火电厂节能评价指标分析Word文档格式.docx

火电厂节能评价指标分析Word文档格式.docx

《火电厂节能评价指标分析Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《火电厂节能评价指标分析Word文档格式.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

火力发电厂在竞争日益激烈的市场经济条件下，不仅要考虑产出，也要考虑投入，以尽量少的资源投入和环境代价实现尽可能大的产出。

火力发电厂节能，是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理、符合环境保护要求的措施，以减少发电生产过程中各个环节的损失和浪费，更加合理、有效地利用能源。

[关键词]：

火力发电厂节能评价;

火力发电厂节能标准;

锅炉热效率;

汽机热效率第1章火电厂节能评价概述1.1火力发电厂节能评价的意义能源是人类生存和发展的重要物质基础。

火力发电厂在竞争日益激烈的市场经济条件下，不仅要考虑产出，也要考虑投入，以尽量少的资源投入和环境代价实现尽可能大的产出。

在现阶段和以后要把节能作为增长方式转变的方向，切实做到节约发展、清洁发展、安全发展、可持续发展。

火力发电厂节能，是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理、符合环境保护要求的措施，以减少发电生产过程中各个环节的损失和浪费，更加合理、有效地利用能源。

发电厂能源消耗主要是指煤炭、电力、蒸汽、水、油等。

火力发电厂节能评价是指按照统一的标准，对火力发电厂的能耗状况、节能管理水平进行科学合理的评价。

通过评价，是电厂了解企业的节能状况，发现节能潜力，促进企业节能工作的有效开展。

1.2火力发电厂节能评价体系的构成火力发电厂节能评价体系共有三部分组成。

第一部分为火力发电厂节能评价指标，第二部分为火力发电厂节能评价标准，第三部分为火力发电厂节能评价依据说明。

1.2.1火力发电厂节能评价指标通过对影响煤耗、水耗、油耗、电耗等指标的主要因素层层分解，确定反映火力发电厂能耗状况的指标。

按相互影响的层面划分，火力发电厂节能评价指标构成如下图所示：

1.2.2火力发电厂节能评价标准火力发电厂节能评价标准式依据国家、行业的相关标准以及现场规程和实践经验等，针对节能指标和节能管理工作进行逐项评价。

分配原则具体如下：

（1）大指标间的权重分配（火力发电厂节能评价指标权重分配图见图）。

1）节能管理工作火力发电厂大量的维护费用，为加强此方面的管理，取其权重为2.7%。

（2）小指标之间的权重分配时按照其对大指标影响的程度进行分析，扣分的原则也是如此。

例如：

在与煤耗相关的指标中，锅炉专业、汽机专业的指标分别占总分的25.7%，25%，厂用电占16.7%。

（3）单个指标内的权重分配：

考虑到评价指标的重要性以及他在上一级指标中的重要性，取其权重30%~50%，与其相关的过程管理方面的工作占50%~70%，强调过程管理的重要性。

1.2.3火力发电厂节能评价依据说明火力发电厂节能评价依据说明是对评价标准中的评价依据所做的详细说明，评价依据主要是国家现行标准、行业标准、华电集团现行管理标准办法，主要有：

GB/T17167-1997《企业能源计量器具配备和管理导则》GB/T213-2003《煤的发热量测定方法》GB/T474-1996《煤样的制备方法》GB/T475-1996《商品煤样采取方法》GB10184-1988《电站锅炉性能试验规程》GB3485-83《评价企业合理用电技术导则》GB8117-87《电站汽轮机热力性能验收试验规程》JB/T8170-1990《高压加热器技术条件》《火力发电厂高压加热器运行维护导则》（中华人民共和国水利电力部）DL/T468-2004《电站锅炉风机选型与使用导则》DL/T783-2001《火力发电厂节水导则》DL/T461-2004《燃煤电厂电除尘器运行维护导则》DL/T467-2004《电站磨煤机及制粉系统性能试验》DL/T478.4-2001《火力发电厂锅炉机组检修导则第4部分：

制粉系统》DL/T520《火力发电厂入厂煤检测试验室技术导则》DL/T561-1995《火力发电厂水汽化学监督导则》DL/T581-95《凝汽器胶球清洗装置和循环水二次滤网装置》DL/T607-1996《汽轮发电机漏水、漏氢的检验》DL/T610-1996《300MW级锅炉运行导则》DL/T742-2001《冷却塔塑料部件技术条件》DL/T748.2-2001《火力发电厂锅炉机组检修导则：

第2部分锅炉本体检修》DL/T748.8-2001《火力发电厂锅炉机组检修导则：

第8部分，空气预热器检修》DL/T776-2001《火力发电厂保温技术条件》DL/T838-2003《发电企业设备检修导则》DL/T892-2004《电站汽轮机技术条件》DL/T932-2005《凝汽器与真空运行维护导则》DL/T936-2005《火力发电厂热力设备耐火及保温检修导则》DL/T467-2004《电站磨煤机及制粉系统性能试验》DL/T478.5-2001《火力发电厂锅炉机组检修导则第5部分：

