优化运行调整,降低机组供电煤耗
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摘 要 节能降耗一直是提高效益的手段，对于燃煤电厂降低煤耗有着十分重要的意义。本文通过黄岛电厂5、6号炉的实际运行情况，分析了影响供电煤耗的主要因素，提出了降低供电煤耗的主要方法，在加强燃烧调整、优化运行方式等方面提出了可行性建议。
关键词 优化 运行调整 氧量 供电煤耗
中图分类号：TK227.1 文献标识码：A
0前言
随着电力行业改革的进一步深化，环保节能调度已经开始实施，今后发电企业的竞争将更加激烈，供电煤耗高低、污染物排放多少将与每个电厂的允许上网电量严密相关，并最终影响到电厂的经济效益。只有提高机组的运行水平，降低供电煤耗，减少污染物排放，有效降低发电成本，才能在电力市场的竞争中占据有利位置。
供电煤耗是火力发电厂的一项重要技术经济指标，在很大程度上反映了电厂的运行水平和管理水平。锅炉的燃烧优化一直是一个未能很好解决的问题，目前较多的是采用间隔一段时间进行一次热力调整试验，然后按调整结果确定最优的调节参数供运行人员参考。但由于锅炉的煤种和负荷的多变性，热力调整试验采用的煤质往往与日常运行煤质有所不同，热力调整试验所进行的工况也往往有限，不一定能获得最佳的调整参数。
1设备简介
大唐黄岛发电有限责任公司两台670MW发电机组的锅炉采用上海锅炉厂设计生产的超临界压力中间再热直流锅炉，该炉为I型布置、单炉膛、四角切圆燃烧、燃用烟煤、固态排渣、全悬吊结构、露天布置。炉膛按正四角布置燃烧器，煤粉燃烧器为直流式喷燃器，制粉系统采用中速磨冷一次风正压直吹式系统，配备6台ZGM113型中速辊式磨煤机，每台磨由功率为630KW的电动机驱动，标准制粉出力为87.7 t/h 。汽轮机为上海汽轮机厂生产的（N660-24.2/566/566）66万千瓦汽轮发电机组。
炉膛按正四角布置燃烧器，煤粉燃烧器为直流式喷燃器，每组燃烧器由15层喷嘴组成，其中煤粉燃烧器6层，二次风喷嘴9层（3层雾化油枪燃烧器装于其中），一、二次风间隔布置，一、二次风切圆采用双切圆布置， 5、6号炉在锅炉燃烧器顶端布置二层燃尽风喷口，由原二次风箱引出，同时将部份二次风喷口面积改小，并使用偏置二次风技术，各二次风正切一定角度，保护水冷壁。制粉系统采用中速磨冷一次风正压直吹式系统。
锅炉方面影响供电煤耗的主要因素有锅炉效率和厂用电率，而影响锅炉效率的主要损失是排烟热损失、机械不完全燃烧热损失，厂用电率高低则与各主要辅机耗电率有关。
排烟热损失是由于锅炉排烟带走了一部分热量造成的热损失，是锅炉各项热损失中最大的一项，影响排烟热损失的因素是排烟量和排烟温度。黄岛电厂5、6号炉设计的排烟温度是127℃，比先进机组110-120℃明显偏高，而实际运行中排烟温度更高，夏天时更高达130℃；设计的氧量值3-5%也比先进机组3%明显偏高，根据耗差分析，黄岛电厂排烟热损失比先进机组要增加的供电煤耗超过5 g/kw・h。
机械不完全燃烧热损失是由灰的炉渣中含有未完全燃烧的碳造成的热损失，也是影响燃煤锅炉的主要损失之一，黄岛电厂5、6号炉设计的飞灰可燃物含量是4-6%，经几年的燃烧调整后，现在已经低于3%，虽比先进机组（2%以下）有一定的差距，但根据锅炉设备的实际情况，降低飞灰可燃物的空间较小。
厂用电率的高低直接影响对外供电量的多少，对供电煤耗影响明显。黄岛电厂5、6号炉采用冷一次风正压直吹式制粉系统，制粉电耗一直偏高，加上较高氧量运行，送、引风机电耗也偏高，厂用电率一直超过4%，比先进机组（3.5%左右）差距明显，根据耗差分析，对供电煤耗的影响达5 g/kwh。
回转空气预热器的漏风率较大也是影响供电煤耗的一个因素。回转空气预热器漏风率变大，造成热一次风和热二次风都会漏向烟气侧，造成排烟温度升高，排烟热损失就会增加。黄岛电厂5、6号炉的空预器间隙调节装置跟踪的线性不是很好，曾多次出现空预器跟踪信号不准导致的扇形板强制提升事故，排烟热损失增加，进而使供电煤耗增加。
