单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 1 1 TPRI 300MW机组 节能评估及降耗措施研究 TPRI 主 要 内 容 一 概况 二 阳逻电厂节能评估 三 达拉特电厂节能评估 四 节能评估方法 五 节约环保型燃煤电厂标准分析 六 主要节能降耗技术措施 TPRI 一 概 况 为了实现国家 十一五节能减排目标 自觉履行国有 大型企业的社会责任 提高华能公司火电机组运营管理水平 根据集团公司安排 开展对现役300MW机组进行节能降耗 研究工作 西安热工院组成专题研究小组 通过对阳逻电厂 达拉特电厂 丰镇电厂16台机组的现场调研 根据机组设 计资料 设备系统特点 机组实际运行参数及近年来主要经 济指标完成情况 结合同类型机组节能评估和节能改造经验 提出了3个电厂能耗定量分析结果 给出了主要节能技术 措施 这些措施集团公司以导则形式予以发布 最后对节能 潜力进行了预测 总结了节能评估方法 TPRI 二 阳逻电厂节能评估 1 设备概况 阳逻电厂一 二期共装有四台300MW机组 一期1 2 号锅炉系上海锅炉厂生产制造的SG 1025 18 1 M319型 锅炉 1 2号汽轮机为上海汽轮机厂生产的C156型 N300 16 7 538 538 汽轮机 2台机组分别于1993年 和 1994年投产发电 二期3 4号锅炉分别为上海锅炉 厂生产的SG 1025 18 1 M841型锅炉与武汉锅炉厂生产 的WGZ 1025 18 24 2型锅炉 3 4号汽轮机均为上海汽 轮机厂生产的H156型 N300 16 7 538 538 分别于 1997年5月11日和1997年12月31日投产发电 TPRI 锅炉及汽轮机主要设计参数 机组编 号1 2号3号4号 锅炉制造厂家上海锅炉厂武汉锅 炉厂 锅炉类型单炉膛 型布置 仓储 制钢球磨煤机制粉系统 亚 临界中间再热 自然循环煤粉炉 锅炉设计 效率91 68 91 99 92 0 汽轮机制造厂 上海汽轮机厂 汽轮机型式亚临 界 中间再热 高中压合缸 双缸双排汽 单轴 凝汽式汽轮机 汽轮机设计热 耗 率 7993 kJ kWh 7900 kJ kWh TPRI 2 全厂主要经济指标完成情况 项目名称单位 2003年2004年2005年 发电 量104 kWh 601512604475650442 发电 煤耗 g kWh 329329 1327 8 发电 厂用电率 5 535 635 43 综合厂用电率 6 046 175 88 生产供电煤耗 g kWh 348 2348 7346 6 综合供电煤耗 g kWh 350 1350 7348 3 年利用小时 h 501350375420 年平均负荷 MW 238 3245 4244 5 TPRI 3 影响全厂经济性指标的主要因素分析 3 1 汽轮机缸效率 国产引进型300MW汽轮机普遍存在运行中各缸效率低 高压 缸效率随运行时间增加不断下降 主要原因是汽轮机通流部分 不完善 汽封间隙大 汽轮机内缸接合面漏汽严重 存在级间 漏汽和蒸汽短路现象 根据阳逻电厂1 4号汽轮机实际运行缸 效率计算分析 在额定负荷下 由于缸效率未达到设计值使每 台机组平均热耗率升高260 1 kJ kWh 发电煤耗升高9 79 g kWh 1 4号汽轮机实际缸效率对热耗率和发电煤耗的影响 量见下表 TPRI 名称单位1号汽轮 机 2号汽轮机3号汽轮机4号汽轮机 高压缸 效率 77 6380 7476 7276 36 中压缸 效率 90 4889 9589 1989 9 低压缸 效率 85 2284 185 7987 2 热耗率 增加 kJ kWh239 19253 2360 22187 77 发电 煤耗 增加 g kWh9 09 5313 567 07 注 热耗率平均增加260 1 kJ kWh 发电 煤耗平均增加9 79 g kWh TPRI 3 2 凝汽器真空 根据等效热降计算方法 