电站设备-火电厂技术经济指标管理及节能技术

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电力工业热工计量测试中心TPRI西安热工研究院有限公司质量方针：以人为本规范诚信求实创新追求卓越*主要依据各项技术监督的国家、行业以及发电企业的相关标准、条例、规定和等，为发电集团和发电厂提供电厂技术监督的有效性、符合性等的评价和分析，充分利用热工研究院在火力发电厂各专业的专家知识优势，针对电厂生产实际中存在的影响机组运行可靠性和经济性的重大问题，提出建设性改进建议，以至进一步提出解决并加以实施和跟踪，从而确保火电厂安全、可靠、经济、环保运行。 背景和意义 火电厂技术经济指标管理 改进机组经济性的措施TPRI西安热工研究院有限公司火电厂技术经济指标管理及节能技术*我将首先简要介绍我国火电厂面临的节能形势和火电厂节能的意义，然后从火电厂技术经济指标体系及其管理，提出改进机组经济性的措施和途径。由于时间关系，所述内容一定存在着不少不妥之处，真诚地希望各位领导和专家批评指正。 节能(EnergyConversation)：指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理且有利于环境保护的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加合理、有效地利用能源。包含节约能源消耗和节制能源消费两层含义，即力求以最小的能源消耗取得最大的经济和社会效益，节制有限的非再生能源资源的消费，把它用于至关重要的部位，才能顺利完成向新的能源基础过渡。基本概念背景和意义TPRI西安热工研究院有限公司 节能技术监督(EnergyConversationTechnologySupervision)：采用技术措施或手段，对影响电厂经济效益的重要性能参数和指标进行监测、检查、分析、评价和调整，对发电设备的效率、能耗指标进行监督，做到合理优化用能，降低资源消耗。它涉及企业耗能设备及系统的规划、设计、安装、调试、运行、检修和技术改造等诸环节，目的是使电厂的煤、电、油、汽、水等消耗指标达到最佳水平。基本概念背景和意义TPRI西安热工研究院有限公司 能源约束矛盾突出能源是国民经济发展的基础，要实现十一五规划提出的将单位国民生产总值的能源消耗降低约20%的新目标和十六大提出的到2020年GDP比2000年翻两番，2020年的能源需求量将高达40多亿吨标准煤。在充分考虑节能因素的情况下，2020年也需要消费30亿吨标准煤，能源工业面临着巨大的压力。 环境问题日益加剧燃煤造成的二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的70-80%；二氧化硫排放形成的酸雨面积已占国土面积的三分之一；化石燃料二氧化碳排放是我国温室气体的主要来源。TPRI西安热工研究院有限公司背景和意义*我国是世界上为数不多的能源消费以煤为主的国家。在我国电源结构中，火电设备容量约占总装机的75%，火电机组年发电量占总发电量的80%以上，火力发电在相当长的时期内仍将在中国电源结构中占主要地位，造成了很大的环境压力。随着电力技术的不断发展，火电机组结构不断优化，大容量和新技术机组所占比例的不断提高，全国火电机组平均供电煤耗由2000年的394g/kWh降低到2004年的379g/kWh，2005年300MW平均供电煤耗完成338.6克/千瓦时，平均厂用电率为5.26%；600MW平均供电煤耗完成326.86克/千瓦时，平均厂用电率为4.75%；各类机组的运行可靠性和经济性水平逐年提高，但全国火电机组平均效率仅约33.9%(比国际先进水平低6-7个百分点)，平均供电煤耗比国外高约50克标煤，整体运行水平与国际先进水平相距甚远。背景和意义TPRI西安热工研究院有限公司* 2004年11月国家发展与改革委员会首次颁布了《节能中长期规划》，重点规划了到2010年节能的目标和发展重点，并提出2020年的目标。该规划提出了节能工作的指导思想、遵循的原则和目标，提出了节能十项重点工程和十条保障措施，是我国能源中长期发展规划的重要组成部分，也是我国中长期节能工作的指导性文件和节能项目建设的依据。背景和意义TPRI西安热工研究院有限公司*规划提出的目标主要有：宏观节能量指标、主要产品单位能耗指标、主要能耗设备能效指标和宏观管理目标。宏观节能量指标：到2010年每万元GDP（1990年不变价，下同）能耗由2002年的2.68吨标准煤下降到2.25吨标准煤，2003-2010年年均节能率为2.2%，形成的节能能力为4亿吨标准煤；2020年每万元GDP能耗下降到1.54吨标准煤，2003-2020年年均节能率为3%，形成的节能能力为14亿吨标准煤，相当于同期规划新增能源生产总量12.6亿吨标准煤的111%，相当于减少二氧化硫排放2100万吨。