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1、 Vol.28 No. 1 河北电力技术 第 28卷第 1期 Feb. 2009 HEBEI ELECTRIC POWER 2009 年 2 月 火电厂节能降耗措施分析 Energy Conservation and Consumption Reduction Measures Analysis on Thermal Power Plants 王建朝 (西柏坡发电有限贵任公司，石家庄 050400) 摘耍：在指出当前火电厂能耗高的部位及原因的基础上，结 合现场实际运行经验，从锅炉燃烧调整、减少补水量、提高凝 汽器真空度、节省厂用电等方面介绍了火电厂节能降耗的措 施 .为其他同类型机组节能降耗提
2、供了有益的借鉴。 关键词：火电厂；节能降耗；燃烧工况；凝汽器真空；厂用电 Abstract： High-energy consumption position and reasons of current thermal power plants are analyzed selectively. Energy conservation and consumption reduction measure is proposed from boiler combustion adjustment, making-up water volume reduction, condenser vacuu
3、m degree enhancement, factory- used electricity saving* and so on. combining with actual op erating experience. These measures have obtained good effect in the field application. Key words： thermal power plant； energy conservation and consumption reduction; combustion operating mode; condens er vacu
4、um； factory used electricity 屮图分类号： TM621;TK018 文献标志码 ： B 文章编号： 1001 9898(2009)01 0048-04 1 概述 随着电力体制改革的深化和竞价上网政策的执 行，各火电厂对节能降耗工作越来越重视。在技术 改造和运行管理等方面均采取了一系统措施。目 前，火电厂节能的主要措施有：实现电网统一调度， 加强 A VC及 AGC投入及维护，推行火电厂的经济 运行方式，并确保供电质量；对 200 MW以下的机 组进行系统改造，以提高效率、降低能耗。对辅助设 备和用电设备进行变频技术改造及应用；对锅炉燃 烧器的改进及锅炉结焦预防；中低
5、压机组进行关停， 有条件的应改为热电联产或集中供热。 但是在火电厂投入到商业运行后，其设计参数确 定，因而加强运行当中的节能降耗问题尤为重要。下 面仅通过现场实际运行经验，分析总结出火电厂在机 组运行过程中可采取切实可行的节能降耗措施。 2能耗高的部位及原因 2.1锅炉方面 a. 锅炉燃烧工况对火电厂的经济运行影 响极 大。不合理的燃烧方式会使燃料的不完全燃烧热损 失增大，从而降低锅炉效率 . b. 炉膛及烟道的漏风对炉内燃烧产生极大的 影响 .漏风不但会降低炉膛内温度、影响锅炉的燃 烧速度，同时将会增大烟气量，除给汽温的调节带来 困难外，还会增加排烟热损失，例如炉底大量漏风会 改变炉内的空气
6、动力工况，炉内温度下降使燃烧过 程推迟，从而使火焰中心抬高，造成燃料不能够完全 燃烧，既增加了不完全燃烧热损失，排烟温度升高， 还会增加排烟热损失。 c. 当受热面积灰、结焦和结垢时，使传热减弱， 排烟温度升高，导致排烟热损失增加。 d. 送风机入口温度过低，会造成锅炉排烟温度 过低而使空气预热器冷端发生低温腐蚀，严重时造 成空气预热器堵灰，影响锅炉运行的安全，同时送风 机入口温度过低使进入炉膛的二次风温降低，从而 降低炉膛温度，推迟燃烧过程，对燃烧极其不利，同 时增加不完全燃烧热损失。为保证负荷势必要增加 燃料量，使煤耗增加，但相应地增加发电成本。 e. 使用减温水调整汽温，尤其是使用减温水
