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600MW火電機(jī)組節(jié)能降耗分析與優(yōu)化措施

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熱電技術(shù)
2016年第2期（總第130期）
600MW火電機(jī)組節(jié)能降耗分析與優(yōu)化措施
邵慶樂，王文學(xué)，趙濤
(河南華潤電力首陽山有限公司，河南洛陽471000)
摘要600Mw級(jí)火電機(jī)組已成為我國主力發(fā)電機(jī)組。開
展600MW機(jī)組節(jié)能降耗對策研究，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水
3600MW機(jī)組節(jié)能降耗優(yōu)化措施與實(shí)施
平和綜合競爭力是發(fā)電集團(tuán)面臨的重要課題。針對鍋爐燃
燒及制粉系統(tǒng)、汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)等進(jìn)行全面分
針對河南華潤首陽山有限公司600MW超臨界2
析，實(shí)施了燃燒優(yōu)化、汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化、順序閥控制優(yōu)化、通
號(hào)機(jī)組，重點(diǎn)開展了燃燒優(yōu)化汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化順
流部分間隙調(diào)整和軸封改造等綜合優(yōu)化措施，取得了良好的
節(jié)能降耗效果，
序閥控制優(yōu)化通流部分間隙調(diào)整和汽封改造等綜
關(guān)鍵詞600MW火電機(jī)組節(jié)能降耗優(yōu)化措施發(fā)電煤
合優(yōu)化措施的研究與實(shí)施
耗
3.1案例機(jī)組概況
2號(hào)機(jī)組鍋爐為本公司采用哈爾濱鍋爐廠的超
1前言
臨界參數(shù)變壓運(yùn)行帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的本
生直流鍋爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)露天布
面對可持續(xù)發(fā)展和氣候變化兩大全球核心問
置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、Ⅱ型鍋爐。鍋
題，加上經(jīng)濟(jì)危機(jī)的沖擊，世界能源戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)型已勢
爐型號(hào)為：HG-1987/25.4-YM1型，鍋爐設(shè)計(jì)效率
在必行，能否通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化和技術(shù)進(jìn)步滿足能源與
為93.71%。汽輪機(jī)為一次中間再熱、單軸、三缸四
環(huán)境的雙重約束，將成為包括電力行業(yè)在內(nèi)的能源
排汽，雙背壓純凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為N600一24.2/
工業(yè)轉(zhuǎn)型期的主要課題。600MW級(jí)火電機(jī)組已成
538/566.設(shè)計(jì)熱耗為7747kJ/(kW·h)。
為我國主力發(fā)電機(jī)組。研究并實(shí)施600MW機(jī)組的
3.2鍋爐燃燒及制粉系統(tǒng)優(yōu)化
節(jié)能降耗措施，將對提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平和綜
影響鍋爐效率的因素有排煙溫度飛灰可燃物
合競爭力起到很好的作用，
爐膛出口煙氣含氧量空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率爐底灰渣
可燃物鍋爐保溫等。鍋爐燃燒調(diào)整應(yīng)考慮鍋爐飛
2600MW火電機(jī)組節(jié)能分析