背景和意义TPRI西安热工研究院有限公司 主要产品（工作量）单位能耗指标：2010年总体达到或接近20世纪90年代初期国际先进水平，其中大中型企业达到本世纪初国际先进水平；2020年达到或接近国际先进水平（见下表）。火电供电煤耗目标值背景和意义TPRI西安热工研究院有限公司 单位 2000 2005 2010 2020 g/kWh 392 377 360 320 主要耗能设备能效指标：2010年新增主要耗能设备能源效率达到或接近国际先进水平。主要耗能设备能效指标背景和意义TPRI西安热工研究院有限公司 指标 2005 2010 燃煤工业锅炉（运行）% 65 70~80 风机（设计）% 75 80~85 水泵（设计）% 75~80 83~87 宏观管理目标：2010年初步建立与社会主义市场经济体制相适应的比较完善的节能法规标准体系、政策支持体系、监督管理体系、技术服务体系。背景和意义TPRI西安热工研究院有限公司 2005年4月国家发改委等五部委联合发布了《中国节水技术政策大纲》，重点阐明了我国节水技术选择原则、实施途径、发展方向、推动手段和鼓励政策。《大纲》用于引导节水技术研究、产业发展和节水项目投资的重点技术方向，促进节水技术的推广应用，限制和淘汰落后的高用水技术、工艺和设备，为编制水资源和节水发展规划提供技术支持。背景和意义TPRI西安热工研究院有限公司背景和意义TPRI西安热工研究院有限公司 特别是国家十一五发展规划将单位国民生产总值的能源消耗降低约20%，作为十一五提出的五大新目标之一；所有电力企业均应达到资源节约型企业标准要求。 火电厂节能成为电力工业发展的重要主题，是解决能源环境问题的根本措施。技术经济指标体系TPRI西安热工研究院有限公司*火电厂技术经济指标体系是指影响火电厂主要发电设备及其系统经济性能的各项技术经济指标，电厂经济性总指标——供电煤耗，取决于供电量、发电煤耗、燃料指标等；发电煤耗主要取决于发电量、厂用率、锅炉效率、汽机效率、管道效率等指标；影响机组性能的基础数据是锅炉、汽轮机及辅机设备、热力系统和燃料质量、数量的各项小指标。技术经济指标体系 供电煤耗：电厂综合技术指标，指电厂每向电网供一千瓦小时电量所耗用的标准煤量，g（标准煤）/kWh。TPRI西安热工研究院有限公司*是全厂运行、维护以及各项管理工作水平的综合体现，全厂供电煤耗水平与各单元机组的供电煤耗水平和各单元机组供电量权数构成比例有关。根据原电力工业部《火力发电厂按入炉煤量正平衡计算发供电煤耗的方法（试行）》规定，火力发电厂煤耗计算以正平衡为主，反平衡计算校核。正平衡计算煤耗，就是直接计算或测量燃料消耗量求出煤耗，通常作为表征机组运行性能的轮廓指标。只有反平衡计算才能为改善机组的性能提供决策依据。技术经济指标体系 发电煤耗：指电厂每发出一千瓦小时的电量所消耗的标准煤量，g/kWhTPRI西安热工研究院有限公司*供电量是指电厂向电网供出的电量，与发电量和厂用电率有关。发电煤耗是指汽轮发电机组每发一度电能所耗用的标准煤量，g/kWh；发电煤耗主要取决于发电量、厂用电率、锅炉效率、汽轮发电机组热效率（简称汽机效率)、管道效率。发电量主要与发电负荷率和运行小时有关，厂用电率是指电厂的辅机设备耗用的自用电量占发电量的比例。技术经济指标体系 单元凝汽式机组的电厂效率（%）：TPRI西安热工研究院有限公司*电厂效率是指发电机组对煤炭的利用程度，%；国外多用电厂效率表示经济性。技术经济指标体系 决定机组运行经济性及供电煤耗的基础是影响燃料质量、数量指标、厂用电率、锅炉效率、汽机效率和管道效率的各项小指标。TPRI西安热工研究院有限公司*技术经济指标体系 a)燃料质量、数量指标：低位热值、水份、灰分、挥发份、热值差、水份差、检质率、配煤合格率；检斤率、入厂煤量、入炉煤量、盘盈亏量、场损率等。 b)厂用电率：送风机耗电率，吸风机耗电率，一次风机耗电率，排粉机耗电率，磨煤耗电率，给水泵耗电率，循环水泵用电率，凝结水泵耗电率，输煤耗电率、除灰/尘耗电率、脱硫/脱硝耗电率、空冷耗电率等。TPRI西安热工研究院有限公司 c)锅炉效率：排烟温度，排烟氧量，进风温度，预热器漏风，制粉系统漏风，飞灰可燃物，炉渣可燃物，吹灰器投入率，入炉煤质，煤粉细度，燃油量，散热损失等。 d)汽轮机效率：主蒸汽、再热蒸汽参数，高、中、低压缸效率，排汽温度，凝汽器真空度，真空严密性，凝汽器端差，循环水入口温度，循环水温升，给水温度，加热器端差，高加投入率等。技术经济指标体系TPRI西安热工研究院有限公司 e)管道效率：管道效率定义为汽轮机从锅炉得到的热量占锅炉输出热量的百分比，内容包括纯粹的管道损失、机组排污、汽水损失等未被汽机有效利用的热量。 技术经济指标管理，就是将供电煤耗目标值分解落实到各项小指标，逐级分解到班组，并从时间上分解到季度、月度指标，确保各部门、班组明确全年指标任务的指标。