对于阳逻电厂300MW汽轮 机组 凝汽器真空每升高1 kPa 热耗率降低50 24 kJ kWh 供电煤耗降低2 g kWh 目前 阳逻电厂除2号 机组外 其他3台机组真空系统运行性能较差 特别是1 号和4号机组 根据各台机组实际运行中凝汽器入口冷 却水温度和凝汽器真空 可折算到冷却水温度为20 时 凝汽器真空值 进而求出凝汽器真空与设计值的差值 4台机组平均真空与设计值相差1 86 kPa 平均热耗率 升高93 3 kJ kWh 平均发电煤耗升高3 72 g kWh 见 下表 TPRI 参数名称单位1号机 组 3号机 组 4号机 组 4台机组 平均 凝汽器真空与 设计值 差 kPa3 571 12 761 86 热耗率升高kJ kWh179 3655 26138 6693 3 发电煤耗 升高 g kWh7 142 25 523 72 注 热耗率平均增加93 3 kJ kWh 发电 煤耗平均增加3 72 g kWh TPRI 3 3 高压加热器运行端差 阳逻电厂1 4号机组多数高压加热器端差与设计值 有一定差距 部分高压加热器运行端差较设计值好 当不计入加热器实际运行端差与设计端差为负值时对 热耗率和发电煤耗的影响 在额定负荷下 平均每台 机组热耗率升高14 1 kJ kWh 发电煤耗升高0 53 g kWh TPRI 3 4 热力系统和高压疏水阀门泄漏 通过现场调研分析 阳逻电厂四台机组的热力及疏 水系统存在内漏 并且有许多不合理之处 热力系统 及疏水系统内漏 使得这一部分工质消耗了热量 不 但做功减少 还引起凝汽器热负荷增加 真空变差 造成煤耗升高 初步估算热力及疏水系统内漏 平均 每台机组热耗率升高160 kJ kWh 影响发电煤耗 6 g kWh TPRI 3 5 排烟温度 目前 阳逻电厂四台锅炉300MW负荷下的实际平均排 烟温度冬秋季为139 夏季平均为151 平均比设 计值高15 左右 导致锅炉效率下降0 82个百分点 发电煤耗升高约2 62 g kWh 四台锅炉的炉渣可燃物含量为3 6 飞灰可燃 物含量为3 左右 基本上属于正常范围 进一步降低 的空间不大 因此 在通过降低飞灰可燃物含量 提 高锅炉效率方面 目前基本上无潜力可挖 TPRI 3 6 炉膛漏风 尾部烟道漏风 空预器漏风 目前 阳逻电厂各台锅炉机组的空预器漏风率基本都 在12 左右 空预器的堵灰问题也比较严重 导致空预器 的阻力增大 由于漏风 增加了锅炉的排烟热损失 降 低了锅炉效率 TPRI 3 7 制粉系统电耗 由于锅炉实际燃用煤质变差 发热量降低 灰分增大 造成 制粉系统电耗增大 目前1 2锅炉制粉系统单耗较高 主要原因 是磨煤机出力低 在实际燃煤的燃烧特性优于设计燃煤的情况下 目前四台锅炉的煤粉细度为7 8 比设计煤粉细度11 偏细 较多 造成制粉系统单耗高 另外 排粉风机运行电流偏大 单 耗也较高 主要原因是排粉风机入口的乏气风门开度小 阻力大 排粉风机与制粉系统不匹配造成排粉风机运行效率低 通过对制粉系统进行调整试验与诊断分析 并实施必要的技 术改进 预期可使全厂发电厂用电率降低0 1个百分点 TPRI 3 8 送风机 引风机电耗 由于存在较为严重的空预器堵灰与较大的空预器漏 风率 造成送 引风机厂用电升高 应主要通过加强 空预器吹灰与漏风治理 减小烟气阻力损失 从而降 低送风机与引风机电耗 通过加强空预器吹灰与漏风治理 预期可使全厂 发电厂用电率降低0 14个百分点 TPRI 3 9 凝结水泵 凝结水升压泵电耗 现场调研结果分析表明 凝结水泵 凝结水升压泵 的电耗较高 属于辅机配置不合理 可通过对凝结水 泵 凝结水升压泵的性能诊断试验 提出改进方案 降低凝结水泵运行功率 预计减少厂用电100 kW TPRI 3 10 循环水泵电耗 阳逻电厂每2台机组配置3台循环水泵 每台循环水泵设计流 量为26064 m3 h 扬程31 5 m 功率3150 kW 循环水泵的运行方 式通常不随机组负荷变化而调节 