7、调 整再热汽温。当减温水喷入再热系统后，水的汽化 就相当于瞬间增加了低压蒸汽，在保证负荷不变的 情况下，低压蒸汽排挤高压蒸汽做功，这将大大降低 循环效率。运行 经验表明，当再热汽温升高时使用 减温水调整不但会使负荷波动，而且对整个运行工 况产生极大影响，不利于机组的稳定。 收稿口期 :2008-1卜 03 作者简介：王建朝 （ 1974 )，男，工程师，主要从市火电厂集控运行技术工作。 48 Vol.28 No. 1 Feb.2009 2.2汽轮机组方面 a. 提高凝汽器真空，可以增加可用焓降，减少 热损失，提高循环热效率，但相应增加了循环水泵的 耗电量，从而增加厂用电的消耗。 b. 如果凝汽
8、器水位较低，凝结水泵入口压力将 会下降，影响凝结水栗正常运行，严重时还可能造成 汽蚀。凝汽器水位高，凝汽器空间减少，冷却面积亦 减少，凝汽器真空下降，使凝汽器的自身除氧能力下 降，影响机组效率。凝汽器水位过高，部分钛管被淹 没在凝结水中，将处于饱和状态的凝结水继续冷却， 造成过冷，致使机组冷源损失加大，大约每降低 1 C， 机组热耗率降低 0.5%。 c. 给水温度变化，一方面引起回热抽汽量变 化，影响到做功能力；另一方面使锅炉排烟温度变 化，影响锅炉效率。 2.3工质损失 火电厂的工质损失往往伴随能量的损失。 2.4厂用电率 厂用电率包括综合厂用电率和生产厂用电率， 是反映发电厂核心竞争力的
9、重要指标。节省厂用电 也是节能降耗重要的一方面。 3节能降耗措施 3.1锅炉方面 据有关资料记载，火电厂锅炉热效率提高 1 % 就会使整个机组的效率提高约 0. 13% 0.4%，标 准煤耗可下降 34g/kWh因此只要锅炉各运行 参数调整得当，合理调整锅炉燃烧就能够降低锅炉 的各项热损失，提高锅炉的热效率。 3.1.1加强锅炉正常运行中燃烧的调整 由于电网负荷的变化使机组的负荷不断波动， 所需的燃料量也会不断地变化，运行人员必须根据 负荷的变化情况及燃烧情况及时改变一、二次风压 的设定值，调整上、中、下排二次风量及煤粉的配比。 一般可通过几方面判断燃烧方式是否合理，即烟气 含氧量在规定范围内
10、；炉膛负压稳定；火焰为金黄色 并均匀充满炉膛；蒸汽参数稳定，两侧烟温差小；烟 囱排出的烟色呈淡灰色等。在合理的燃烧方式下， 燃料可以较完全地燃烧，从而减少热损失。 3.1.2保持合适的火焰中心位置 保持合适的炉膛负压及合理的火陷中心位置， 并加强对炉膛及烟道漏风处的检查与消除，能最大 限度地降低排烟热损 失，提高锅炉的热效率。 3.1.3加强对受热面的监视 第 28卷第 1期 2009年 2月 在运行中应及时分析炉膛、尾部烟道及各处温 度、负压及过热汽温度、再热汽温度的变化，根据情 况及时投入吹灰器对锅炉进行全面吹灰、打焦及清 理结垢，以保持受热面清洁，降低排烟热损失。但吹 灰同时增加了工质损
11、失及热量损失，所以应按设计 工况确定吹灰次数，并严格执行，以保证锅炉在最佳 工况下运行，提高锅炉效率及其经济性。 3.1.4及时投停暖风器 为保持合理的二次风温，保证燃烧完全，需根据 环境温度的变化（尤其是在冬季）及时投入暖风器 运行。同时送风机入口风温符合安全运行要求时， 应及时解列暖风器，避免不必要的工质和热量浪费， 提高经济性 . 3. 1.5减少再热器减温水量 应加强燃烧调整，保持合理的火焰中心高度和 烟气量，且及时调整再热器烟气挡板的开度，从而保 证再热汽温在规定范围内运行，提高机组的经济性。 3.2汽轮机组方面 3.2.1加强对真空系统的运行调整和维护 a. 在运行过程中一定要加强
12、设备查漏，防止有 空气漏入真空系统中，运行中应定期对真空系统进 行严密性试验，发现问题认真分析并及时处理 。 b. 定期投入凝汽器胶球清洗装置，保持凝汽器 钛管清洁，保证循环水泵入口滤网及凝汽器入口滤 网正常投入运行，防止凝汽器堵塞影响冷却效果，发 现有堵塞现象应及时予以清除，最大限度地降低凝 汽器的端差，使汽轮机真空尽量保持在最佳状态下 运行，从而提高机组的热效率，降低煤耗。 c. 在冬季为防止凝汽器端差增大，当循环水入 口温度低于 10 C时，应适当开启冷水塔回流门，适 当控制水塔内圈进水门，保持循环水入口温度在 10 13 C之间运行。 d. 在运行中要根据环境温度的变化及机组运 行规程