其目的是以小指标的全面完成，来确保全年全厂供电煤耗率指标的完成。技术经济指标体系TPRI西安热工研究院有限公司*下面分别从燃料管理、厂用电管理、锅炉效率、汽机热耗等方面做一简介。燃料质量指标是电厂安全、经济运行的重要先决条件，特别是在目前煤价居高、供应紧张的条件下，燃料质量的控制优先重要，而燃料计量、取样的准确性直接影响着正平衡计算煤耗的准确性。 A加强燃料计量管理，认真做好进厂煤管理，做到车车计量、检斤，车车取样检质。对入厂煤量和入炉煤量的对比分析，确保燃料计量准确，更好地保证正平衡计算发、供电煤耗的准确性；燃料管理技术经济指标管理之一TPRI西安热工研究院有限公司 B加强对燃料计量装置的正常维护和校验，按规定对轨道衡、汽车衡、电子皮带秤和给煤机皮带称进行校验； C加强对进厂、入炉煤自动取样、制样装置的维护和校验，严格按标准要求分析化验，确保采样、化验准确，减小热值差和水分差，解决热量损失偏大的问题。燃料采样、制样、化验人员要经过专业培训，做到持证上岗；主管负责人要不定期检（抽）查进厂煤、入炉煤采样、制样的正确性。燃料管理技术经济指标管理之一TPRI西安热工研究院有限公司 D做好贮煤场的管理，合理分类堆放，减少煤场储存损失。对贮存烟煤等高挥发分煤种的贮煤场，要定期测温，采取措施，防止自燃和煤的发热量损失。煤炭在煤场堆放时间较长时，要堆放整齐、压实，并做好防风吹、防雨水冲的措施。特别是在雨季煤场要留有足够的雨水通道，以减少场损。场损率——每月的贮存损失在日平均存煤量的0.5％以内；燃料管理技术经济指标管理之一TPRI西安热工研究院有限公司燃料管理技术经济指标管理之一燃料特性对锅炉范围内的设备的影响TPRI西安热工研究院有限公司*燃料特性对锅炉范围内的设备运行性能有重要影响。由于发电用煤供应紧张，入厂煤质变化较大，需要加强配煤和掺烧工作，加强对所燃用煤种煤质特性的分析研究，及时为运行人员提供煤质数据，以更好地保证机组的安全稳定运行。 厂用电量是电厂辅助设备所消耗的电量，直接决定着供电量的多少和供电煤耗。辅机的耗电率等于其耗电量与发电量的百分数。根据辅助系统设备设计的不同，厂用电率一般为4%~10%，厂用电率每变化1%，供电煤耗将变化约3.3g/kWh。 典型300MW机组的厂用电率统计结果可见，不同配置的辅机耗电率相差很大。建立健全辅机耗电计量手段和分析制度，根据设备的具体状况制定切实可行的节能降耗措施并予以落实，有着十分重要的意义。厂用电管理技术经济指标管理之二TPRI西安热工研究院有限公司厂用电管理技术经济指标管理之二TPRI西安热工研究院有限公司*典型300MW机组的厂用电率统计结果 A应定期进行“电平衡”工作（未配置主要辅机耗电量计量装置的，应通过计算完成），对厂用电率及其影响因素分析，制定主要辅机节电计划并考核落实，尽可能降低厂用电率； B通过试验编制主要辅机运行特性曲线，特别是低负荷运行时，对辅机进行经济调度。如：循环泵组的优化运行试验。厂用电管理技术经济指标管理之二TPRI西安热工研究院有限公司 C　通过性能测试了解主要辅机的运行状况，对运行效率较低的风机、水泵，要根据其型式、与系统匹配情况和机组负荷调节情况等，采取改造或更换叶轮、导流部件及密封装置，或定速改双速、改变频调速等措施，进行有针对性的技术改造，杜绝“大马拉小车”的不合理现象，提高其运行效率。 D　在煤质多变的情况下，注重磨煤机运行方式调整试验，必要时对制粉系统的关键部件进行技术改造，充分发挥磨煤机的潜力，降低制粉单耗。厂用电管理技术经济指标管理之二TPRI西安热工研究院有限公司 电站风机是火电厂的主要辅机，其耗电量仅次于水泵约占发电容量的1.5~2.5%，对于300MW机组，风机运行效率提高一个百分点，每台机组年节电约40万kWh。 种种原因造成风机性能不能适应管网系统而满足锅炉机组运行需要，是一个很重要的现实问题。 提高风机运行效率电站风机改造的主要目的之一。厂用电管理实例电站风机节能改造TPRI西安热工研究院有限公司*但各电厂风机耗电率的差别还较大，这主要是由于选型设计的差异，制造质量和运行维护水平高低的差别所致。一般送、引、一次风机均采用动叶调轴流式风机的电厂，其三大风机的年均总耗电率（占电厂发电量的百分数）可以达到1.5%以内，最好的可达1.0%，而高的竟达到2.5%以上；配备离心式风机的大型电厂，其三大风机的年均总耗电率一般在2.0%以上，最好的也接近2.0%。运行可靠性有较大提高，但与国际先进水平仍有较大差距，国产风机的可靠性不如全套进口的风机。2003年送、引风机平均每台年的故障次数还高于美国1980年的水平。造成的风机运行效率较低的主要原因： ①风机本身为低效风机； ②设计选型不当造成高效风机不在高效区运行； ③进口管道不当破坏了风机进口要求的条件； ④出口管道不当造成涡流损失； ⑤风机调节效率低，又经常在低负荷运行。