刘贵宾 刘学书 焦俊杰 张宪东 陶勇
（国电菏泽发电有限公司 山东菏泽 274032）
摘要：节能降耗是国家的大政方针，厂用电率是火力发电厂的重要经济指标之一，降低厂用电率可以减少发电成本，实现节电降耗，从而提高经济效益。本文就国电菏泽发电有限公司二期#4机组分别从技术改造、运行方式调整和管理等角度介绍了机组降低厂用电的方法，解决了300MW机组厂用电偏高的技术难题，为发电厂降低厂用电提供了新的思路。
关键词：机组 厂用电 研究
[引言] 国电菏泽电有限公司二期#4发电机组近几年来一直存在厂用电率偏高问题，与国内同类型机组先进指标还有一定差距，直接影响了我公司的经济效益。我们通过认真分析厂用电高的原因，在各个环节深入开展降低厂用电活动，采取了一系列措施，取得了良好效果。
1 厂用电率
发电厂直接用于发电生产过程的自用电量占发电量的百分比。
计算公式为
Wd = Wcy – Wkc
式中:Lfcy——发电厂用电率，% ；
Wd ——发电用的厂用电量，kW?h；
Wf ——统计期内发电量，kW?h；
Wcy——统计期内厂用电量，kW?h；
Wkc——统计期内应扣除的非生产用厂用电量，kW?h。
2 设备概述
国电菏泽发电有限公司二期#4发电机组为英国三井巴布科克能源有限公司生产的“W”火焰、单汽包、单炉膛、平衡通风、一次中间再热、燃煤、半露天式布置、亚临界参数的自然循环锅炉，锅炉配备正压直吹式制粉系统，有3台双进双出磨煤机、6台皮带式给煤机、2台密封风机、2台离心式一次风机组成；锅炉制粉系统除渣采用刮板式捞渣机；上海汽轮机厂生产的型号为N300-16.7/537/537，额定功率为300MW，亚临界、中间再热式、高中压合缸、双缸双排汽、单轴、凝汽式汽轮机，系统配备2台循环水泵，2台开式泵，1台小汽轮机给水泵，一台电动给水泵，2台凝结水泵；上海电机厂生产的型号为QFSN2-300-2的发电机, 额定电流为10189 A, 采用“水氢氢”冷却方式。
3 厂用电率高的原因分析
我们从各方面认真分析#4机组厂用电率高的原因，主要有以下几点：
3.1 设备运行方式不合理。设备存在制粉系统耗电高现象，如磨煤机钢球量过多,电流过大，循环水系统冬季耗电高、机组偏离最经济真空、凝结水泵压力过高等现象；机组启停时用电泵向锅炉上水，耗用大量厂用电。
3.2 设备运行可靠性差。因设备原因造成降出力时常发生，如汽前泵轴承故障，机组被迫降出力；热工元件损坏率高，如小机控制卡件故障，小机跳闸，引起锅炉汽包水位保护动作；机组逻辑控制不可靠，常发生误动作，造成机组跳闸；锅炉漏风，设备系统存在内漏现象。
3.3生产人员责任心不强。生产人员责任心不强, 业务不精，执行节能措施不力 ，企业主人翁意识差,质量意识、节能意识不强。
3.4煤质变化大。煤质偏硬、难磨、使磨煤机出力下降，煤质过差，均影响机组带负荷；夏季煤质过湿，常发生给煤机堵煤现象，不但燃烧受影响，还造成机组降出力。
3.5机组负荷率偏低。机组负荷率低也是制约机组生产厂用电率的一大因素,同时由于对外输电线路能力的制约,与邹县联变频繁出现过流现象,也限制了机组带负荷。
4 生产运行中发现的问题及实施的措施
4.1机组正常运行中实施的措施
4.1.1 高压电机变频技术的应用
高压交流变频技术可以优化电机运行状态，是当今推动节电技术进步的一种重要手段。菏泽电厂二期#4机组实现了一次风机和凝结水泵高压电机变频改造。
利用停机机会分别对#4机组凝结水泵进行了6KV高压电机变频改造，采用#4机组两台凝泵共用一台变频器的运行方式（一拖二），除氧器上水调节门全开，用变频凝结水泵转速调节除氧器水位。同时为了深度挖掘凝泵变频装置的节能潜力，我们尝试将除氧器上水调节门旁路打开，有效地降低了凝结水管道的流动阻力损失；为了防止凝泵变频装置故障跳闸，备用泵联启时流量突增引起除氧器满水等故障现象，我们对凝泵变频逻辑、除氧器水位调节器及其旁路电动门动作逻辑等进行了全面优化，保证了机组的安全稳定运行,凝结水泵耗电率由改造前的0.32%降低为0.16%。
#4机组两台一次风机电机改造前为工频运行，通过风机导叶调节一次风压；一次风机电机变频改造后，一次风机导叶全开，锅炉制粉系统磨煤机热风控制门保持全开，用变频一次风机调节一次风压及磨煤机一次风量，减少了系统阻力，降低了一次风机电耗，大大节约了厂用电。