13、规定及时启停第 2台循环水泵运行，最 大限 度地降低循环水温度。当循环水温度在 20 C时，循 环水温度下降 1 C， 真空可提高 0.3%，降低煤耗 0. 13% 0. 15%。 3.2.2调整凝汽器水位 加强对凝汽器水位调整，维持凝汽器水位正常， 提尚机组效率。 3.2.3提高给水温度 a. 在运行中应尽可能地使高、低压加热器全部 投入运行，并加强维护管理，提高其运行效果。并保 证高压加热器保护的正常投入，使高压加热器能够 河北电力技术 HEBEI ELECTRIC POWER 49 Vol.28 No. 1 Feb.2009 正常投入运行。 b. 调整高、低压加热器水位正常。加热器正常
14、水位的维持是保证回热的经济性和主、辅设备安全 运行的重要环节。水位过高，会淹没有效传热面、降 低热经济性，同时疏水可能倒流入汽轮机危及主机 安全。水位过低或无水位，蒸汽经疏水管进入相邻 较低一级加热器，大量排挤低压抽汽，热经济性降 低，并可能使该级加热器汽侧超压、尾部管束受到冲 蚀，同时加速对疏水管道及阀门的冲刷，引起疏水管 道振动和疲劳损坏。 c. 检查高压加热器旁路无漏泄，以及抽汽逆止 门或加热器进汽门开度正常，以保证抽汽管压降正 常，保证机组达到相应负荷下对应的给水温度。 3.3工质流失方面 补给水是一项重要的机组运行指标，节省补给 水可减少工质流失，降低工质损失，提高经济性，使 机组安
15、全可靠的运行，同时也可回收热能，是节能降 耗的重要方面。在运行中要降低补给水量，可从以 下方面着手。 a. 在机组启停及事故甩负荷时，应及时投入旁 路系统，尽可能地将蒸汽、疏水回收至凝汽器；启动 过程中真空达到正常值后，给水泵密封水及时倒至 凝汽器；凝结水水质合格后及时关闭排污门。 b. 坚持热网疏水回收，将疏水回收至凝结水补 水箱，这样既回收了工质，而且热网恰好在汽温较低 时投用，又保证了补水箱防冻问题。 c. 避免内冷水箱、凝补水箱溢流。 d. 加强对暖风器系统的正常维护，使其能够正 常投入，将疏水回收至除氧器，减少工质损失。 e. 加强锅炉定排和连排管理，在锅炉水质合格 后尽快投入连排回
16、收，在水质稳定的情况下尽量减 少排污，确保锅炉连排扩容器有水位运行，同时加强 对汽水系统疏水门等易泄漏阀门的排查。 f. 认真处理定排扩容器各疏放水手动门，确保 关闭严密。 3.4厂用电率方面 3.4.1降低制粉系统电耗 a. 提高磨煤机启动时的暖磨速度和停运的存 煤抽空速度，减少磨煤机空转时间，降低磨煤机制粉 单耗。 b. 运行值班人员注意监视磨煤机电流变化，磨 煤机电流平均值相对运行要求偏差超过 1 A时，应 及时补加或停止补加钢球，以保证磨煤机最佳出力 工况。 第 28卷第 1期 2009年 2月 c. 运行中避免用磨煤机入口冷风门调节制粉 系统风温，因为这相当于增加了制粉系统漏风。 d
17、. 磨煤机出口风温尽量维持在 6080 C之间， 否则将造成制粉系统出力下降，系统运行不稳定。 e. 根据粉位情况，及时启、停磨煤机运行，禁止 磨煤机低出力或磨煤机空转运行。 f. 减少因磨煤机检修后试转而切换制粉系统 运行的情况。磨煤机本体机械部分检修后试转，应 采用点动方式启动。 3.4.2降低正常运行时的辅机耗电率 a. 运行中加强监视。根据负荷的变化，在保证 充足氧量达到完全燃烧的前提下，及时调整一、二次 风压；保持合理的炉膛负压，发现漏风及时联系检修 做好堵漏风工作；及时吹灰以减少烟道的阻力；加强 暖风器及电除尘器的维护以防堵灰；从而降低吸风 机、送风机、一次风机电耗。 b. 低负荷
18、时保留 1台循环水泵运行。 c. 合理调整真空泵运行方式，根据凝汽器真空 参数及真空严密性情况，确定采用 1台或 2台真空 泵运行方式。当凝汽器真空高于 _95kPa且能够 保持稳定时保持 1台真空泵运行。 d. 汽动给水泵检修消缺完毕后，及时开汽动给 水泵运行停运电动给水泵。 e. 正常情况下应停运各开关室、变压器室的事 故排风扇，夏季合理安排各开关室集中空调运行方 式，开关室实行 “ 人走灯灭 ” 。 f. 合理安排辅助设备运行方式；提高厂用电电 压，降低厂用电率。在系统设备切换、停运时，尽量 节约厂用电。 g. 严格按调度曲线调整 220 kV母线电压，降 低线损。 h. 厂房照明白天没
19、必要亮的地方建议采用光控。 3.4.3降低机组启停过程中辅机耗电率 a.机组启动前，尽量缩短锅炉上水到锅炉点火 时间间隔，以减少循环水泵、电动给水泵、凝结水泵、 吸风机、送风机的运行时间。机组启动前汽轮机抽 真空正常后，根据真空情况及时停运 1台真空泵。 锅炉升压时即启动 1台小汽轮机运行，锅炉上水尽 量不要采用电动给水泵。旁路系统投入前，再启动 凝汽器升压泵运行。锅炉空气预热器出口二次风温 加热到 200 C以上时，再启动第一套制粉系统。汽 轮机转速 3 000 r/min且稳定后，及时停运主机交流 润滑油泵及高压备用密封油泵。发电机冲转 前再启 动第二台循环水泵。发电机并列后，再启动第二套