通常，通过改造风机（叶轮）或对进、出口管道进行改造，或利用调速技术，提高风机的运行效率，实现节能与投资的优化。厂用电管理实例电站风机节能改造TPRI西安热工研究院有限公司厂用电管理实例电站风机的改造步骤 热态试验--评估风机进出口管道系统对风机性能的影响，确定合理的风机设计参数，提出风机的技术改造方案； 选型设计--选用与系统特性匹配的风机结构型式，确定风机叶轮的直径等； 强度计算--采用有限元法进行叶轮三维应力计算，合理地选用材质和厚度； 制造监督—按要求加工、检查和验收，确保制造质量； 安装监督—技术人员现场技术指导，确保风机安装达到设计要求； 考核试验--考核改造后的风机是否达到改造设计的要求。TPRI西安热工研究院有限公司 制粉系统是锅炉机组密不可分的主要辅助系统，特别是在目前发电用煤供应紧张、煤质多变的情况下，其运行性能对锅炉机组的安全、经济运行有重要影响。 钢球磨煤机制粉系统运行的经济性差，应加强对钢球磨煤机钢球装载量及钢球配比优化、系统通风量等进行运行优化调整，寻求适应燃用煤种的最佳钢球装载量、通风量，提高磨煤机出力，降低制粉单耗； 综合分析各地钢球磨制粉系统优化运行试验结果，保持制粉系统在最经济工况下运行，一般可使制粉单耗降低3kWh/t~5kWh/t以上。厂用电管理实例制粉系统节能TPRI西安热工研究院有限公司 通过粗粉分离器性能特性试验研究，确定分离器选型正确、有良好的分选特性，保证制粉系统处于最佳运行工况。目前多种形式的轴向型分离器和旋转分离器的性能可以很好满足不同煤种的要求，必要时对粗粉分离器实施改造，提高磨煤机出力，降低制粉单耗。 中速磨煤机直吹式制粉系统经济性好，常存在着煤粉细度粗、石子煤量大等主要问题，应加强原煤特性、通风量、煤粉细度、风环流速、分离器挡板等调整试验，寻求解决问题途径，必要时提出改进方案。厂用电管理实例制粉系统节能TPRI西安热工研究院有限公司反平衡计算锅炉效率：ηg=100-q2-q3-q4-q5-q6% 排烟热损失q2：从末级热交换器后排出的烟气所带走的物理显热占输入热量的比例，是各项损失中最大的一项，主要取决于排烟温度、排烟成分和煤质特性等。 固体未完全燃烧损失q4：飞灰、炉渣中含有的未完全燃烧的可燃物以及中速磨煤机排出的石子煤造成的热量损失。锅炉效率指标技术经济指标管理之三TPRI西安热工研究院有限公司 气体未完全燃烧损失q3：烟气中含有的未完全燃烧气体造成的损失。 散热损失q5：锅炉炉墙、金属结构和锅炉范围内的管道由导热和辐射向环境中散失热量引起的损失。 灰渣物理热损失q6：由炉渣、飞灰排出时带走的显热造成的损失。锅炉效率指标技术经济指标管理之三TPRI西安热工研究院有限公司 排烟温度：是锅炉运行中可控的一个综合性指标,它主要决定于锅炉燃烧状况以及各段受热面的换热状况，保持各段受热面的清洁和换热效果，是防止排烟温度异常、保证锅炉经济运行的根本措施。锅炉效率指标技术经济指标管理之三TPRI西安热工研究院有限公司 氧量：炉膛出口的氧量是表征锅炉的配风、燃烧状况的重要因素，加强锅炉燃烧配风的调整，改善锅炉的燃烧状况，提高锅炉运行效率。因炉膛出口处烟气温度较高，锅炉运行中监测的氧量测点一般在高温过热器后。计算排烟损失的氧量应是空气预热器烟气出口处的氧量，尾部烟道特别是空气预热器的漏风，将引起的烟气量和排烟损失的增加，需要定期监测空气预热器的漏风，并加强对空气预热器的维护。锅炉效率指标技术经济指标管理之三TPRI西安热工研究院有限公司 飞灰可燃物：表示从尾部烟道排出的飞灰中含有的未燃尽碳的量占飞灰量的百分比，主要与燃煤特性、煤粉细度、煤粉均匀性、炉膛温度、风粉混合程度等有关。针对所燃用的煤种，合理选定煤粉细度，尽可能减少煤粉中大颗粒的含量，强化燃烧，提高燃尽程度。锅炉效率指标技术经济指标管理之三TPRI西安热工研究院有限公司 汽轮机效率η：指汽轮发电机组对蒸汽热量的利用程度，常用热耗率表示，%； 热耗率q：指汽轮发电机组每发出单位电量所耗用的热量值，kJ/kWh；汽机效率指标技术经济指标管理之四TPRI西安热工研究院有限公司 根据对热力循环过程的分析，影响热效率的主要因素有：a)凝汽器压力、b)蒸汽参数和c)给水加热过程。汽机效率指标技术经济指标管理之四TPRI西安热工研究院有限公司 凝汽器压力对热耗率的影响汽机效率指标技术经济指标管理之四TPRI西安热工研究院有限公司*图中的基准点：凝汽器压力0.04bar，温度29度。（假定汽轮机入口参数不变），随着凝汽器温度或压力的上升，热耗增加。 凝汽器真空度：指凝汽器的压力比大气压力低的程度，主要取决于循环水入口温度、循环水温升、凝汽器端差、真空严密性等。 凝汽器及真空系统普遍存在真空低、严密性差等问题,严重影响着机组的经济运行。真空严密性差是真空低的主要原因之一。由于机组真空系统庞大而复杂，影响真空的环节多，所以提高机组真空严密性一直是各电厂较为棘手的问题。