运行方式比较简单 单台泵运 行或者两台泵并联运行 无法随机组真空 负荷的变化调节循环 水流量 特别在冬季凝汽器进水温度较低时 可减少冷却水流量 的情况下 无法调节循环水泵的流量使功耗减少 并且 循环水 泵实际运行工况往往不在高效点 使泵的运行效率低于设计效率 较多 根据2004年1号机组大修后热力性能试验结果 机组在额定工 况下循环水泵耗电量占辅机总耗电量的22 因此 循环水泵的 耗电量对发电厂用电率的影响很大 TPRI 3 11 出力系数 根据国产引进型300MW汽轮机在不同工况下热力特 性数据 结合多台同类型机组在不同工况下实测数据 经拟合得到不同工况下发电煤耗和发电厂用电率与 出力系数的关系 2005年阳逻电厂实际完成发电煤耗 327 8 g kWh 发电厂用电率 5 43 生产供电煤耗 346 6 g kWh 平均利用小时5420小时 平均负荷率 出力系数 0 815 平均负荷率低于额定负荷使发电 煤耗升高3 0 g kWh 发电厂用电率升高0 36个百分 点 TPRI 出力系数与发电煤耗影响系数关系曲线 TPRI 出力系数对发电厂用电率的修正计算 TPRI 3 12 影响全厂经济性指标汇总 在额定负荷下 与设计值相比 各种因素使全厂机组平 均热耗率升高688 2 kJ kWh 锅炉效率下降0 82个百分点 发电厂用电率升高1 3个百分点 含辅机设计裕量过大 的影响 发电煤耗升高28 8 g kWh 汇总结果见下表 2005年全厂完成发电煤耗327 8 g kWh 全厂平均设计发 电煤耗为299 8 g kWh 因此 各种因素可使发电煤耗实 际升高26 18 g kWh 2005年应完成发电煤耗326 0 g kWh 与实际完成值非常接近 分析结果表明 各种因素对发 电煤耗 发电厂用电率定量分析结果符合实际情况 TPRI 通过各种影响因素的定量分析 阳逻电厂实际运行 煤耗和厂用电率高的主要原因是 汽轮机通流效率低 凝汽器真空差 系统内漏量大 排烟温度高 锅炉漏风 率大 炉膛漏风 尾部烟道漏风 空预器漏风 辅机 电耗高 平均负荷率低 此外 设计上存在先天不足 也对经济性指标产生一定的影响 锅炉设计燃用贫煤 炉膛结构尺寸设计不合理 设计锅炉效率低 一期汽轮 机属早期产品 末级叶片短 一期末级叶片长度869mm 二期末级叶片长度905mm 热耗率高 辅机设计裕 量过大 厂用电率高 TPRI 参数名称热耗率 锅炉效率 发电厂用 电率 发电煤耗 损失分类 汽轮机缸 效率低 260 1 0 149 79 部分可控 凝汽器 真空差 93 3 0 0533 72 部分可控 热力及疏水系 统内漏 160 0 0876 0 部分可控 加热器 端差大 14 1 0 0080 53 可控 排烟温度高 0 820 0382 62 部分可控 全年真空随环 境温度变化 45 2 0 026 1 8 不可控 TPRI 参数名称热耗率 锅炉效率 发电厂用 电率 发电煤耗 损失分类 机组启停 22 5 0 0130 85 部分可控 减温水量 5 3 0 0030 2 部分可控 蒸汽参数偏 离设计值 8 0 0 0040 3 部分可控 负荷率 79 7 0 363 0 不可控 锅炉辅机 0 34 部分可控 汽轮机辅机 45 2 0 23 部分可控 合计 688 20 821 328 8 TPRI 4 影响全厂经济性指标的主要因素分析 1 汽轮机本体技术改造 建议重点开展以下工作 更换调节级喷嘴 加装调节级叶顶汽封 采用布莱登汽封 或蜂窝汽封改进原有汽封结构 进汽导管密封工艺改为 钟 罩式 高中压内 外缸夹层挡汽环加装汽封 取消高压缸 蒸汽冷却管 改进低压内缸及持环中分面螺栓 合理调整通 流间隙及清洁通流部分 通过汽轮机本体技术改造 在额定负荷下 预期高压缸效 率可达到83 5 中压缸效率可达到90 5 低压缸效率可达 到85 5 平均每台机组热耗率降低120 37kJ kWh 发电煤耗 降低4 53 g kWh TPRI 2。