20、 河北电力技术 HEBEI ELECTRIC POWER 50 滤波前 小波变换 线性神经网络 100 200 300 时间 /ms 4种方法滤除 3次谐波效果比较 (上接第 31页） 2Af-l 式中 :w (c )= lue)h 在 MATLAB中，利用小波变换方法对叠加三 次谐波后的信号进行滤波处理，在 300 ms时刻 500 Hz的畸变信号的失真比较明显，这对于最终得到 500 Hz的畸变信号是很困难的。 小波变换的滤波过程主要分为：分解、阈值量化 处理、小波重构，其中阈值的选择最关键，采用 ddencmp函数获取的默认阈值，利用 wdencmp函数 进行滤波处理。强制阈值会使信号光
21、滑，但会令信 号丢失部分有用的信息。 2谐波检测方法滤波效果比较（图 2) 通过对 3次谐波的检测滤除结果对比可以看 出，相对于原始信号，线性神经网络方法对 50 Hz的 工频电力通信信号处理后的波形偏差很小，而利用 db2小波进行三层分解后，工频电力通信信号产生 了较大的误差，波形发生抖动，出现了较为严重的失 真。由图 2可知，线性神经网络方法要优于 LMS 算法， LMS算法优于 RLS算法，小波变换方法效果 较差。 RLS算法的收敛速度要快于 LMS算法，但 是 RLS算法要比LMS算法复杂，计算量较大。可 见，线性神经网络算法是效果最理想的方法。 3结束语 通过仿真对比可知，线性神经网
22、络在谐波的滤 除方面具有独特优势和较理想的效果。实践表明， 只要增加足够多的网络输入样本值，线性神经网络 方法的准确性将大为提高，这使其在电力系统通信 中具有广阔的研究前景，对将该方法用于实际电网 环境下进行研究具有理论价值。 参考文献： 11丨赵向军 .电力系统谐波与谐波抑制技术综述 力 .云南电力技 术， 2004,（ 3): 23-25. |2|韩力群 .人工神经网络教程 | M| .北京：北京邮电大学出版社 , 2006. |3|任震 .小波分析及其在电力系统中的应用 |M| .北京：中国电 力出版社 .2003. |4|许俊峰 .李京华 .陈丹，等 .RLS和小波在声信号消噪处理中
23、的应用丨 J| .电声技术 2004. (9): 55-58. 本文责任编辑：王洪娟 Vol.28 No. 1 河北电力技术 Feb. 2009 HEBEI ELECTRIC POWER 制粉系统。 b.停机后，投入锅炉快冷系统向汽包上水，压 力降到 1.0 MPa,汽包壁温度 180 C， 解列快冷装 置，从而减少停机后电泵向锅炉补水时间。锅炉灭 火后对炉膛吹扫 5 10 min后，停送风机和吸风机 排烟温度低于 80 C时，停止空气预热器运行。炉膛 温度低于 60 C时，停止火检冷却风机运行。锅炉完 全不需要上水时，停止电泵。汽轮机打闸后，停运 1 台循环水泵。将除氧器上至高水位后，停运凝
24、汽器 升压泵运行。具备停循环水泵、凝结水泵等辅机条 件时，尽早停运。锅炉全面放水后，应及时 破坏凝汽 器真空，然后停运真空栗、轴封风机。 4结束语 火电厂节能降耗，提高经济效益的措施还有许 第 28卷第 1 期 2009年 2月 多，如掺烧价格更便宜的煤种、粉煤灰综合利用、污 水零排放等。上面通过现场实际运行经验，总结分 析了火电厂在运行过程中切实可行的节能降耗措 施。这些措施在现场应用中得到了很好的效果，希 望能为国内同类型电厂提供借鉴，节约更多能源。 参考文献： 1吴季兰 .汽轮机设备及系统丨 M卜北京：中国电力出版社 .1998. | 2)郑体宽 .热力发电厂 M.北京：水利电力出版社 1998. |3丨平东电业局 .锅炉运行技术问答丨 M| .北京：中国电力出版社 . 2000. 丨 41平东电业局 .汽轮机运行技术问答丨 M卜北京：中国电力出版 社，2000. |5电力行业职业技能鉴定中心 .集控值班员职业技能鉴定指导 M】 .北京：中国电力出版社 ， 2002. 丨 6丨容銮恩 .燃煤锅炉机组丨 M卜北京：中国电力出版社 1998. 本文贵任编辑 :丁力 0(t ) (5- 5 # 图 Jl#1Ji(fl./oooo 5 555 I- A/aftfA/ba-ap 。 51 。