近年来,能源短缺及生态污染的问题越来越严重,并已经影响经济的发展,对此,我国提出了可持续发展战略,重点在于节能减排。200MW机组作为火电厂重要的组成部分,其节能降耗的问题也受到国家重点关注,并且明确的提出了火电厂200MW机组节能降耗的目标。现如今,火电厂正在逐步的对200MW机组进行改造,并进行运行优化,实现节能减排的目标。
1、200MW机组的现状
1.1装机现状
当前,火力发电为我国电力资源的主体,60%以上的总发电量均是由火电厂完成,煤炭为火电厂运行过程中的主要能源,在保证火电厂正常运转的同时,也带来了比较严重的能源消耗,并逐渐的影响到火电厂运行的经济效益。200MW机组为我国早期制造的大型汽轮发电机组,在火电厂中应用比较广泛,并成为主要的发电机组,发挥了十分重要的作用。据相关调查显示,在1991年,投产运行的200MW火力发电机组共123台,年度发电量1339.717亿kW•h。现如今,火电厂的200MW机组已经超过了200台[1]。
1.2200MW机组的能耗现状
在我国的一次能源消耗中,占据主要位置的为煤炭,而在总发电量中,煤电占据的比重高达70%以上。截止目前,我国发电装机总量已经超过了440000MW,这其中,火电厂机组的装机容量约为325000MW,水电厂机组的装机容量约为108000MW,核电厂机组的装机容量约为7000MW。在火电厂装机容量中,200MW机组占据的比重超过10%,由于200MW机组的机型多为国产,而且运行方式比较落后,因此,高能耗的问题比较严重,甚至已经影响火电厂的经济效益。200MW机组属于国产超高压机组,供电煤耗在352~375g/kW•h,从数据可以看出,200MW机组运行过程中的耗煤量比较高,与发达国家相比,高出10%以上,而这也说明,国产200MW机组就有非常大的节能降耗空间[2]。对于早期投产的200MW机组,额定热耗率水平比设定值低6%~8%左右,而新投产的机组则低2%左右;同时,200MW机组的中压缸效率约为86%~89%,高压缸效率约为77%~80%,而新投产的机组中压缸效率及高压缸效率均显著升高,分别为90%~92%、83%~84%,这都说明,200MW机组的降耗潜能巨大。
2、200MW机组优化运行措施
2.1锅炉部分
锅炉是200MW机组的重要组成部分,在锅炉运行的过程中,排烟热损失、化学不完全燃烧热损失等问题比较严重,针对锅炉运行中存在的问题,提出以下改进措施:第一,降低排烟热损失,锅炉在运行的过程中存在一定的热损失,在总的热损失中,30%~50%均为排烟热损失,排烟温度及烟气量是导致排烟热损失产生的原因,因此,在优化锅炉运行时,应着重降低排烟温度,减少烟气量,炉底、看火孔、吹灰器等锅炉的构成部分,测定这些部位的漏风情况,如漏风量过大,需要明确漏点部位,进行相应的处理,依据锅炉具体的燃烧情况,调整燃烧,了解煤质情况,严格控制炉膛出口氧量,以低于设计值为最佳,锅炉运行过程中,尾部受热面应定期吹灰,在管理时建立相应的制度,并严格的落实和执行,从而保证尾部受热均匀,降低热损失,随着科学技术的发展,省煤器及空气预热器也出现了新型的材料,优化过程中,可采用强化传热的新材料,从而使受热面的传热面积增加[3]。第二,降低可燃气体未完全燃烧损失,所谓可燃气体,主要是指CO气体,当CO气体的燃烧不充分时,会产生一定的热损失,在对锅炉进行优化时,一次风量、风速与二次风量、风速之间要进行合理搭配,保证炉膛出口氧量控制在设计的范围之内,锅炉排烟时,对烟气的CO气体含量进行严格的检测,当不符合标准时,即对锅炉燃烧进行调整,从而将烟气中的CO量降至最低或无CO气体,对于煤粉炉,在直吹系统中,每台给煤机要保证均匀的进行给煤,喷嘴处于同一层时,煤粉量也需要接近与相同,而在中储式系统中,喷嘴位于同一层时,给粉机的转速也应该保证相同,从而保证火焰的位置正常。第三,降低机械不完全燃烧热损失,200MW机组锅炉在运行的过程中,进炉的煤质不相同时,炉风量的配比也各不相同,应根据实际的煤质进行相应的调整,对锅炉升降负荷速度进行严格的控制,燃料部门在填煤入炉时,煤质应尽量的保证,同时,依据具体的煤种,对煤粉的细度进行科学的调整,从而有效地提升煤粉的燃烧度,减少热损失。
2.2汽轮机部分
在对200MW机组汽轮机的运行进行优化时,可通过以下五个方面来进行:第一,保证淋水、喷化装置工作状态良好,火电厂在设计冷却塔和冷水池时,应对循环水的来源进行充分的考虑,因为季节不同时,来源也不相同,同时,冷却塔及冷水池的热负荷应该尽量的降低,从而有效地降低冷却水的温度。第二,定期测试凝汽器真空系统的严密性,通过定期测试,及时的发现其中存在的问题,从而有针对性的进行处理,保证严密性,有效地降低能耗。第三,合理控制凝汽器的端差,凝汽器的真空度受到端差的影响,因此,要进行合理的控制,凝汽器为铜管清洁时,端差应控制在5~6℃以下,当端差降低1℃时,真空度可提升0.3%左右,同时,汽汽轮机的能耗将降低0.25%,通过水循环水水质的改善以及保证传热面清洁度,将凝汽器的端差有效降低,铜管在运行一段时间之后,需要进行彻底的清洁,去除污垢,提高传染面积,保证传热的稳定性[5]。第四,提高汽轮机通流部分效率,定期检修与加强监视并重,有效的保证通流部分清洁,提升通流效率。第五,充分利用加热装置,在给水过程中,利用加热装置将水温提高,降低200MW机组汽轮机运行能耗。
2.3其他部分
除了锅炉及汽轮机两大主要部分之外,管道、管网在200MW机组运行的过程中同样会产生热损失,进而提高机组的能耗,因此,在对200MW机组运行进行优化时,供热管网管径与系统结构的选择需要具有合理性,从而将节流损失减少,降低200MW机组的能耗。
3、结论
200MW机组为火电厂机组中重要的组成部分,由于投产比较早,受到技术因素及运行方式的影响,能耗比较大,影响其运行效率及火电厂经济效益,锅炉部分及汽轮机部分为主要能耗部位,通过对其科学的优化与改造,降低热损失,减少能耗量,实现节能降耗的目标,提升火电厂运行过程中的经济效益。
作者:谭宁 单位:河南省郑州市新力电力有限公司
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