灰和爐渣含碳量等因素進(jìn)行綜合優(yōu)化。2號(hào)機(jī)組煤
質(zhì)較穩(wěn)定運(yùn)行效率較高，可通過調(diào)整鍋爐最佳氧量
在凝汽式機(jī)組中，供電煤耗可較全面地反映機(jī)
進(jìn)一步提高鍋爐效率。分別在600MW、480MW、
組經(jīng)濟(jì)性因此選擇供電煤耗作為機(jī)組經(jīng)濟(jì)性評價(jià)
360MW負(fù)荷下進(jìn)行試驗(yàn)，保持其他參數(shù)不變。調(diào)整
準(zhǔn)則。影響供電煤耗的主要因素有設(shè)計(jì)水平負(fù)荷、
送風(fēng)機(jī)擋板開度，改變一二次風(fēng)量和不同負(fù)荷下的
煤質(zhì)設(shè)備健康狀況及操作人員的運(yùn)行水平等，鍋爐
鍋爐氧量確定氧量變化對鍋爐燃燒效率蒸汽溫度
效率汽輪機(jī)熱耗、廠用電率直接影響機(jī)組供電煤耗
及其他運(yùn)行參數(shù)的影響，得到鍋爐最佳氧量曲線，
指標(biāo)
試驗(yàn)結(jié)果表明通過鍋爐氧量調(diào)整優(yōu)化可降低發(fā)電
本文采用耗差分析方法，在鍋爐燃燒及制粉系
煤耗約1.5g(kW·h)。再熱蒸汽溫度偏低約3~
統(tǒng)汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)輔機(jī)系統(tǒng)3個(gè)層面進(jìn)行系統(tǒng)
5℃，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較差。通過不斷地摸索和試驗(yàn)研
分析和節(jié)能潛力診斷，確定各因素對機(jī)組供電煤耗
究，實(shí)施了多方面的優(yōu)化措施，較好地完成了優(yōu)化調(diào)
的影響爐側(cè)參數(shù)主要采用公式法進(jìn)行分析，主蒸
整工作提高了鍋爐效率，降低了煤耗
汽和排汽參數(shù)主要根據(jù)汽輪機(jī)廠家提供的熱耗修正
a.鍋爐左右側(cè)主汽溫度偏差調(diào)整。調(diào)整試驗(yàn)
曲線進(jìn)行分析，對于影響熱力系統(tǒng)的各種因素根據(jù)
前，右側(cè)主汽溫度高于左側(cè)，需投入較多減溫水試
等效熱降法進(jìn)行計(jì)算，缸效率的影響主要采用小偏
驗(yàn)調(diào)整表明：在鍋爐長期運(yùn)行中，工況穩(wěn)定后，任三
差分析法。
臺(tái)制粉系統(tǒng)運(yùn)行（共四套），運(yùn)行制粉系統(tǒng)二次風(fēng)擋
-42-
邵慶樂等：600MW火電機(jī)組節(jié)能降耗分析與優(yōu)化措施
板全開，氧量在最佳曲線內(nèi)，燃盡風(fēng)開度為15%時(shí)，
回收風(fēng)機(jī)將其送至二次風(fēng)箱，從而保證了空預(yù)器的
左右側(cè)主汽溫度偏差較小
漏風(fēng)率≤3.5%的性能指標(biāo)。
b.再熱蒸汽溫度調(diào)整。400MW負(fù)荷下，再熱
3.4汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)優(yōu)化
器煙氣擋板以70%、80%、90%、100%開度時(shí)，當(dāng)煤
影響汽輪機(jī)熱耗的主要因素有主蒸汽再熱蒸
種工況不變時(shí)，改變?nèi)急M風(fēng)的大小，對再熱汽溫影
汽回?zé)崤牌麉?shù)，系統(tǒng)外漏內(nèi)漏和汽封間隙等。
響較大。經(jīng)分析得到，燃盡風(fēng)在20%~30%，煙氣擋
在案例機(jī)組上實(shí)施的具體優(yōu)化措施包括：
板在80%~100%區(qū)間內(nèi)控制再熱汽溫相對穩(wěn)定，且
進(jìn)行主汽壓力（定滑壓運(yùn)行）優(yōu)化試驗(yàn)，確
汽溫壁溫好控制。建議燃盡風(fēng)開度在30%以下運(yùn)
定不同負(fù)荷時(shí)最佳主汽壓力；
行，盡量利用二次風(fēng)量的匹配來調(diào)整爐內(nèi)燃燒，增加
b.盡可能使汽輪機(jī)汽封安裝間隙保持設(shè)計(jì)
再熱汽溫
值或采用布萊登汽封和蜂窩汽封進(jìn)行汽封改造；
3.3鍋爐系統(tǒng)的改造優(yōu)化
c.
