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1、国产机组供电煤耗能否达到设计值及如何达到设计值上海发电设备成套设计研究院1概述长期以来，发电机组实际运行的供电煤耗与设计值有一定差距，能否达到设计供电是电力行业普遍关心的问题。供电煤耗主要由汽机热耗、锅炉效率和厂用电率决定，因此从理论上说，如果在运行中，汽机热耗、锅炉效率和厂用电率都达到设计值，那么供电煤耗也应能达到设计值。实际上，不少国产机组在刚投运时的性能考核结果，也能达到设计值。当然要达到设计值是有一定条件的，一般所谓设计供电煤耗指的是：在额定负荷、设计运行条件和环境条件（包括气温、水温、设计煤种等）下的供电煤耗，影响供电煤耗。在实际运行中，供电煤耗与设计值有较大的差距，其原因一方面是因
2、为设计条件不能完全满足（如负荷较低、环境条件改变等），另一方面主要与设备和热力系统存在缺陷以及运行调节不当有关。通常，电厂可能更多关心机组的出力和安全性，而对运行的经济性往往重视不够，对节能降耗优化运行缺乏动力。另外在技术上可能对机组运行中存在的问题和节能潜力也不甚了解，常常简单地把供电煤耗偏高的原因全部归结于国产发电设备性能达不到设计值。其实这里存在误解。的确，机组在运行一段时间以后，不能保证所有主辅机设备的性能还能达到设计值，但从目前比较普遍的情况看，供电煤耗偏离设计值较大的主要原因并不在设备本身。因此，里面有较大的节能降耗潜力。根据大唐集团公司的统计资料，有的机组运行供电煤耗率大设计值1
3、0左右，从技术角度分析，不大可能是设备本身性能的问题。通过对机组运行状况和性能的定量分析评估，可以确定机组在不同负荷及系统条件下的实际运行煤耗，发现煤耗偏高的真实原因，为优化机组运行、保证运行煤耗达到设计值提供技术依据。2达到设计值的运行条件发电机组各主要设备，包括锅炉、汽轮机及主要辅机设备，都有其一定设计条件和要求，如运行中不能满足这些条件，其性能就会偏离设计值。有些条件是理论上的极限，如：不考虑散热损失，系统不排污，减温水为零等，而有些是对运行和系统的一般要求，如环境条件，对燃料的要求，汽水参数的控制，热力系统的边界条件等，通常这些条件是能实现的。当设备的运行条件满足设计规范和要求时，机组
4、总体性能就应达到设计值。目前大型国产机组设计制造已非常成熟，与国际先进水平并没有太大差距，有的已达到国际先进水平。即使部分设备性能不能完全达到设计值，但也 相差不大。由于各设备运行性能的好坏最终都会影响到供电煤耗，因此在实际运行中，如要达到设计供电煤耗，首先要保证设备性能完好，不能有影响安全和经济性的明显缺陷，其次还必须注意设备的运行条件，要尽量达到设备的设计运行规范和要求，尤其是主机设备。而这一切从系统设计、辅机选型、设备安装调试和验收起就要给予足够的重视，否则就会留下性能上的隐患。而在实际运行中，在不能对主要设备作重大的更新改造的情况下，保证设备没有缺陷，尽量满足主要设备的运行条件是节能降
5、耗的关键。对设计要求中不能完全实现的一些条件，如煤种变化、环境条件的偏差、负荷率较低等尽量做到优化运行；对设计时不考虑的一些不可避免的损失，如散热损失、锅炉减温水等应尽可能减少；对设备和热力系统存在缺陷，运行参数的偏差等能控制的损失要努力避免。当机组各种运行条件达到或接近设计要求时，供电煤耗就能达到或接近设计值。根据大唐集团公司近几年的供电煤耗统计，虽然近几年每年都有明显下降，但今年1-10月的统计数据中，还有不少大型机组的额定供电煤耗与设计值相差20g/kWh以上，部分容量较小的机组相差更大，普遍还有较大的降耗空间。3.导致运行中煤耗偏高的主要问题相当多机组在实际运行中存在不少缺陷，导致运行
