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机组优化运行及节能经济性评估的方法

发布时间：2009/6/12 阅读次数：1010 字体大小: 【小】【中】【大】

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机组优化运行及节能经济性评估的方法

作者：王　健

单位：华东电力试验研究院

摘要：以某电厂设计计算煤耗为基础进行经济性分析，综合考虑实际运行中的不可避免损失及当年不可控偏差，得出了电厂机组当前运行条件下可能达到的基准煤耗和当年达标煤耗，并提出了一种运行机组经济性综合评估的技术思路，据此可以了解机组目前的经济性能状况、节能潜力，同时为机组达到经济运行目标提出改进方向。

关键词：经济性评估　设计计算煤耗基准煤耗达标煤耗节能潜力

1　概述

　　长期以来，火电厂机组运行经济性指标（供电煤耗）难以达到设计值，热力系统设计、运行、试验工程技术人员为此投入了大量的运行分析和试验研究工作。尤其是近几年来，随着厂网分开，各发电企业都向发电成本要利润以期完成预期的经营目标。只有通过对机组的运行状况、设备性能等进行定量评估，挖掘节能潜力，优化运行，才能使发电厂适应竞价上网的严峻形势，达到企业利润最大化的目标。

　　2005年5月，中国电力投资集团上海电力股份有限公司委托华东电力试验研究院对公司下属某电厂（以下简称评估电厂）4台机组运行经济性水平进行评估，以了解机组目前的运行性能状况，定量分析机组节能潜力。为此，华东电力试验研究院以制造厂设计数据为基础，结合性能验收试验情况、实际运行条件及电厂统计数据，对机组运行经济性水平进行了全面的评估和分析研究，并在此基础上形成了一套电厂机组经济性定性定量评估的方法，可以为今后火电厂的运行经济性评估提供指导。

2　基本术语

2.1　设计计算煤耗

　　根据制造厂单体设备性能保证值以及设计院在额定负荷下的厂用电率设计值，通过煤耗公式计算得出的额定负荷下的供电煤耗。

2.2 基准煤耗

　　以设计计算煤耗为基础，考虑到机组全年正常运行需满足的条件，以及设备不匹配、环境温度、老化修正等各项不可避免损失，通过运行调整、设备维修维护，机组可以达到的额定煤耗。

2.3 达标煤耗

　　基准煤耗经过负荷率、煤质、启停、非稳态因素、供热、老化（指基准老化修正后发生的老化）等动态当年不可控损失修正得到的一个动态平均煤耗，可作为电厂的节能目标，亦可作为上级公司考核电厂的煤耗指标。

2.4 统计煤耗

　　电厂通过正平衡方法统计出的机组（或全厂）全年平均煤耗。统计煤耗一般高于达标煤耗，其偏差为机组当年的可控损失。

2.5 几种煤耗的关系

3 评估方法

　在设计计算煤耗的基础上，通过若干项不可避免损失（高排与再热器不匹配、锅炉排污、吹灰、生产用汽、进风温度、江水温度、老化等）修正，得到基准煤耗。基准煤耗再经过负荷率、煤质、供热、启停、非稳态等当年不可控偏差修正，可得到当年达标煤耗。

　　对于达标煤耗与统计煤耗之间的差值，采用定性结合定量（耗差分析）的分析方法，研究机组的节能潜力，并指出相关的改进方向。

4 设计计算煤耗

　　针对评估电厂4台机组，供货商对设备提供的性能保证值及据此计算得出的额定供电煤耗，即设计计算煤耗结果见表1。

5 基准煤耗

　　对于实际运行机组，设计计算煤耗是难以达到（甚至可以说是不可能达到）的理想目标，因为在实际运行过程中机组存在多种不可避免的损失。以评估电厂的发电机组为例，各项不可避免损失的分布见图1。

图1 不可避免损失分布图

　在综合设计计算煤耗、实际运行条件下不可避免损失的基础上，得出额定负荷各台机组实际运行条件下基准煤耗，见表2。

表2 实际运行条件下机组基准煤耗表

6 达标煤耗

　　经过不可避免损失修正后的基准煤耗是理想情况下额定负荷的煤耗率水平，具体到每个统计年度，还需考虑当年的不可控偏差，如负荷率影响、煤质变化、供热、启停、非稳态损失以及基准煤耗计算年份以后的老化修正等，最后可以折算修正到当年的达标煤耗。该煤耗是实际可行的且可操作的运行经济目标。

　　评估电厂2004年机组达标煤耗的计算结果见表3。

表3 机组达标煤耗计算表

由表3可知，2004年全厂平均达标煤耗为336.61 g/kW.h。

7 节能潜力评估

　　评估电厂2004年度全厂平均统计煤耗为336.86g/kW.h（平均负荷246MW）。统计煤耗基本等于达标煤耗，这说明机组运行情况良好，部分运行可控参数总体平均已经优于设计值或基准值。但这并不表示机组已经没有潜力可挖，运行可控偏差分析显示，机组还存在多项导致煤耗增大的正偏差损失，最终可控偏差为负值是因为同时还存在导致煤耗下降的有利负偏差如飞灰含碳量、氧量等，且负偏差的绝对数值大于正偏差。实际上，各项正偏差的数值就是电厂的节能潜力，也是进一步努力的方向。

　　2004年度电厂机组运行可控偏差分析汇总见表4。

表4 2004年可控偏差分析表

从表4可以看出：不包含系统泄漏等其他未计量损失，4台机组理论上都存在着一定的节能潜力，主要体现在一二次汽温和减温水以及#2、#3、#4机组的背压调节还存在着一些正项偏差。实际运行时考虑到机组必须投入AGC和一次调频，而控制系统的自动调节能力有限，因此实际可能的节能潜力在此基础上还应打一个相应的折扣。

8 结论

8.1　对于实际运行机组，设计计算煤耗是难以达到的理想目标。

8.2　综合考虑运行中的不可避免损失和当年不可控偏差得出的达标煤耗，是实际可行且具有操作性的机组运行经济目标。

8.3　可控偏差分析可以为机组的节能运行指明方向，各项正偏差即为机组的节能潜力。

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