根据国产引进型300MW机组真空严密性对其真空影响的试验数据统计分析得知，真空下降速度降低0.1kPa/min,其真空提高约0.12kPa。汽机效率指标技术经济指标管理之四TPRI西安热工研究院有限公司 严密性治理的唯一办法就是真空检漏。检漏可采取停机灌水检漏或者在运行中用示踪气体检漏的方法。检漏工作技术要求并不高，关键在于认真、细致，同时对于查漏发现的泄漏点，根据漏率大小分期、分批严格处理，确保密封。检漏工作并非一次就能完成，往往需要多次反复进行，经过严格堵漏处理后，机组的真空严密性一定能够得到明显提高。汽机效率指标技术经济指标管理之四TPRI西安热工研究院有限公司*通过不懈努力最终使无法进行严密性试验的机组其严密性指标达到优秀的电厂为数不少。例如某电厂四台机组，2001年共进行查漏31台次，发现漏点201处，处理漏点191处，真空严密性水平大幅提高。2000年全厂平均真空值91.5kPa,2001年全厂平均真空值92.7kPa。年节标煤1.448万吨，直接经济效益500余万元人民币。投资少、短期内可以完成的的措施： 热力系统的检漏和堵漏 改进机组的运行工况 预防性检修工作时间长、投资较多的措施： 机组性能热力试验 设备技术改造改进机组性能的措施TPRI西安热工研究院有限公司 电厂通常有成千上百处的泄漏点，使水汽从热力系统中散失，其分布范围极广。多数电厂已经把热力系统的检漏和堵漏作为日常工作，但由于重视程度不同而效果各异。解决热力系统泄漏问题的唯一有效办法，是定期对热力系统进行细致的巡回检漏工作，特别注意工作质量。对检查结果进行详细，提出检修阀门的清单。 通常容易发生泄漏的地方有：高压紧急疏水管道、高加到低加的低负荷旁路、给水泵和凝结水泵的再循环管、疏水系统阀门等。热力系统检漏和堵漏改进机组性能的措施1TPRI西安热工研究院有限公司*准备工作：正常运行中应隔断的全部停用管线检漏表，包括装有疏水器的全部疏水管道；检查隔断阀起始和终止位置的管线说明，包括阀的位置和尺寸；检查路线图；检查方法：测量或手摸阀门出口管道壁温，或细听隔断阀有无泄漏声；热力系统检漏和堵漏改进机组性能的措施1疏水阀门的内漏是长期困扰很多电厂的普遍问题，对机组的安全经济性有很大的影响： 造成大量高品位蒸汽漏至凝汽器，机组功率减少，同时凝汽器热负荷加大，又影响真空； 造成疏水集管与扩容器的温差增大，甚至造成疏水集管与扩容器连接处拉裂，使大量空气漏入凝汽器； 工质非正常流动，如工质通过疏水管道倒流至汽轮机，造成汽缸进水或冷蒸汽，启、停过程汽缸温差增大，甚至造成打闸停机后机组转速不能至零。TPRI西安热工研究院有限公司主要原因： 疏水差压大，易造成阀芯吹损； 由于阀门的质量、安装、检修、调整等问题，造成阀门容易泄漏、开关不灵等； 运行操作方式，不能依据启、停状态调节控制模式，易造成阀芯吹损，导致正常运行时疏水阀关不严； 疏水系统的合理设计，本体及热力管道疏水系统设计较为复杂，但功能相对简单，在设计、安装、检修过程中常容易忽视，存在问题较多。因此，疏水系统的检漏、堵漏，显得尤为重要！热力系统检漏和堵漏改进机组性能的措施1TPRI西安热工研究院有限公司 尽可能保持每一个可控的运行参数处于其设计值或目标值，使机组在最佳状态运行。收集机组在（一段时期，通常为一个月）运行负荷范围内，可控参数的运行数据和趋势，分析哪些参数的偏差与运行方式有关，确定改进运行方式的建议。只有通过持续的实际运行值和目标值的比较，才能逐步提高机组的运行水平。改进机组的运行工况改进机组性能的措施2TPRI西安热工研究院有限公司 运行中需要密切监视和检查的损失项目有：锅炉排烟损失，汽机冷端热损失，低负荷运行时效率的损失，固体未完全燃烧损失，给水加热器的运行，辅助设备自用电损失。 通常可控运行参数主要有：主蒸汽压力、温度，再热蒸汽温度，氧量和排烟温度，飞灰和炉渣可燃物；凝汽器真空度，凝汽器端差，加热器端差，给水温度等。改进机组的运行工况改进机组性能的措施2TPRI西安热工研究院有限公司*循环泵组的优化运行： 在汽轮机进汽参数和阀位保持不变的条件下，通过改变凝汽器压力得出机组微增出力的关系曲线； 循环水泵不同运行方式时流量与耗功关系； 不同机组负荷、不同循环水泵运行方式下凝汽器性能结果； 不同机组负荷、不同循环水温度下凝汽器最佳背压； 根据凝汽器最佳背压，求出不同工况下循环水泵流量和运行方式。改进机组的运行工况改进机组性能的措施2TPRI西安热工研究院有限公司 每一台设备或系统都有一组能反映该设备性能的参数，通过对这些参数的监视，则可以及时发现设备异常，避免对机组运行性能造成影响。 表中列出了部分典型设备的改进机组运行性能的预防性检修项目，可根据设备的实际情况确定各项目的间隔。预防性检修工作改进机组性能的措施3TPRI西安热工研究院有限公司*预防性检修工作改进机组性能的措施3TPRI西安热工研究院有限公司*中速磨煤机入口一次风量的准确测量，对磨煤机的运行性能有较大影响。