6、煤耗明显偏高，其中许多通过努力是能够消除到或明显改善的。这些问题主要有：（1）锅炉效率下降锅炉效率的下降，直接使机组的发电煤耗增加。影响锅炉效率的主要因素有：飞灰含碳量偏高、排烟温度偏高、锅炉漏风偏大、煤质变差等。飞灰含碳量偏高的影响因素有：入炉煤质、煤粉细度、风粉混合物温度、炉膛出口氧量、炉膛温度、火焰中心等。入炉煤质不稳定主要体现在入炉煤热值、灰份和挥发份波动大。由于入炉煤质不稳定，如运行技术人员不对锅炉运行作出及时合理的配风调整，就会导致飞灰含碳量偏高，锅炉效率降低。这种情况在实际运行中比较普遍。 由于入炉煤质不稳定，同时也导致煤粉的细度存在较大波动，影响煤的燃尽度。另外实际运行时风粉混
7、合物温度波动较大，经常在比设计值低较多的情况下运行，造成煤粉着火延迟，燃尽度下降。排烟温度偏高一方面可能是由于煤种的变化引起；另一方也可能由于锅炉运行过程中燃烧配风不佳，吹灰系统没有合理投运，造成锅炉受热面局部结焦、积灰现象。锅炉漏风对效率的影响也很敏感。排烟温度越高、排烟的过量空气系数越大，锅炉的排烟热损失就越大。在烟温越高的区域，漏风对锅炉效率的影响就更大。因为高烟温区的漏风不但增加了烟气量，使还该处的烟温下降，引起其下游受热面的传热能力降低，导致排烟温度升高。至于在低温区域的空预器，运行时的漏风率往往比设计值大，大大增加了排烟量。对于燃用不同燃料的锅炉来说，煤质变差对效率影响很严重。由于
8、煤种的燃尽特性不同，其相应的未燃尽损失也相差较大，煤质越差，燃烧效率就越低。（2）汽机效率下降在实际运行中发现，不少国产汽轮机的缸效率常常低于设计值，影响机组的供电煤耗。汽机缸效率偏低的原因部分可能与设计制造有关，但也与安装及运行检修有关。如汽封间隙的偏大等，会对汽轮机性能产生很不利的影响。因此对汽轮机来说，要保证其良好的性能，在制造监理、安装、调试、验收时就应引起足够的重视。投运后再处理就比较困难。（3）热力系统泄漏运行中热力系统内漏外漏,包括疏水阀门泄漏，高低压旁路的泄漏等都会造成煤耗上升。尤其是系统的内漏，它不像外漏那么明显，因此也很容易被忽视。系统内漏较多是国内发电机组运行中普遍存在的
9、问题。热力系统的复杂性和设计及运行上的不合理，给大量内漏的存在创造了条件。一些电厂在疏水系统系统优化改造后降低煤耗达10g/kW.h以上，可见其节能潜力巨大。（4）冷凝器问题冷凝器真空偏低在电厂中也普遍存在，而真空度对机组运行经济性非常敏感，1kPa真空度对机组供电煤耗影响接近1%。冷凝器真空偏低的主要原因有：冷凝器端差变大、胶球清洗系统运行不正常、冷却塔冷却能力降低、循环水量不足、真空严密性差以及真空泵性能恶化等，需要对这些影响冷凝器真空的因素定时检查，发现问题及时消除。（5）回热系统问题加热器泄漏频繁，影响加热器的投入率；低加疏水直接排冷凝器、以及加热器的上下端差偏大，都会引起循环效率降低