烟风系统检修》《电力工业节能技术监督规定》（电安生【1997】399号）《关于发展热电联产的规定》急计基础【2000】1268号文《火力发电厂节约用水管理办法（试行）》（国电发【2001】476号）《火力发电厂节约用油管理办法（试行）》（国电发【2001】477号）《火力发电厂按入炉煤量正平衡计算发供电煤耗的办法（试行）》（电安生【1993】457号）《火力发电厂钢球式磨煤机制粉系统运行规程》（水利电力出版社1980年出版）《火力发电厂高压加热器运行维护导则》《火力发电厂节约能源规定（试行）》（能源节能【1991】98号）《汽轮发电机运行规程》（原国家电力公司标准，1999年版）《中国华电集团公司燃煤机组检修管理办法（A版）》《中国华电集团公司创建优秀发电企业管理办法》（中国华电生【2004】837号文）第2章锅炉专业指标2.1锅炉热效率的基本概念锅炉热效率是反映锅炉运行经济性的一项综合指标。

GB10184-88《电站锅炉性能试验规程》定义如下：

锅炉热效率ηgl为输出热量的百分比，单位﹪。

即ηɡl=Q1／Qr式中Q1―相对每千克或每立方米燃料，工质在锅炉能量平衡系统所吸收的总热量，以及排污水和其他外用蒸汽量所消耗的热量等，KJ/Kg或KJ/m3;

Qr―随每千克或每立方米燃料输入锅炉能量平衡系统的总热量，包括燃料的收到基低位发热量、物理显热、用外来热源加热燃料或空气时带入锅炉系统内的热量以及雾化燃油所用蒸汽带入的热量，KJ/Kg或KJ/m3.2.2直接影响锅炉热效率的指标直接决定过滤热效率的节能评价指标包括排烟温度、锅炉氧量（排烟氧量）、飞灰可燃物含量和炉渣可燃物含量。

其他一些影响因素都是通过上述四个指标实现对锅炉热效率的影响。

2.2.1排烟温度2.2.1.1基本概念排烟温度是指燃料燃烧后离开锅炉最末一级受热面（一般指空气预热器）的烟气温度，单位为℃。

一般情况下300MW燃煤机组锅炉排烟温度每升高10℃，影响机组供电煤耗升高1.5g/（kw.h）左右。

降低锅炉排烟温度可以直接提高锅炉的热效率。

2.2.1.2影响排烟温度的因素主要有

（1）燃烧器运行方式。

燃烧器运行方式主要是指燃烧器的负荷分配和投停方式。

负荷分配主要是指煤粉在各层煤粉燃烧器或各角、各只煤粉燃烧器的分配；

投停方式主要是指投、停燃烧器的数量与位置。

燃烧器运行方式对排烟温度的影响主要是通过炉膛火焰中心位置的相对变化来实现。

火焰中心位置上移，锅炉出口烟气温度升高，在锅炉对流受热面吸热一定的前提下，锅炉排烟温度升高。

对多层燃烧器，投上层燃烧器，炉膛火焰中心位置上移。

增加上层燃烧器出力，炉膛火焰中心位置上移。

适当改变层间配风工况，也可以改变炉膛火焰中心位置。

（2）锅炉送风量。

锅炉送风量的变化对排烟温度的影响主要是通过影响燃烧和换热体现。

锅炉风量增大，一方面锅炉辐射、对流换热比例发生变化，在入炉总热量不变的情况下，辐射总量减少、对流换热增加，使更多的热量交换由炉膛转移到对流烟道中去，锅炉排烟温度升高；

另一方面同时通过预热器受热面的风量增加，预热器受热面传热量增加，锅炉排烟温度降低，锅炉排烟温度的变化时两方面综合作用的结果。

但锅炉风量增大，排烟烟气体积增大，同时锅炉引风机、送风机耗电量增大。

所以锅炉送风量的大小一般要对锅炉排烟热损失、煤粉燃烧效率以及引风机、送风机耗电量的综合因素来考虑。

（3）锅炉漏风。

锅炉漏风主要由锅炉本体漏风、制粉系统漏风以及空气预热器漏风等组成，其中锅炉本体漏风、制粉系统漏风影响锅炉炉膛出口过剩空气系数，对锅炉燃烧和排烟温度都有一定的影响。