因测量装置或系统结构造成风量测量误差过大现象时有发生，可通过测风系统设计改进和测量装置的选型，提高通风量的测量精度。各燃烧器一次风分配均匀性是决定锅炉燃烧工况优劣的重要因素之一。若各燃烧器间的一次风分配明显不均，将影响炉内的燃烧工况组织，造成火焰偏斜、炉膛热负荷和汽温偏差，严重时甚至引起高温腐蚀、爆管等问题。要提高锅炉运行的安全性和经济性，同时满足越来越严格的环保标准的要求，必须首先保证各燃烧器尤其是同层燃烧器间煤粉和空气分配具有良好的均匀性。下面是一种改进风粉分配均匀性的新技术。改进一次风粉分配的新技术 新型的双可调煤粉分配器通过结构独特的煤粉浓缩装置，首先将待分配的煤粉气流分裂为浓相和稀相两股气流，分别引入浓相空间和稀相空间，浓相空间和稀相空间均布置有不同结构的浓相和稀相调节机构，每个空间可按需要引出若干支管(通常为4根)，浓相引出支管与相应的稀相引出支管再分配其出口即相汇合，经相应的煤粉管道引至燃烧器。通过浓相与稀相调节装置恰当调节，就可在各煤粉管道内得到均匀的或者所需要煤粉量和空气量，这样就可实现双可调即对每根通往燃烧器的输粉管道的煤粉及空气流量分别进行调整和控制。TPRI西安热工研究院有限公司*工程应用实绩表明，该装置可将各一次风管的风量和煤粉分配偏差控制在(8~10)%以内，基本消除大容量燃煤锅炉与一次风粉分配特性有关的各种问题。预防性检修工作改进机组性能的措施3TPRI西安热工研究院有限公司*受热面的吹灰是一种典型的预防性维修作业，必要的吹灰可以改善受热面的状况，但吹灰本省也是一种热损失，增加排烟损失，还可能造成受热面的吹损和腐蚀，有必要对吹灰方式和参数进行优化，主要依据是排烟温度、主蒸汽、再热汽温度、省煤器出口水温、减温水量和氧量等。预防性检修工作改进机组性能的措施3TPRI西安热工研究院有限公司*预防性检修工作改进机组性能的措施3TPRI西安热工研究院有限公司 凝汽器清洁度降低是冷端性能恶化的主要原因之一。凝汽器设计清洁度一般为0.8～0.85，某项调研设计的十台国产引进型300MW机组平均凝汽器运行清洁度为0.59。某厂1号机组改造前运行清洁度0.37，仅此影响真空2.45kPa。预防性检修工作改进机组性能的措施3TPRI西安热工研究院有限公司 预防性检修工作改进机组性能的措施3加热器端差大的问题相当普遍，不少机组低压加热器给水端差达到15℃、疏水端差达到30℃，某些机组高压加热器疏水端差达到20℃。对国产引进型300MW机组，加热器端差平均增加2.4℃时，发电煤耗率上升约0.7g/(kW.h)。统计所涉及的9台300MW机组加热器疏水端差平均增大8.45℃，影响煤耗率约2.46g/(kW.h)。TPRI西安热工研究院有限公司预防性检修工作改进机组性能的措施3 加热器端差增加受运行因素影响较大。在不考虑加热器堵管以及设备缺陷前提下，加热器端差增加与其壳侧水位直接相关。 目前300MW机组加热器端差超标的，多是由于运行水位偏低或者水位调节不稳定所致。因此，确定合理的加热器水位是保证加热器性能的关键。现场试验结果表明，水位优化调整后加热器端差一般会有较大幅度的下降。TPRI西安热工研究院有限公司*如果壳侧水位过高，会多淹没一部分有效传热面积，给水在加热器中的吸热量则会减少，减少了给水温升，使加热器给水端差增大，疏水端差相对减小；如果壳侧水位过低，不能浸没内置式疏水冷却段入口，加热蒸汽就会直接进入疏水冷却段，使疏水冷却段几乎丧失冷却作用，在其入口处形成汽水两相流，两相流的高流速和侵蚀作用严重损坏疏水冷却段入口附近的管束、隔板等部件；另外本级的较高品位蒸汽进入下一级加热器，排挤了一部分低参数加热蒸汽，使回热循环的整体效率降低。 3.4.1热力性能试验是了解设备经济性能、对设备进行评价和考核、提出改进措施的基础工作。电厂应特别重视并加强热力试验工作，要立足自身条件进行一般性试验，更好地为生产运行服务。 3.4.2热力试验必须严格执行有关标准和规程对试验方法、试验数据处理方法、测点数量、仪表精度、试验持续时间、试验次数等的规定，确保试验结果的精度。对试验数据及结果，要在认真分析的基础上，对设备的性能进行评价，必要时提出改进措施建议，并形成报告。热力性能试验改进机组性能的措施4TPRI西安热工研究院有限公司 3.4.3新投产机组在性能试验时测量的排烟温度场、排烟氧量场和风量标定试验结果，要应用于热工测量和控制系统中，确保测量准确。 3.4.4机组A/B级检修前后、主辅设备改造前后，要进行相应的效率试验以及其它试验项目：锅炉效率、汽机热耗、空预器漏风率、汽机真空严密性、改造设备出力、改造设备效率、锅炉检修后风量标定、一次风量调平试验及保温效果测试等。加热器性能、凝汽器性能、水塔性能要随汽机热耗试验一起分析评价。