火力发电厂,又称火电厂,是一种以煤、石油、天然气为原料,通过燃烧方式将化学能释放为热能,进而转化为电能的生产工厂。所以,火力发电厂不仅是二次能源的生产方,同时也是一次能源的消耗主体。至2023年3月,我国电力总装机容量突破26.5亿kw.h。虽然在绿色低碳政策引导下,绿色能源装机容量大幅上涨,占比快速上升,但火力机组装机容量仍占据50%以上。在经济生产中,仍发挥着举足轻重的地位。火力发电厂大部分以燃煤电厂为主,煤炭消耗量依然巨大。在电力生产中,煤炭消耗占总成本的比重最大,供电煤耗是发电企业经济性的一个标尺。因此,降低供电煤耗,减少能源消耗,已经成为电力企业扭转亏损、增强市场竞争能力的当务之急。在全社会提倡节能、环保、能源安全的大背景下,占我国煤炭消费60%以上的火力发电厂,如何提高经济效益、降低综合能耗、节约能源,已成为亟待解决的重大问题。在火力发电厂的全部成本中,煤的成本超过了75%。在目前能源成本居高不下的情况下,对火力发电厂来说,节约能源是一项十分紧迫的任务。因此,要想降低供电成本,增加电力企业的利润,就必须提高机组的经济性从而降低能耗率。
1.影响供电煤耗的因素
通过对机组实际运行情况的分析,影响供电煤耗的因素总体上可归纳为两个方面,一是机组整体基础性能水平影响。主要跟设计公司设计理念、技术运用、设备生产厂家生产水平、以及机组安装水平相关,即便是同类型机组的性能水平也呈现高低不同,机组的设计配置安装对机组的整体性能有很大的影响。二是机组的整体运行水平影响。机组实际运行情况的好坏,也是影响能耗的重要因素。这其中又主要体现在设备保障水平和运行调整技术水平上。可以发现,在生产过程中,经常出现的各类设备故障,导致机组发电能力受损,机组运行效率下降,供电煤耗也随之升高;因维护管理不到位,设备发生内外泄漏,造成能源浪费;锅炉水冷壁发生结渣现象,换热效率下降,辐射吸收热量减少,使排烟温度大幅升高,排烟损失增大,另外为维持蒸发量不下降,需增加燃料消耗,排烟损失也进一步加大;因吹灰管理不到位,受热面产生积灰(省煤器、过热器、再热器),烟气与受热面间的传热阻力增大,换热效率下降,排烟温度升高,排烟损失增大。同时,由于受热面上的污垢,使得每一对流受热面上的烟尘一侧的阻力增大,从而使引风机的能耗增大。在生产运行调整中,因操作指导思路不佳、人员运行水平不足和调整方法不当等方面的原因,机组运行情况经常偏离设计工况、设计参数,经济性下降,能耗水平得不到保证。除上述情况外,还有烟气含氧高、减温水量大、机组真空低、厂用电率高等不良工况,均是影响能耗的重要因素。
2.降低大型火力发电厂机组供电煤耗方法
根据以上问题及影响因素,通过分析对比和运行实践,可采取以下方法。
一是强化设备质量保障。在设备使用上,采购高品质高性能设备,可降低设备故障影响几率,提升运行可靠性,提升调节性能。加强备品备件管理,增强消缺及时性,降低辅机设备故障影响。加强设备日常维护,提升设备管理水平,保障设备良好状态,增强设备连续稳定性。
二是改善锅炉的燃烧效率。对磨煤机运行组合进行优化,根据负荷情况选择磨组方式和数量,对660MW机组,550MW以上高负荷段时宜选择上五层磨组,350MW以下低负荷段时,选择下层磨组,宜保持三台磨运行,其他负荷段可选择中间磨组,不超过四台磨组运行,可降低磨组耗能;加强分离器转速调整,控制磨出口煤粉细度合格,R19比例不超过19%,提高煤粉燃烧效率;做好受热面吹灰管理,保持受热面的清洁,增强烟气对各受热面的换热效果,减低排烟损失;控制烟气含氧量不超过3%,通过试验确定不同负荷下二次风门开度与调节逻辑,降低运行风量,减少风机能耗的同时提高燃烧效率;控制排烟温度不超过设计值,减少排烟损失;通过试验优化机组协调逻辑,提升机组整体调节性能,多方面施策,提高锅炉燃烧效率与机组整体经济性。
三是做好机组设备内漏、外漏问题的检查与控制。设备泄漏是影响机组能耗的一个重要因素。从机组启动即起,在日常运行中,对容易发生问题的机组高、低压旁通阀,汽水系统的疏水阀门等设备运行情况进行定期检查,加强阀后温度检测,及时发现内外漏问题并及时消除,减少能源浪费。
四是优化辅机运行方式。通过对循环水泵、浆液循环泵、空压机等大型辅机的运行优化,能有效降低机组能耗。冬季时,循环水泵采用低速泵运行方式,可有效降低电耗,夏季时以及循环水温升超过12℃时,切换到高速泵运行方式,可在保持机组真空和降低电耗间取得平衡,能最大化优化经济运行;根据入炉煤的含硫量情况,积极调整浆液循环泵的运行台数和时间,可最大化降低脱硫系统电耗,吸收塔入口硫份在2000mg/m3以下时,宜保持两台浆液循环泵运行;仪用空压机采用两用两备运行方式可保证机组运行安全用气,同时又能降低机组厂用电率,降低能耗。
五是做好真空系统的维护,提高机组真空。机组真空度降低,会直接影响机组效率下降,能耗上升。定期对真空系统进行严密性试验,可及时发现真空系统漏点,并及时处理消除影响,改善真空;加强循环水质控制,降低循环水对凝汽器钢管脏污影响;加强凝汽器胶球清洗,提高凝汽器钢管清洁度,可提高换热效率,从而提高机组经济性;加强真空泵冷却器清洗,提高真空泵运行效率,提升提高真空泵出力,提高机组真空。
六是实施技术改造与优化。电力技术的不断发展,为存量机组生产的持续优化提供了有利条件。保持对新技术的关注,及时了解到符合现场条件的设备技术和运行调整技术,实施运用,能有效提升设备基础性能和运行效率,持续降低能源消耗。某些厂,凝结水泵、循环水泵、浆液循环实施变频改造后,可根据机组不同负荷调整出力,增强了适应性,充分降低了运行时的电耗率;通过实际运行验证,可加大变频技术的运用。在除尘技术运行方面,可实施智慧电除尘改造,通过智慧电除尘控制系统,可根据实际运行情况,实时调整各除尘器各电场的运行方式,对除尘器运行参数实时进行优化调整,可显著降低电除尘耗能。在真空泵技术运行方面,可采用真空喷射技术,降低真空泵电耗。
3.结语
综上所述,火力发电厂在运行时,需要消耗大量的煤碳等资源。面对这样的情况,我们必须主动地、合理地加以回应与控制。在火力发电厂,需要对这些因素进行详细的分析,并采取相应的对策,从而提高火力发电厂的运行效率。持续地对设备、运行技术进行优化和改进,持续地提升锅炉的燃烧效率,并强化对设备的日常维修和保养,这样就能够大幅度地降低火力发电厂机组的供电煤耗,从而提升火力发电厂的经济效益。