4.1.2锅炉燃烧系统的优化运行
4.1.2.1探索磨煤机钢球合理配比。磨煤机电流原设计为156安培，钢球多，远远超过机组满负荷出力要求，通过合理的钢球配比，按比例加入一些小直径的钢球，由试验得出筛选钢球直径按照80mm、60mm、50mm、40mm、30mm的钢球按10%、25%、29%、21%、15%的比例加装，将磨煤机电流降至110安培，既能保证满负荷磨煤出力，又能发挥其巨大潜能，这样三台磨煤机全年节电约720万千瓦时，钢球装载量与电流的关系曲线如图1：
4.1.2.2通过摸索，磨煤机在保证不冒粉的前提下保持高料位运行，维持合适的风煤比，进一步降低锅炉一次风压，降低了一次风机电耗。
4.1.2.3合理优化二期磨煤机经济运行方式，保持磨煤机最经济出力运行，努力降低制粉系统耗电率。负荷在230MW以下，煤质较好时，停运一台磨煤机，保持两台磨煤机运行。
4.1.2.4在保证锅炉煤粉完全燃烧及飞灰可燃物、炉渣可燃物指标的前提下，严格控制炉膛氧量，一般维持3.5％－4.5％，通过运行调整尽量使风机运行在高效区域或其附近，降低了吸、送风机单耗，尽量减少主、再热蒸汽减温水。
4.1.2.5炉膛负压维持在-70±20Pa，防止炉膛负压过大，增加风机单耗。
4.1.3循环水系统的优化运行
4.1.3.1循环水泵电机高低速的合理应用。环境温度变化较大时机组及时调整高低速循环水泵的运行方式。每年11月份至次年4月份，当#4机组真空高于95.5kPa时，将高速B循环水泵切换为低速A循环水泵运行；当机组真空低于94.5 kPa时，将低速A循环水泵切换为高速B循环水泵运行。应及时把握循环水泵高低速切换前后凝汽器真空及相关参数的变化趋势，做好高低速循环水泵切换的最佳时机。气温较低时，#4机组可保持低速A循环水泵运行长期运行。
4.1.3.2优化循环水泵启停方式。建立循环泵台数与循环水温度、排汽压力对应曲线。积极探索夏季循环水泵最经济真空运行方式，使凝汽器在最佳真空下运行。机组负荷低于200MW，保持单循环水泵运行，负荷230MW以上，循环水入口温度高于29℃时，单泵改双泵；循环水入口温度低于31℃时，双泵改单泵。
4.1.3.3加强循环水系统胶球和滤网的管理。每周安规定进行凝汽器胶球清洗，每白班对滤网进行清污，提高循环水系统工作效率。
4.1.4其它系统设备运行方式的优化
4.1.4.1二期#3、4机组开式泵和真空泵设计为单元制，均为两台，一台运行，一台备用。每年11月份至下年4月期间通过#3、4机开式水与真空系统联络，采取#3、4机共用一台开式泵和真空泵，从而达到节能的目的，开式泵功率160KW，真空泵功率180KW，按照从11月份开始，到下年4月份结束，6个月时间，预测开式泵节电69万千瓦时，真空泵节电77万千瓦时。
图1二期磨煤机钢球装载量与电流的关系曲线
4.1.4.2 二期#3、4机凝输水实现联络，#3、4机共有一台凝输泵运行，凝输泵功率37KW，这样全年节电约32万千瓦时。
4.1.4.3二期 #2照明变、翻车备变由热备用改为冷备用，降低变压器电能消耗。
4.1.4.4根据季节变化，及时修改现场照明自动开启、关闭时间，或手动及时关闭，防止白天亮灯。
4.2机组启动过程中实施的措施
4.2.1机组启动机组过程中，如果单纯用启动油枪燃烧升温升压到机组冲转参数，并网后启动磨煤机，这样投粉晚，不但燃油消耗量大，而且机组参数升温升压慢。现改为采用以煤代油方式进行升温升压，并网前启动制粉系统，利用控制风量来调节受热面管壁温度，缩短了机组启动时间。
4.2.2以前#4机组启动时先启动电泵锅炉上水，带一定负荷后才冲小机，机组负荷105MW，主汽压9.5MPa、主汽温450℃、再热汽温400℃，电泵切汽泵，负荷120～150MWMW时，切换小机汽源为四抽供汽；期间电泵运行时间长，厂用电高，且启停及切换操作量大。现改为开机时锅炉上水直接用辅助蒸汽启动小机，省去电泵的启停操作，负荷120～150MW时再切换气源，节约厂用电，每次开机按3小时计算，每次节电1.8万KWh。
4.2.3机组启动时，合理控制机炉侧设备启动时间，尽量做到紧凑、有序，降低机炉侧辅机用电量。
4.3 机组停止过程中及停机后实施的措施