热力性能试验改进机组性能的措施4TPRI西安热工研究院有限公司 3.4.5电厂应定期进行机组或全厂燃料、汽水、电量、热量等能量平衡的测试工作，并进行煤耗率、厂用电率及其影响因素分析，提出相应的节能改进技术措施。能量平衡测试工作应每五年或一个大修期进行一次。 3.4.6必须进行主要辅机及相关设备改进前后的性能对比试验，对未改造的主要辅机每个大修期内均应对其性能进行测试，已确定其不同条件下的合理运行方式。热力性能试验改进机组性能的措施4TPRI西安热工研究院有限公司 3.4.7当锅炉燃煤或燃烧相关设备发生较大变化后，应及时进行锅炉燃烧制粉系统优化调整试验，以确定最佳煤粉细度、一次风粉分配特性、风量配比、磨煤机投运方式等，提出针对不同煤质、不同负荷的优化运行方案。 3.4.8汽机通流部分改造后，要进行定滑压试验，以确定机组在不同季节运行的定滑压曲线。 3.4.9电厂应根据情况进行煤耗的微增调度曲线试验，为进行辅机的经济调度提供依据。热力性能试验改进机组性能的措施4TPRI西安热工研究院有限公司 3.5.1　采用先进技术、先进工艺、先进方法、先进设备进行系统优化和设备更新技术改造，是提高机组设备经济性的重要途径。对实践证明节能效果明显的系统优化、设备更新技术改造措施，要优先安排所需资金，积极推广应用。 3.5.2　应定期分析评价全厂生产系统、设备的运行状况，要根据设备状况、现场条件、改造费用、预期效果、投入产出比等进行经济技术可行性研究，确定改造的先后顺序，编制中长期节能技术改造项目规划和年度节能项目计划，按年度计划落实节能技术改造项目的实施，以保证节能总目标的实现。技术改造改进机组性能的措施5TPRI西安热工研究院有限公司 3.5.3　对于主要运行监视参数（如主汽温、再热汽温、减温水量、受热面管壁温度等）异常的锅炉，应结合常用煤种的煤质特性，对照锅炉设计加以校核以发现存在的设计或运行问题，通过全面的燃烧调整试验，必要时采取相应的技术改造措施加以解决。 3.5.4　对于最低不投油稳燃负荷较高的锅炉，应根据燃煤品种、炉型结构，选用成熟而适用技术进行喷燃器及配风改造，以提高锅炉低负荷时的燃烧稳定性，增加调峰能力，降低助燃和点火用油的消耗。技术改造改进机组性能的措施5TPRI西安热工研究院有限公司 3.5.5　保持锅炉炉膛及尾部受热面清洁，提高传热效率，必要时根据实际情况增加吹灰器或改造更换原有吹灰器。 3.5.6　加强空气预热器维护和运行管理，对结构不合理、通过检修仍不能解决漏风问题的空预器，要有计划地结合计划检修进行密封改造或更换。 3.5.7　对炉顶及炉墙严密性差的锅炉，应采用新材料、新工艺或改造原有结构的措施予以解决。技术改造改进机组性能的措施5TPRI西安热工研究院有限公司 3.5.8　对投产较早、效率较低的125、200、300MW汽轮机，要采用更换新型叶轮、新型隔板、新型结构汽封、新型流道主汽门和调门等措施进行通流部分改造，提高道圆滑性，减少节流损失，降低汽轮机热耗，提高整个机组效率。 3.5.9　对结构不合理、效率低的抽气器或真空泵，应采取更换新型高效抽气器或真空泵、增加或改造冷却装置等措施，进行有针对性的技术改造，以提高其运行效率。技术改造改进机组性能的措施5TPRI西安热工研究院有限公司 3.5.10　对冷却效果较差和冬季结冰严重的冷却塔，应通过采取增加喷头、采用新型喷溅装置、更换新型填料、进行配水槽改造等措施进行技术改造，以提高其冷却效果，减轻或消除冬季结冰现象。技术改造改进机组性能的措施5TPRI西安热工研究院有限公司 首先介绍了火电厂节能的形势，通过对火电厂技术经济指标体系及其管理的分析，提出了改进机组性能的措施，期望在新的建设节约型、环保型社会的形势下，引起对火电厂节能技术的重视，不断提高机组的运行水平，促进“十一五”末把火力发电企业建设成节约型、环保型企业。结束语TPRI西安热工研究院有限公司真诚欢迎批评指正谢谢！TPRI西安热工研究院有限公司*尊敬的各位领导，各位朋友：早上好！**目前设置的专业技术部门有如下9个*主要依据各项技术监督的国家、行业以及发电企业的相关标准、条例、规定和制度等，为发电集团和发电厂提供电厂技术监督的有效性、符合性等的评价和分析，充分利用热工研究院在火力发电厂各专业的专家知识优势，针对电厂生产实际中存在的影响机组运行可靠性和经济性的重大问题，提出建设性改进建议，以至进一步提出解决方案并加以实施和跟踪，从而确保火电厂安全、可靠、经济、环保运行。*我将首先简要介绍我国火电厂面临的节能形势和火电厂节能的意义，然后从火电厂技术经济指标体系及其管理，提出改进机组经济性的措施和途径。由于时间关系，所述内容一定存在着不少不妥之处，真诚地希望各位领导和专家批评指正。*我国是世界上为数不多的能源消费以煤为主的国家。在我国电源结构中，火电设备容量约占总装机的75%，火电机组年发电量占总发电量的80%以上，火力发电在相当长的时期内仍将在中国电源结构中占主要地位，造成了很大的环境压力。