在炉膛出口过剩空气量不变的前提下，炉本体漏风与制粉系统漏风都是以冷空气替代热空气进入炉膛，将会是锅炉燃烧推迟，火焰中心位置上移，锅炉出口烟气温度升高；

在锅炉对流受热面吸热一定的前提下，锅炉排烟温度升高。

预热器漏风主要指空气漏入烟气侧，从预热器空气侧进、出口的静压分布特点来看，预热器烟气侧出口漏入的空气量要多于进口，时空气短路到锅炉排烟中去。

预热器漏风增大，锅炉排烟温度降低，但此时是以增加排烟烟气体积以及增大引风机、送风机耗电量为代价的，而后者的影响往往大于前者，所以预热器漏风率增大，锅炉排烟温度虽然有所降低，但锅炉综合经济性是降低的，应有效地予以控制。

（4）受热面沾污情况。

水冷壁结渣，炉膛辐射换热量和水冷壁吸热量减少，炉膛出口烟气温度升高，锅炉排烟温度升高。

对流受热面积灰，热阻增加，传热量减少，各段烟温升高，锅炉排烟温度升高。

低温对流受热面堵灰，对流受热面传热量减少，各段烟温升高，锅炉排烟温度升高；

同时各对流受热面烟气侧阻力增加，引风机耗电率增加。

（5）吹灰设备投入率。

吹灰设备投入率搞，则受热面结渣（或积灰）情况减弱，对流受热面热阻减少、传热量增加，锅炉排烟温度降低。

（6）送风温度。

当环境温度升高或需要暖风机投入运行时，送风温度高于设计值。

会减少空气预热器的传热温差，降低空气预热器的传热量，锅炉排烟温度升高。

（7）制粉系统运行方式。

制粉系统热风利用量大，则通过空气预热器的空气量多，锅炉排烟温度降低。

所以保持制粉系统最佳干燥出力，不仅是提高制粉系统运行经济性的需要，同时也是降低锅炉排烟温度的要求。

对于中间仓储式热风送粉制粉系统，由于三次风一般布置在燃烧器上层，风温不高并且含有一定的煤粉，所以三次风的送入会推迟燃烧，造成火焰中心位置上移，锅炉炉膛出口烟气温度升高；

在锅炉对流受热面吸热一定的前提下，造成锅炉排烟温度升高。

（8）给水温度。

给水温度降低，会使锅炉省煤器传热温差、吸热量增大，早锅炉燃料量不变的情况下锅炉排烟温度降低；

但同时省煤器出口水温度降低，锅炉蒸发受热面所需的热量增加，为保持锅炉蒸发量不变，就需要相应的增加燃料量，是锅炉各部分烟气温度回升。

这样锅炉排烟温度痛失受给水温度下降与燃料量增加两方面因素的影响，一般情况下，在机组负荷不变的情况下，给水温度降低锅炉排烟温度将会降低。

但这将降低汽轮机循环热效率，是不足取的。

（9）煤质。

煤质对锅炉排烟温度的影响主要通过水分、挥发分、灰分、发热量来体现。

水分、灰分增大，挥发分降低，都会是燃料着火晚、燃烧和燃尽过程推迟，炉膛火焰中心位置上移；

发热量降低，则会使燃料量增加。

相应烟气量增加，炉膛火焰中心位置提高，同时也使对流受热面传热也增大；

在锅炉对流受热面吸热一定的情况下，锅炉排烟温度升高。

（10）煤粉细度。

煤粉过粗，燃尽时间延长，火焰中心位置上移，锅炉排烟温度升高；

煤粉过细，燃烧提前，火焰中心位置下降，对气温调整产生影响，同时也在增加了制粉系统电耗。

（11）机组负荷。

机组负荷降低，锅炉排烟温度相应降低。

（12）烟气露点温度。

烟气露点温度高，为避免空气预热器传热面低温腐蚀，需要保持预热器出口受热面壁温略高于烟气露点温度，则需要提高锅炉排烟温度。

烟气露点温度主要与燃煤硫分有关。

燃煤硫分高，烟气露点温度高。

（13）对流受热面面积。

个别机组由于处理“四管泄漏”采取的堵管措施，会造成过热器、再热器以及省煤器传热面积减少，也会导致锅炉排烟温度升高。

2.2.1.3降低排烟温度的措施

（1）控制适当的炉内过剩空气系数。

通过锅炉优化燃烧调整在保证煤粉完全燃烧的条件下，控制氧量能够减少锅炉的排烟热损失。

（2）根据机组负荷变化，及时调整燃烧器运行方式，控制火焰中心位置。

（3）当煤质发生变化时，及时调整制粉系统运行方式，保证经济的煤粉细度。

（4）加强对吹灰器的运行维护，保证吹灰设备投入率，防止受热面积灰。

（5）受热面（省煤器、低温过热器或低温再热器）技术改造，降低排烟温度。

（6）减少炉本体漏风，巡检中加强对捞渣机的监视与检查。

经常检查炉膛看火孔、炉墙，若发现漏风时应及时联系检修封堵。

巡检炉底水封，及时调整水封槽进水总阀，使齿板有足够的堰水量和水封槽合适的水位高度。

2.2.2锅炉氧量2.2.2.1基本概念锅炉氧量（锅炉燃烧所控制的氧量）一般是指炉膛出口的烟气含氧量，但在实际运行过程当中受烟气含氧量测量技术的限制，烟气含氧量测量装置一般装在低温过热器的入口烟道上，所以氧量的控制要考虑炉膛出口到低温过热器入口的漏风影响，以及烟气含氧量实际测量点滞后于炉膛出口的氧量变化。