4.3.1 #4机停机后因排汽温度高，且下降较慢，循环水泵运行时间较长，除氧器水温高且阀门内漏为其主要原因之一。停机过程中在满足锅炉需要的情况下尽量降低除氧器水温，且保持低水位运行，锅炉上水完毕后，凝结水泵运行继续对除氧器小流量上水，同时稍开除氧器溢流维持除氧器水位稳定，因凝结水温度低，除氧器内水温逐渐降低至50℃以下后停止上水。此操作可以大大缩短停机后循环水泵运行时间。
4.3.2机组滑停时，原先机组负荷180MW时才降低主再热汽温，这样负荷低，蒸汽流量少，同时又受到汽温下降率的限制，汽轮机缸温较难下滑，滑停时间延长，现改为220MW时就降低主再热汽温，这样负荷高，蒸汽流量大，同时汽温下降又温和，缩短了滑停时间。
4.3.3机组停止磨煤机全部停止后，及时停止一次风机运行，低压缸排汽温度低于70℃时停止循环水泵；低压排汽温度低于50℃时停止凝结水泵运行，在允许情况下尽快停止磨煤机油泵、捞渣机及输渣皮带等其它设备运行。
5加强设备治理，提高设备运行可靠性
5.1遇有较长时间停机机会，消除#4炉预热器堵灰问题、漏风问题。对空预器进行水冲洗、对堵塞严重的蓄热元件进行更换，对空预器密封间隙进行调整，减少空预器漏风率，提高空预器工作效率，降低送引风机单耗。
5.2主要设备利用停机时间安排凝汽器水冲洗、板式和管束式换热器水冲洗等项目，提高辅机设备工作效率。
5.3加强锅炉受热面的积灰、堵灰检查清理，定时按规定吹灰，吹灰器故障时及时联系检修处理。
5.4对负压系统严密性进行治理，提高凝汽器真空，减少汽轮机冷源损失。
5.5加强汽水阀门的泄漏治理，特别是内漏的一些高温高压阀门，严重影响机组的经济性。
6 降低厂用电率管理措施
通过不断摸索和实践，从管理、技术改造和运行调整等多方面采取措施，#4机组厂用电率偏高的问题得到有效遏制，降低厂用电是一项长期的艰巨的任务，各项措施要持之以恒地贯彻执行。
5.1加强领导，落实责任，为降低厂用电率提供组织保证，根据降低厂用电率工作需要，及时制定、修编技术措施，并定期检查执行情况，做到目标明确，奖惩分明，增强节电的自觉性。
5.2加强生产人员思想教育，牢固树立“安全第一，效益至上”思想，增强企业主人翁意识和责任心，严格“两票三制”，探索使机组稳定、经济运行的最佳参数。对出现的异常问题及时认真分析并消除，同时防止误操作的发生。
5.3 加强设备治理，提高设备运行可靠性，使机组适应调频需要，及时消缺现场设备隐患，杜绝跑冒滴漏，提高设备健康水平,尽量避免设备降出力，减少非计划停机次数。
5.4加强燃煤管理、煤质化验工作，燃煤掺配均匀，确保入炉煤质合乎要求，减少因煤质问题导致降出力的发生；认真核算参烧劣质煤的经济性，评估劣质煤对锅炉燃烧安全性的影响。
5.5多做工作，积极与中调配合，严格按负荷曲线接带负荷，克服外界不利因素影响，提高机组负荷率。机组负荷率是影响厂用电率的最大因素，随着机组出力的变化，厂用电率也随之改变，下面是根据机组性能试验得出的二期机组负荷率与厂用电率的对应关系：
表1 二期机组负荷率与厂用电率的对应关系
5.6本着加强过程控制，明确责任，奖罚分明的原则及时修改完善五值小指标竞赛办法，深挖潜力，争创一流经济技术指标。
7结束语
通过公司上下的一致努力，各项节能措施得到很好地贯彻执行，菏泽电厂二期#4发电机组厂用电率偏高问题得到明显改善，2015年#4机组去除脱硫用电量，#4机组全年厂用电率完成4.73%，提高了企业自身竞争能力，为创建国电一流发电企业做出了巨大贡献，同时这些工作为其他同类型的机组设计和运行提供了一定的借鉴。
图2 二期厂用电率与机组负荷率关系
参考文献
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作者简介
刘贵宾，男，生于1972年5月，本科学历，高级工程师，国电菏泽发电有限公司发电部运行技术人员。
刘学书，男，本科学历，工程师，国电菏泽发电有限公司发电部炉运专工。
焦俊杰，男，本科学历，工程师，国电菏泽发电有限公司发电部机运专工。
张宪东，男，本科学历，技师，国电菏泽发电有限公司节能专工。
陶勇，男，本科学历，工程师，国电菏泽发电有限公司发电部电运专工。
论文作者:刘贵宾,刘学书,焦俊杰,张宪东,陶勇
论文发表刊物:《电力设备》2016年1期供稿
论文发表时间:2016/4/15
标签：机组论文; 水泵论文; 负荷论文; 菏泽论文; 锅炉论文; 二期论文; 设备论文; 《电力设备》2016年1期供稿论文;