持机组循环水最佳开度，提高循环水的重复利用率，并根据季节水温变化与负荷的变化情况，及时调整循环水进水门开度，减少电动循环水泵长期运行。为降低循环水泵电耗，根据实际情况，在环境温度较低时（冬季，春秋季的晚上等），运行一台循泵来满足凝汽器冷却水和真空的要求，从而降低厂用电的消耗。

2.3.2 优化给水泵运行方式

对于汽轮机系统功率最大的电动机—给水泵的耗电率也是非常高的。给水泵调速系统调节转速以控制给水压力，由给水管道上装设的调节门开度控制给水流量。实际运行中，在负荷一定时，通过调节给水调节门調整汽包水位，同时，通过DCS控制调节系统可将调节门投入自动运行，在负荷改变时，及时调整给水调门开度，避免出现“大马拉小车”的现象。

3 项目实施效果

项目的实施，极大提高了电冶分公司机组运行效率，同时提高锅炉运行经济性，减少了厂用电量。厂用电率从15.1%降至14.5%。2019年上半年减少厂用电量=27115*0.6%=162.7万kwh。该项目的成功实施对于同类小型热电联供电厂降低厂用电率具有一定指导意义。