**规划提出的目标主要有：宏观节能量指标、主要产品单位能耗指标、主要能耗设备能效指标和宏观管理目标。*火电厂技术经济指标体系是指影响火电厂主要发电设备及其系统经济性能的各项技术经济指标，电厂经济性总指标——供电煤耗，取决于供电量、发电煤耗、燃料指标等；发电煤耗主要取决于发电量、厂用率、锅炉效率、汽机效率、管道效率等指标；影响机组性能的基础数据是锅炉、汽轮机及辅机设备、热力系统和燃料质量、数量的各项小指标。*是全厂运行、维护以及各项管理工作水平的综合体现，全厂供电煤耗水平与各单元机组的供电煤耗水平和各单元机组供电量权数构成比例有关。根据原电力工业部《火力发电厂按入炉煤量正平衡计算发供电煤耗的方法（试行）》规定，火力发电厂煤耗计算以正平衡为主，反平衡计算校核。正平衡计算煤耗，就是直接计算或测量燃料消耗量求出煤耗，通常作为表征机组运行性能的轮廓指标。只有反平衡计算才能为改善机组的性能提供决策依据。*供电量是指电厂向电网供出的电量，与发电量和厂用电率有关。发电煤耗是指汽轮发电机组每发一度电能所耗用的标准煤量，g/kWh；发电煤耗主要取决于发电量、厂用电率、锅炉效率、汽轮发电机组热效率（简称汽机效率)、管道效率。发电量主要与发电负荷率和运行小时有关，厂用电率是指电厂的辅机设备耗用的自用电量占发电量的比例。*电厂效率是指发电机组对煤炭的利用程度，%；国外多用电厂效率表示经济性。**下面分别从燃料管理、厂用电管理、锅炉效率、汽机热耗等方面做一简介。*燃料特性对锅炉范围内的设备运行性能有重要影响。由于发电用煤供应紧张，入厂煤质变化较大，需要加强配煤和掺烧工作，加强对所燃用煤种煤质特性的分析研究，及时为运行人员提供煤质数据，以更好地保证机组的安全稳定运行。*典型300MW机组的厂用电率统计结果*但各电厂风机耗电率的差别还较大，这主要是由于选型设计的差异，制造质量和运行维护水平高低的差别所致。一般送、引、一次风机均采用动叶调轴流式风机的电厂，其三大风机的年均总耗电率（占电厂发电量的百分数）可以达到1.5%以内，最好的可达1.0%，而高的竟达到2.5%以上；配备离心式风机的大型电厂，其三大风机的年均总耗电率一般在2.0%以上，最好的也接近2.0%。运行可靠性有较大提高，但与国际先进水平仍有较大差距，国产风机的可靠性不如全套进口的风机。2003年送、引风机平均每台年的故障次数还高于美国1980年的水平。*图中的基准点：凝汽器压力0.04bar，温度29度。（假定汽轮机入口参数不变），随着凝汽器温度或压力的上升，热耗增加。*通过不懈努力最终使无法进行严密性试验的机组其严密性指标达到优秀的电厂为数不少。例如某电厂四台机组，2001年共进行查漏31台次，发现漏点201处，处理漏点191处，真空严密性水平大幅提高。2000年全厂平均真空值91.5kPa,2001年全厂平均真空值92.7kPa。年节标煤1.448万吨，直接经济效益500余万元人民币。*准备工作：正常运行中应隔断的全部停用管线检漏表，包括装有疏水器的全部疏水管道；检查隔断阀起始和终止位置的管线说明，包括阀的位置和尺寸；检查路线图；检查方法：测量或手摸阀门出口管道壁温，或细听隔断阀有无泄漏声；***中速磨煤机入口一次风量的准确测量，对磨煤机的运行性能有较大影响。因测量装置或系统结构造成风量测量误差过大现象时有发生，可通过测风系统设计改进和测量装置的选型，提高通风量的测量精度。各燃烧器一次风分配均匀性是决定锅炉燃烧工况优劣的重要因素之一。若各燃烧器间的一次风分配明显不均，将影响炉内的燃烧工况组织，造成火焰偏斜、炉膛热负荷和汽温偏差，严重时甚至引起高温腐蚀、爆管等问题。要提高锅炉运行的安全性和经济性，同时满足越来越严格的环保标准的要求，必须首先保证各燃烧器尤其是同层燃烧器间煤粉和空气分配具有良好的均匀性。下面是一种改进风粉分配均匀性的新技术。*工程应用实绩表明，该装置可将各一次风管的风量和煤粉分配偏差控制在(8~10)%以内，基本消除大容量燃煤锅炉与一次风粉分配特性有关的各种问题。*受热面的吹灰是一种典型的预防性维修作业，必要的吹灰可以改善受热面的状况，但吹灰本省也是一种热损失，增加排烟损失，还可能造成受热面的吹损和腐蚀，有必要对吹灰方式和参数进行优化，主要依据是排烟温度、主蒸汽、再热汽温度、省煤器出口水温、减温水量和氧量等。**如果壳侧水位过高，会多淹没一部分有效传热面积，给水在加热器中的吸热量则会减少，减少了给水温升，使加热器给水端差增大，疏水端差相对减小；如果壳侧水位过低，不能浸没内置式疏水冷却段入口，加热蒸汽就会直接进入疏水冷却段，使疏水冷却段几乎丧失冷却作用，在其入口处形成汽水两相流，两相流的高流速和侵蚀作用严重损坏疏水冷却段入口附近的管束、隔板等部件；另外本级的较高品位蒸汽进入下一级加热器，排挤了一部分低参数加热蒸汽，使回热循环的整体效率降低。