將汽輪機(jī)的單閥運(yùn)行方式切換為順序閥方
低溫省煤器改造：鍋爐排煙熱損失是鍋爐各項(xiàng)
式，從而降低節(jié)流損失，提高汽輪機(jī)效率；
熱損失中最大的一項(xiàng)，影響排煙熱損失的主要因素
d.減少汽輪機(jī)內(nèi)的蒸汽泄漏，有效提高汽輪
是排煙溫度，一般排煙溫度每升高12~15℃，排煙熱
機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性
損失將提高1%，通過在空預(yù)器出口豎直煙道增加低
2號(hào)機(jī)組于2008年10月10日實(shí)施順序閥切換
溫省煤器，平均排煙溫度由改造前的160℃可降到到
工作。負(fù)荷為400MW切換后主汽流量由1202/h下
105℃左右，降低達(dá)50多度，節(jié)能效果非常明顯。運(yùn)
降為1176t/h。降低約2.2%機(jī)組發(fā)電煤耗降低約
行中控制低溫省煤器進(jìn)水溫度70℃以上，低溫省煤
2.0g/(kW·h),同比降低1.5g/(kW·h),節(jié)能效
器出口煙溫100℃以上，防止受熱面發(fā)生低溫腐蝕。
果顯著
空預(yù)器漏風(fēng)改造：每臺(tái)三分倉式空預(yù)器分別配
對機(jī)組進(jìn)行間隙調(diào)整和布萊登汽封改造后利
置了一臺(tái)空預(yù)器漏風(fēng)回收風(fēng)機(jī)，分別將空預(yù)器一次
用耗差分析確定的不同工況下汽輪機(jī)熱耗和煤耗變
風(fēng)側(cè)，二次風(fēng)側(cè)的冷熱端徑向軸向漏風(fēng)回收，經(jīng)過
化情況見表1。
表間隙調(diào)整和汽封改造前后汽輪機(jī)熱耗與煤耗變化情況
負(fù)荷(Mw)
600
540
480
420
360
平均值
大修前
8464.8
8506.9
8690.0
8800.0
8950.0
8682.3
熱耗率k·(kW·h)
大修后
8319.8
8355.8
8580.0
8645.0
8675.0
8518.1
降低
145.0
151.1
110.0
155.0
275.0
167.2
大修前
302.4
303.8
307.6
306.1
314.3
306.8
煤耗率g·(kW·h)
大修后
299.7
301.3
305.7
300.6
309.6
303.4
降低
2.7
2.5
1.9
5.5
4.7
3.4
另根據(jù)大修后熱力考核試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行修正計(jì)
b.
調(diào)整給水泵小汽輪機(jī)的軸封間隙。治理系
算.在360~600MW日常調(diào)峰負(fù)荷范圍內(nèi)機(jī)組的發(fā)
統(tǒng)泄露，減少工質(zhì)損失，降低能耗，提高機(jī)組效率
電熱耗平均降低182kJ/(kW·h).達(dá)2%左右。發(fā)
e.
高能耗輔機(jī)的變頻改造：通過變頻控制，降
電煤耗平均降低5.69/(kW.h):滿負(fù)荷600MW下，
低設(shè)備能耗，降低廠用電率對比凝結(jié)水泵分別運(yùn)
大修后熱耗降低234kJ/(kW.h),降低3%。發(fā)電煤
行在工頻和變頻工況下30天的節(jié)能效果。結(jié)果顯
耗平均降低6.5g/(kW·h),降低3.2%。
示，凝結(jié)水泵改為變頻運(yùn)行后的用電量儀為改造前
3.5輔機(jī)系統(tǒng)方面實(shí)施的節(jié)能優(yōu)化措施主要包括：
工頻運(yùn)行時(shí)的34.26%.影響發(fā)電煤耗1g/(kW.h)
a.循環(huán)水泵優(yōu)化運(yùn)行：通過循環(huán)水泵的高低
左右，節(jié)能效果顯著
速改造，實(shí)現(xiàn)冷端系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化，降低設(shè)備能耗，
(下轉(zhuǎn)第48頁)
節(jié)約廠用電率
43
熱電技術(shù)
2016年第2期（總第130期）
a.增加除氧器上水調(diào)閥旁路系統(tǒng)后，機(jī)組負(fù)
未發(fā)生除氧器上水調(diào)閥閥芯脫落事件
荷在450MW以上時(shí)，除氧器上水調(diào)閥及除氧器上水
旁路調(diào)閥全開，增加了通流面積，節(jié)流損失減小，在
5運(yùn)行時(shí)的注意事項(xiàng)
額定負(fù)荷630MW時(shí)凝結(jié)水母管壓力從改造前2.
