大型火电厂燃煤空冷机组降煤耗措施研究

张野

摘要：空冷机组的运行参数直接影响大型火电厂燃煤机组的煤耗情况，为此通过优化空冷机组的补水率、给水温度、排烟管道温度等运行参数，可以降低火电厂煤耗，并通过实验验证了该火电厂燃煤空冷机组降煤耗措施的有效性。

关键词：大型火电厂;燃煤;空冷机组;煤耗;冷却器

0 引言

当前大型火电厂所使用的空冷机组，在每次燃煤结束后都不会对空冷机组进行清洁，尤其是同一批次采集的煤使用完毕后，未曾对空冷机组进行能耗诊断、机组内部检查、性能试验和机组运行参数统计，极易导致机组出现故障、受热结焦等情况，从而增加燃煤空冷机组对煤耗的需求量[1]。供电煤耗率作为衡量火电机组运行经济性的指标之一，是当前大型火电厂节能、降低成本的重点[2]。本文主要研究大型火电厂燃煤空冷机组的降煤耗措施。

1 燃煤空冷机组可调运行参数选取

1.1    燃煤空冷机组构成

本文以再热直接空冷机组作为研究对象，其基础参数如表1所示。

燃煤空冷机组由于本身的转换系统十分复杂，所以分模块研究机组结构，将机组分为锅炉系统、空冷系统、汽轮机系统和回热加热器系统等。

1.2    确定可调运行参数

本次研究主要分析空冷机组的可调运行参数。机械设备组工作的调节性参变量有主机汽压、温标和重热汽温，这些参变量改变运行成本的能力与设备机械情况、运维者思维及工作实操情况相关联。总体来说，高档位的重热机械设备组标定状态时，主机汽压降低0.1 MPa，热量损耗比率增加3～5 kJ/kWh。主机汽温、重热汽温降低1 ℃，热量损耗比率增加大于2 kJ/kWh。如果此类参变量较预设值离散水平不高，就不会过高干预成本相关因素。反之，如较预设值离散水平偏高[3]，除显著扰动机械设备组成本相关性能，还可能造成设备运行安保性能障碍。

在空冷机组检测到的补水率下，为空冷机组供水时，还需要检测空冷机组的供水温度。其供水温度的变化，会影响到空冷机组各个部分的变化，尤其是冷热交换时，容易导致空冷机组出现故障。因此，降低空冷机组煤耗，就需要控制空冷机组的供水温度，故选取供水温度作为运行参数调控指标之一。

综合上述分析，本文选取空冷机组补水率、给水温度、排烟管道温度等作为调控目标，通过优化设计运行参数，实现降低燃煤能耗的目的。

2 空冷机组运行参数优化设计

2.1    控制空冷机组补水率

空冷机组在燃煤时，燃煤温度过高或过低都会影响空冷机组的运行效率，需要为空冷机组定时提供清水，但在调节空冷机组燃煤时也会引起温度变化。因此，需要空冷机组运行人员定时检测空冷机组补水率，并实时调控补水率。

运行人员通过统计整理每个月的补水情况及蒸发情况，计算空冷机组所需要的最优补水率。其计算公式如下：

根据（1）式计算结果，空冷机组运行人员可定时为空冷机组补水，在补水过程中，同时检查空冷机组的补水率高低变化情况。

2.2    控制空冷机组给水温度

运行人员在为空冷机组供水时，还需要检测空冷机组的供水温度，其供水温度变化也会影响到空冷机组各个部分的变化，尤其是供水温度的冷热交换，更容易导致空冷机组出现故障。因此，降低空冷机组煤耗，需要控制空冷机组的供水温度。供水温度计算公式如下：

运行人员根据式（2）得到的空冷机组标准供水温度，定时查看空冷机组、高压加热气旁路阀门和进汽阀，观察其排气状况和水位变化是否正常，一旦发现其中任何一项存在异常时，都需要对空冷机组进行调整，确保空冷机组在运行时各元件都处于最优状态。

2.3    降低排烟管道温度

为降低排烟管道的温度，排烟管道中安装了冷却器。使用排烟管道冷却器降低排烟管道温度，需要通过给水装置中产生的冷却水来调节空冷机组中一次风的变化。在调控空冷机组燃煤温度时，增加的风的温度使一次风的热度下降，促使排烟管道所排出的烟雾温度与排烟管道的预定温度一致，从而降低了空冷机组内部的热度，提高空冷机组的运行效率，进而降低空冷机组的煤耗量。

3 实验分析

为验证此次研究的燃煤空冷机组降煤耗措施在实际大型火电厂燃煤空冷机组中降低煤耗的效果，设计了此次实验。选择某区域的大型火电厂燃煤空冷机组作为此次实驗研究对象，利用第2节中的处理方式，得到具体的优化参数，如表2所示。

将此次研究的燃煤空冷机组降煤耗措施记为实验A组，传统措施记为实验B组，空冷机组原本燃煤消耗情况记为实验C组，分别采用上述两种不同措施，降低空冷机组煤耗量，对比两种措施降低空冷机组煤耗量的效果，进行5次实验，对比结果如图1所示。

从图1可以看出，实验A组产生的附加单耗低于0.05 g/kWh，实验B组虽比空冷机组原本煤耗量小，但是产生的附加单耗明显高于实验A组。由此可见，此次研究的空冷机组降煤耗措施，相较传统的燃煤空冷机组降煤耗措施，更能节省大型火电厂燃煤空冷机组资源。

4 结语

综上所述，此次研究从空冷机组的运行角度出发，探究了大型火电厂燃煤空冷机组煤耗量的方法，但是此次研究的大型火电厂燃煤空冷机组降煤耗措施，未曾考虑机组运行状态下的其他参数，因此在今后的研究中，需要深入分析大型火电厂空冷机组的具体运行状态，以设计出最佳的大型火电厂空冷机组降煤耗方案。

[参考文献]

[1] 刘建航，李振强，王景宽，等.降低300 MW火电机组供电煤耗优化研究[J].神华科技，2019，17（5）：58-61.

[2] 刘永江，禾志强，张志勇，等.兼顾能耗与环保的燃煤机组特性曲线获取方法[J].热能动力工程，2020，35（6）：274-279.

[3] 席莉，高鹏，刘雨佳，等.计及煤耗与环保的燃煤机组综合排序方法探讨[J].广西电力，2020，43（3）：83-86.