降低某电厂#3、4机组纯凝工况下供电气耗

降低某电厂#3、4机组纯凝工况下供电气耗

杨帅

河北华电石家庄热电有限公司

摘要：随着新能源产业的飞速发展，电力行业改革的进一步深化，今后发电企业的竞争将更加激烈，在国内天然气资源稀缺的背景下，节能减排显得至关重要。供电气耗是燃机发电机组的一项重要的综合指标和考核指标，降低供电气耗不仅可以提高发电机组的运行效率，还可以提高发电企业的经济效益，故本文以降低机组纯凝工况下供电气耗作为研究课题进行深入探讨。

关键字：供电气耗；燃气-蒸汽联合循环；新能源；能耗

#3、4机组经过一年的运行，发现#3、4机组纯凝工况下的供电气耗在国内同类别燃机机组中相对较高。对6月至10月#3、4机组纯凝工况下（负荷率约60%）的供电气耗进行了统计，如下表1：

（8月份#3、4机组运行时间以及负荷率都较小，无参考性）

通过查阅分析6月至10月的运行数据，对此期间影响#3、4机组供电气耗的诸多因素进行分析统计，统计情况如下表2：

   机组启动时长、厂用电率、出力系数、真空度这四方面影响#3、4机组供电气耗所占比重达90%，由于机组出力系数受限于电网调度，属于不可抗力因素。因此影响#3、4机组供电气耗大小的症结就是机组启动时长、厂用电率以及真空度。

因此只要解决以上三方面的问题，就能将#3、4机组供电气耗降至同类优秀燃机机组相近水平。

针对上述原因，班组成员针对性的提出了解决方法。

对策实施（一）机组启动时长优化

1. 汽机旁路调整时间优化

进行旁路的优化主要是缩短旁路由开启到调整开度、直至满足冲转参数的时长。在不影响机组安全的前提下，通过旁路投入时机和旁路开度的调整，尽快达到冲转参数要求，缩短机组启动时间。

(1) 以往旁路操作中，汽包水位经常会快速变化，经分析影响因素一是旁路开度的变化率，二是当时的汽包压力。在汽包压力较低时，可以以较快速度操作旁路而不至于对汽包水位产生剧烈扰动，因而在旁路由开启至100%这段时间可以提高速度，在旁路下调至冲转参数对应开度的过程中需兼顾汽包水位，避免旁路操作影响机组安全。

(2) 保证了在确认机组安全的前提下，尽可能地提高旁路操作的效率，提高主（再热）蒸汽升温升压速率，缩短了旁路调整总时长。

2. 等待蒸汽品质合格时间优化

（1） 加强高、中、低压汽包的排污，开大凝结水、炉水的放水，加强汽水循环，使蒸汽品质尽快合格，减少蒸汽品质等待时间。

（2） 做好提前量，燃机点火后，尽早通知化学化验蒸汽品质。一旦蒸汽品质合格，满足汽机冲转参数要求，汽机便可冲转，尽量缩短等待蒸汽品质时间。

通过优化后，等待蒸汽品质的时间可以缩短20分钟左右，从而缩短了机组启动的时间。

3. 汽机中速暖机时间优化

优化前，由于对机组特性了解不深，出于安全考虑，采用参考值的上限——即30分钟的暖机时间，后续对机组冷态启动过程中参数进行收集、分析，在规定范围内逐步将暖机时间由30分钟缩短至20分钟。期间机组轴系各参数（如振动、胀差、轴向位移、偏心等）均正常。 

对策实施（二）、调整辅机运行方式，降低机组厂用电率

电厂运行中，大功率辅机设备的运转是影响厂用电率的关键所在。只有合理规划辅机的启动顺序、启动数量、运行调整，才能有效降低厂用电率，进而降低机组的供电气耗。

1.机组启动前先启动一台低速循环水泵供给循环水，如无需要则不启动机力冷却塔风机。机组运行过程中，根据真空、环境温度、凝结水流量与循环水流量的匹配关系启停机力冷却塔风机，调整机力通风塔的启动台数。

2.凝结水泵应变频启动A或B凝结水泵，并在保证余热锅炉低压系统上水的前提下保持低压力运行。机组运行中，凝结水流量小于230t/h时，保持A或B凝结水泵（变频）运行。

3.余热锅炉高压系统上水时，通过控制高压给水泵勺管开度，在保证余热锅炉稳定上水的前提下保持低压力运行。余热锅炉上水稳定后，控制给水泵勺管开度始终保持高于锅炉汽包压力1.8MPa左右。

对策实施（三）、对机组真空进行优化

机组在纯凝工况下正常运行时，汽机排汽真空值会影响汽机焓降，进而影响汽机功率。#3、4机组在调试期时真空值偏低，汽机负荷也相应有一定损失。而联合循环的总功率=燃机负荷+汽机负荷。在天然气用量一定的情况下，汽机负荷升高有利于气耗率的降低。本小组经过组内讨论，分析影响机组真空的因素，针对各因素具体优化。

1.保证胶球的投入率，提高清洗效果

凝汽器循环水管长期运行会在内壁产生结垢，影响冷凝器换热效率、真空下降，从而引起汽轮机效率下降。

保证胶球投入率，从以下几个方面入手。首先，按定期工作要求及时投运胶球系统并符合规定时长要求。其次，泡球时间适当，保证胶球直径胀大值合适，达到清洗效果。第三，及时检查胶球状态，发现有坏球、胶球数量不足时，及时补充、更换新胶球。

2.保障真空泵出力正常

通过核对真空泵汽水分离器的真实水位并进行调整、电流监视、冷却水量是否充足三方面入手，保障真空泵正常运行，消除真空泵出力不足对抽空能力的影响。

3. 查找真空系统泄漏点，进行堵漏

为查出真空泄漏点，我们小组决定从以下五种方法入手。

①维持轴加的正常水位，并调整水封筒水量，防止水位过低导致不凝结气体被吸入凝汽器。

②调整三台凝结水泵的空气门，防止不凝结气体通过空气门吸入凝汽器。

③适当提高轴封压力。轴封压力的确定原则是缓慢提高轴封压力至机组真空值不再变化，并及时检查#3机轴封端无漏汽现象。

④利用检修期凝汽器压水查漏，并未发现漏点。

⑤联合检修人员使用氦质谱方法查漏，发现低压缸前后气封处存在多处泄漏，及时进行补漏。

通过上述优化方法后，对优化前后的供电气耗做了对比，如下表11：

通过优化后#3、4机组供电气耗达到了0.198Nm3/kw.h，可节约成本194.8万余元。

参考文献：

[1]黄新元. 火电厂热力系统节能分析原理与方法[M]. 中国电力出版社，2019.

[2]陈海耿，李宇红，杨勇平. 火电厂热力系统经济性诊断及优化[M]. 中国电力出版社，2021.

[3]叶学民，李春曦，王松岭. 火电厂热力系统运行优化及经济性诊断[M]. 中国电力出版社，2022.