56MPa降至2.36MPa,凝泵電流從改造前154A降至
a.除氧器上水旁路調(diào)節(jié)門邏輯：鍋爐MFT時(shí)，
145A。
強(qiáng)制關(guān)閉（無論除氧器上水旁路自動(dòng)還是手動(dòng)），
b.增加除氧器上水調(diào)閥旁路系統(tǒng)后，機(jī)組負(fù)
MFT復(fù)歸后方可單操。當(dāng)鍋爐發(fā)生MFT時(shí)，除氧器
荷在400MW以下時(shí)，除氧器上水調(diào)閥已全關(guān)，除氧
上水旁路調(diào)閥可以及時(shí)快速關(guān)閉，切斷除氧器上水
器上水旁路調(diào)閥節(jié)流調(diào)節(jié)除氧器水位及凝結(jié)水壓
防止除氧器水位高或滿水
力，由于除氧器上水旁路管徑小，節(jié)流量小，局部阻
b.在除氧器上水旁路調(diào)閥單獨(dú)運(yùn)行時(shí)凝結(jié)水
力小，徹底消除了之前除氧器上水調(diào)閥凝結(jié)水管路
母管壓力設(shè)定值不應(yīng)大于2.3MPa保證除氧器上水
低負(fù)荷時(shí)的振動(dòng)現(xiàn)象
旁路調(diào)閥最小開度不能小于30%，如果小于30%調(diào)
c.增加除氧器上水調(diào)閥旁路系統(tǒng)后，在機(jī)組
閥會(huì)出現(xiàn)卡澀情況，不利于調(diào)節(jié)
各個(gè)負(fù)荷段，除氧器上水旁路調(diào)閥始終由65%至
c.
通過兩門的壓力設(shè)定值不同從而改變兩門
100%的開度，徹底消除了除氧器上水調(diào)閥在調(diào)節(jié)過
的開度不同，保證除氧器上水調(diào)閥壓力設(shè)定值略大
程中節(jié)流產(chǎn)生的前后差壓，同時(shí)減少了除氧器上水
于除氧器上水旁路調(diào)閥設(shè)定壓力值
調(diào)閥的節(jié)流量，減小除氧器上水調(diào)閥所受的應(yīng)力。
d.增加除氧器上水調(diào)閥旁路系統(tǒng)后，除氧器
6結(jié)束語
上水調(diào)閥提供了除氧器上水的安全性，在除氧器上
水調(diào)閥和旁路電動(dòng)門同時(shí)故障時(shí)，可以保證除氧器
通過除氧器上水調(diào)閥旁路系統(tǒng)的優(yōu)化改造之
不斷水。
后，沒有再次發(fā)生除氧器上水調(diào)閥閥芯脫落的事件
e.增加除氧器上水調(diào)閥旁路系統(tǒng)后，我司變
同時(shí)變頻凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速和電流較改造之前有所下
頻凝結(jié)水泵最低安全運(yùn)行轉(zhuǎn)速由原來廠家設(shè)定的
降，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。
1000RPM降低至950RPM(通過與廠家多次商議，結(jié)
合實(shí)際運(yùn)行情況得出的最低安全運(yùn)行轉(zhuǎn)速)，在機(jī)組
參考文獻(xiàn)
負(fù)荷300MW時(shí)，變頻凝結(jié)水泵電流由原來的65A降
河南華潤電力首陽山有限公司集控運(yùn)行規(guī)程，河南
至54A。
華潤電力首陽山有限公司
f.增加除氧器上水調(diào)閥旁路系統(tǒng)后，我司再從
5]孔瓏，工程流體力學(xué).北京：中國電力出版社，2007
(上接第43頁)
4結(jié)束語
(kW·h),下降5.03g/(kW·h);節(jié)能效果顯著。
本文系統(tǒng)地研究了600MW級(jí)火電機(jī)組的節(jié)能
參考文獻(xiàn)
降耗對策，通過對所選機(jī)組實(shí)施鍋爐燃燒及制粉系
河南華潤電力首陽山有限公司節(jié)能改造分析報(bào)告，
統(tǒng)汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)幾個(gè)層面的綜合優(yōu)
河南華潤電力首陽山有限公司
化措施，取得了良好的節(jié)能降耗效果。河南華潤電
日胡念蘇超超臨界機(jī)組汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)，北京：
力首陽山有限公司兩臺(tái)機(jī)組全年的發(fā)電煤耗由2011
化學(xué)工業(yè)出版社，2008
年的296.61g/(kW·h)下降為2014年的291.58g/
48

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