百万机组反平衡煤耗异常的分析与处理

刘建义，李 博，闫 超

（1.广东惠州平海发电厂有限公司，广东惠州 516363；2.75841 部队100 分队，广东广州 510000）

0 引言

2007 年8 月，中华人民共和国国务院办公厅印发《关于转发发展改革委等部门节能发电调度办法（试行）的通知》，要求改革现行发电调度方式，开展节能发电调度。按照煤耗水平调度发电，煤耗低的机组多发或满发，煤耗高的机组少发或不发[1-3]。因此，煤耗在线监测系统的准确性对于实施公平、公正的节能发电调度具有重要意义。煤耗在线监测系统主要以机组反平衡煤耗为调度依据，凝结水流量测量准确性直接影响到机组反平衡煤耗计算结果。

1 机组概况

某厂2×1000 MW 超超临界机组DCS（分散控制系统）采用艾默生公司的OVATION 系统，节能煤耗在线系统通过OPC 接口采集DCS 数据，由DCS 接口机上的采集程序，将两台机组的DCS 数据采集出来，通过网闸将数据接入到煤耗在线系统服务器实时数据库中，经过系统软件计算，将实时数据和计算后的性能指标数据写入数据库存储，最后将煤耗、负荷等关键数据上传至中调。

2 两台机组反平衡煤耗情况

煤耗在线系统投运后，中调反馈两台机组负荷率相同情况下，煤耗存在较大差异。检查煤耗在线系统，两台机组反平衡煤耗均偏低且存在较大差异，连续数月偏差现象基本类似。某月两台机组连续20 d 负荷率大体相当情况，反平衡供电煤耗存在差异，不同负荷段发电煤耗分布如图1 所示。以其中某日两台机组负荷率几乎完全一致的情况为例，24 h 反平衡供电煤耗如图2 所示。

图1 不同负荷段反平衡发电煤耗对比

从图2 中可知，平均煤耗偏差7.79 g/（kW·h），最大煤耗偏差7.9 g/（kW·h），最小煤耗偏差29.8 g/（kW·h）。1#、2#机组的反平衡煤耗存在的问题有两个：一是两台机组反平衡煤耗在全负荷范围（400～1000 MW）在线监测计算出来的数据偏低，特别是在高负荷（900～1000 MW）时两台机组煤耗甚至严重偏低情况；二是目前1#机组与2#机组实时煤耗存在5～8 g/（kW·h）的较大差异。

图2 24 h 机组负荷和反平衡供电煤耗对比

3 反平衡煤耗分析

通过对节能煤耗在线监测系统中反平衡煤耗公式以及平海发电厂除氧器入口流量（凝结水流量）的数据分析，发现引起反平衡煤耗数据异常的主要原因是机组除氧器入口DCS 测量流量数据偏低（表1）。

表1 不同工况下24 h 凝结水流量数据

（1）450 MW 负荷下，两台机组间凝结水流量相差1041.1-1029.6＝11.5 t/h，反平衡煤耗相差338.8-330.5＝8.3 g/（kW·h）。假设两台机组间不存11.5 t/h 凝结水流量的差异，2#机组也按1041.1 t/h 流量核算，2#机组反平衡煤耗为334.2 g/（kW·h），机组间的煤耗差异将缩小4 g/（kW·h）。

（2）1000 MW 负荷下，两台机组间凝结水流量相差2166.1-2123＝43.1 t/h，反平衡煤耗相差283.6-277.6＝6 g/（kW·h）。假设两台机组间不存43.1 t/h 凝结水流量的差异，2#机组按2166.1 t/h 流量核算，其反平衡煤耗为283.2 g/（kW·h），机组间的煤耗一致。

4 除氧器入口流量（凝结水流量）数据分析

对两台机组除氧器入口流量数据进行了分析比对，发现DCS 采集到的除氧器入口流量存在比实际工况流量偏低的情况。通过查看两台机组的除氧器入口流量数据可以看出：

（1）两台机组都存在除氧器入口流量测量值比真实值低的情况，而且误差幅度基本一致，400 MW、1000 WM 时两台机组分别比真实值低约33 t/h 和54 t/h。

（2）两台机组在不同负荷下误差比例是一致的，低负荷时除氧器入口流量的误差绝对值要比高负荷时小，但误差比例会增大，低负荷到高负荷误差比例从3.8%到2.5%；反平衡煤耗在低负荷时的误差较过高负荷大。

（3）根据历史数据，可以初步核算出当日450 MW 时，1#、2#机组的真实反平衡煤耗分别为349.5 g/（kW·h）和342.1 g/（kW·h）；1000 MW 时，1#、2#机组的真实反平衡煤耗约290.0 g/（kW·h）和284.5 g/（kW·h）。

5 入口流量测量数据偏低的原因

通过核查流量计算资料发现，流量孔板在设计时提供的介质压力为4 MPa、温度为201.2 ℃，在此工况下水的设计密度为866.55 kg/m3。由于现行公式并没有考虑密度对流量的影响，因此不同负荷下介质密度的变化会造成流量的较大误差（表2）。

表2 不同负荷下凝结水流量的介质密度 kg/m3

从表2 可以看出，高负荷时更接近于设计866.5511 kg/m3的设计密度，因此流量误差的百分比较小，而低负荷时实际密度偏离设计密度要多些，造成的流量误差要大些。

6 整改措施和方法

由于流量孔板的介质设计密度偏离了实际介质密度，因此需对密度造成的误差进行修正和整改。

（2）不改变现行公式，综合考虑设计密度和实际密度的偏差，对现行流量公式中的系统“K”进行固定值修正，让流量误差偏小一些。此方法存在的弊端：①没有彻底解决密度引起的流量误差，不能真实体现反平衡煤耗；②具体修改量没有依据，当进行监督核查时没有一个合理的解释。该方法的优势是，由于将节能煤耗在线系统数据上传电网并用作节能调度的依据，可以满足节能调度的需要以及同类型机组间的竞争的需要。目前机组采用此方法，将系数K 通过负荷修正，根据每台机组不同工况，采用不同的修正系数。经过修正后，实现各个工况下流量测量基本无偏差，反平衡煤耗更准确。