受热面结焦时水冷壁吸热较少烟气温度增加。结焦严重时，为保证锅炉正常处理满足汽机需求，必须增投燃料。这进一步增加了排烟热损失。而且由于对流换热增强，使得主/再热蒸汽温度升高，为了使主/再热蒸汽不超温，加大了减温水的使用，进一步降低了供电煤耗。
3降低供电煤耗的方法及应用
氧量是影响排烟热损失的主要因素，对锅炉效率影响很大，降低氧量运行可以有效降低供电煤耗，但由于低氧运行对锅炉煤粉燃烧完全程度、炉膛结渣、高温腐蚀有较大影响，为防止对锅炉设备的损坏及增加机械不完全燃烧损失，黄岛电厂5、6号炉的氧量一直维持在3-5%运行。黄岛电厂经过多年的燃烧调整后，飞灰可燃物含量已降至3%以下，为低氧燃烧创造了有利条件，而且经过低氮燃烧改造后，采用偏置二次风技术，有利于保护水冷壁受热面，加上低氧燃烧可带来降低NOX排放、减少尾部受热面磨损、提高电除尘效率、减少脱硫GGH堵塞及降低引、送风机、脱硫增压风机耗电率等一系列好处，对节能、减排意义重大，黄岛电厂决定进行低氧燃烧试验，同时进行相应的燃烧调整，确保机组的安全经济环保运行。
黄岛电厂由于没有建立锅炉燃烧优化系统，无法在线监视燃烧调整对供电煤耗的直接影响，而热力调整试验由于煤种、负荷多变的影响，代表性不强。为了更好反应燃烧调整对供电煤耗的影响，黄岛电厂以入炉煤量正平衡计算煤耗为主、以每天的日报表有关参数变化进行耗差分析来校核煤耗的方法，通过长期跟踪，检验燃烧调整效果。
黄岛电厂从2009年开始在6号炉进行逐步降低氧量试验，同时进行二次风门开度、一次风压、风温及二次风箱与炉膛压差等相关燃烧调整，二次风门采用缩腰型方式，优化各二次风门开度，一次风温从252-255℃升至258-280℃运行，一次风压维持在3650Pa，二次风箱与炉膛压差维持700-800Pa，并跟踪、检查炉内结焦、一次风管风压、风温、飞灰可燃物及供电煤耗等，在确保锅炉设备安全的前提下，在660MW负荷时氧量从3.5%降至2.5%运行，飞灰可燃物维持在3%以下，排烟温度下降7℃，除尘效率由99.5%上升至99.7%，NOX含量从450mg/m3下降至400mg/m3，同时引、送风机、脱硫增压风机耗电率明显下降，660MW负荷时，引风机电流从400A下降至360A，送风机电流从85A下降至76A，厂用电率有效降低。由于降低氧量运行对提高锅炉效率效果明显，已经推广到5号炉。
锅炉送、引风机及磨煤机是用电大户，耗电率分别为1.33%及1.36%。分析制粉电耗高的主要原因是运行工况偏离最佳通风量，为了寻找制粉系统的最佳通风量，采用调整磨煤机入口风门、调整磨煤机出口温度并连续跟踪制粉电耗的方法进行试验。通过试验，发现调整磨煤机入口风门使风量在70-85T/H、煤机出口温度在65℃左右时，制粉电耗最低，制粉耗电率降至1.18%。同时通过低氧燃烧，有效降低送、引风机耗电率至1.08%。通过以上办法，降低厂用电率0.5%。
对于空预器漏风和结焦情况，重新对吹灰运行进行了调整。要求空预器吹灰改为每班吹灰一次，以减少堵灰和漏风。空预器间隙调整装置重新修改逻辑，现在改为每8小时自动跟踪一次，以减少误动作。水冷壁吹灰由原来的每天固定式吹灰改为动态吹灰。规定当再热器减温水量超过30t/h时，投入水冷壁吹灰。
通过以上的燃烧调整，优化运行方式，有效降低黄岛电厂5、6号机组的供电煤耗。
4结论
黄岛电厂5、6号炉通过加强燃烧调整，优化运行方式，运用正、负平衡的方法计算来校核供电煤耗的变化，得出了锅炉运行的最佳方式；根据燃烧调整、优化运行方式的效果，逐步降低氧量运行，在确保锅炉设备安全的前提下，有效降低排烟热损失，维持较低的机械不完全燃烧损失，提高了锅炉效率；合理的配风方式，同时降低了烟尘，NOX和SOX的排放，很好地起到“节能减排”的效果；通过优化制粉系统参数，降低厂用电率，使供电煤耗得到明显下降。
参考文献
[1] 李青，公维平.火力发电厂节能和指标管理技术[M].北京：中国电力出版社，2006.