10、，影响供电煤耗。（6）厂用电耗偏高厂用电率偏高也是供电煤耗偏高的重要原因。除了设计上的偏于保守和辅机效率偏低导致厂用电率偏高外，运行管理不善，如阀门的严重泄漏、辅机设备的重复运行、设备没有及时维修等，都会导致厂用电率上升。通过设备改造和优化运行方式，能明显降低厂用电率。（7）运行参数的调节 由于运行人员平时不够重视，导致机组参数偏低设计值较多，虽然比较安全，但会影响运行的经济性。尤其在部分负荷运行时，更需要优化运行参数，提高机组整体的循环效率。另外锅炉减温水量也偏大，排污较多等因素，也都会引起供电煤耗增加。（8）机组负荷率偏低机组负荷率偏低，会影响电厂运行的经济性。目前机组的年负荷率在75%左
11、右，对经济性有一定影响。由于负荷率受客观因素的限制，因此在用电负荷较低的季节，可以采取优化机组负荷分配，甚至关停部分效率较低的机组。（9）机组的老化机组在运行一段时间后，性能会有一定退化，即所谓的老化。这主要表现在汽轮机上，其它设备（如锅炉、发电机等）并不明显。设备性能退化不可避免，但影响量并不很大，可以通过检修基本恢复。整个发电厂是一个复杂的系统，涉及到很多设备，当机组在实际运行中存在各种缺陷，或运行条件达不到设计条件时，供电煤耗自然会偏离设计值。相比于理想运行条件，机组在正常运行存在一定的“不可避免的损失”，但是“不可避免的损失”是相对的，在一定条件下也可成为可控损失，所以应尽量降低“不可
12、避免的损失”。这些损失包括：（1）锅炉排污损失（2）吹灰损失（3）生产用汽损失（4）环境温度变化损失（5）设备老化损失（6）锅炉减温水损失（7）煤质偏离设计值导致的损失4建议根据对大唐集团公司和国内其它电厂实际运行数据的调查分析，大部分机组都有较大的节能潜力。只要在管理上给予足够的重视，在技术上通过运行优化，以及设备及系统上的优化改造，应该都能达到（至少接近）设计指标。在不对主辅机设备作重大改进的前提下，建议可先重点采取以下一些基本措施，这些措施相对比较容易实施。（1）汽机：平时严密关注冷凝器的真空度，确定合理的冷凝器端差，保持冷凝器的清洁度，发现异常，必须及时清理检修；低负荷时采取合理的滑压
13、运行，可以保持较高的汽轮机效率。（2）锅炉：加强炉膛和烟道、空预器的吹扫，以有效降低排烟温度；适当提高煤粉细度，避免煤粉燃尽延迟；根据入炉煤质（主要是挥发份）适当提高炉膛氧量，以降低机械不完全燃烧损失；加强锅炉汽水品质的化验和监测，尽可能减少连排量（不超过1%）。（3）热力系统：定期进行疏、放水阀门的测温检查，发现泄漏及时进行检修，一般利用每次小修和临时停机的机会，对发现内漏的阀门进行解体维修或更换。（4）设备管理：在设备管理上，强化设备消缺，优化管理流程，提高设备可靠性。合理安排检修与维护。保持辅机设备的良好运行状态，确保加热器全部投入，泵及风机运行正常。（5）运行：认真调节运行参数，严格运
14、行操作规范，只要合理压线运行，不会对安全产生影响。通过分析总结经验、定时进行机组性能监测，并形成分析报告，提出机组检修建议和指导经济运行的措施。（6）计量：把好原煤的质量关，保证原煤热值和计量上的正确，避免煤耗的虚假偏高。规范以皮带称、燃煤入炉化验数据为依据来计算供电煤耗；建立了储煤场盘点制度，明确盘点人员责任，真实、客观地反映机组煤耗水平。及时检查校正重要计量装置，包括入炉煤量、主汽及给水流量、烟气含氧量等，以便及时发现机组运行中存在的问题。（7）其它：加强入厂煤质的管理，建立入厂燃煤信息机制，组织人员对煤样进行抽查检验。使入厂燃煤质量得到有效保障确。在采取上述基本措施的基础上，对不同机组的具体情况，可进一步对作详细的性能定量分析和评估，做到有的放矢，目标明确，以达到更好的节能降耗。在这方面还需要做大量的技术工作。以推动节能降耗工作顺利进行。