2.2.2.2影响锅炉氧量的因素

（1）通过锅炉优化燃烧调整试验，可以确定最佳锅炉氧量，使锅炉的燃烧损失与排烟热损失之和最小

（2）燃用劣质煤或入炉煤煤质变差时，煤粉着火、燃烬困难，为保证燃烧稳定与燃烧效率需要适当提高锅炉氧量。

（3）锅炉负荷率高，所需的过剩空气量相对小，一般情况下在锅炉负荷率高于75%时O2zj已无明显变化；

但当负荷率低时，由于炉内燃烧有最低风量要求以及锅炉气温稳定的需求，需要保持相对较高的氧量。

（4）一般煤粉锅炉的设计燃烧器过量空气系数为1.2~1.25。

（5）不同类型的燃烧器，如直流燃烧器、旋流燃烧器以及W火焰燃烧器等，具有不同的煤种适应性与不同的燃烧特性，对氧量控制有不同的要求；

同时，为限制NOx排放而采取的低NOx燃烧技术也需要控制烟气氧量。

（6）由于锅炉本体漏风、制粉系统漏风增加了炉膛出口过剩空气系数，既影响锅炉出口氧量值，还影响锅炉排烟氧量值。

2.2.2.3控制锅炉氧量的措施

（1）通过锅炉燃烧调整试验，保持燃烧器合适的一、二次风速配比和组合投用，确定并保持最佳锅炉氧量控制值，使煤粉完全燃烧。

（2）制定出机组负荷、煤质发生变化时，控制锅炉氧量的曲线或方案。

（3）定期校验氧量计。

（4）减少锅炉本体漏风、制粉系统和空气预热器漏风。

（5）防止或减轻锅炉结渣采取以下措施：

1）因燃烧器变形或磨损，使炉内煤粉气流紊乱、贴壁燃烧、着火点提前等，造成燃烧器、水冷壁结渣，运行中又无法消除时，应提高相应的一、二次风速，以达到减弱结渣的目的。

2）锅炉正常运行时，应加强制粉系统各参数的监视及调整，加强监视各段受热面壁温及烟温的变化，控制各参数在规定的范围内。

3）加强燃烧的就地检查，若发现受热面结渣等异常情况，则应及时联系清楚，并对燃烧进行相应调整。

4）增大锅炉氧量将缓解炉内还原性气氛，减轻结渣。

调小煤粉细度，有利于煤粉完全燃烧，防止大颗粒煤粉离析或贴壁。

5）当锅炉长期高负荷运行，造成部分受热面结渣，且经相应调整无效时，可经行快速降负荷脱焦。

在降负荷过程中，应加强监视与调整，确保燃烧稳定，必要时可投油稳燃。

6）坚持锅炉定期吹灰工作，也可视情况适当增加吹灰次数。

7）保持合理的制粉系统运行方式，尽可能不使热负荷局部集中。

可适当增加下层燃烧器的出力，减少上层燃烧器的出力，降低火焰中心位置，降低炉膛出口温度。

2.2.3灰渣可燃物2.2.3.1基本概念灰渣可燃物包括飞灰可燃物和炉渣可燃物。

飞灰可燃物主要是指锅炉飞灰中可燃物含量占总灰量的百分比，它是反映锅炉燃烧效率的一项指标，降低飞灰可燃物含量可以提高锅炉热效率。

如一般情况下，300MW燃煤机组锅炉飞灰可燃物含量每升高1%，锅炉热效率降低约0.3%，机组供电煤耗升高1,11g/（kw.h）左右。

炉渣可燃物主要是指锅炉炉渣可燃物含量占灰总灰量的百分比。

对于电站煤粉锅炉一般飞灰占总灰量的90%份额，炉渣占总灰量的10%份额。

2.2.3.2影响灰渣可燃物含量的因素

（1）排烟氧量的影响图1排烟氧量与飞灰可燃物的关系图2燃烧效率与排烟氧量的关系飞灰可燃物含量与排烟氧量的关系见图1。

由图可见,当排烟氧量增加时,飞灰可燃物降低。

这是由于当排烟氧量增加时,炉内氧浓度相应提高,有利于煤的燃尽,使飞灰可燃物下降。

图2为锅炉燃烧效率与排烟氧量的关系曲线,表明随着排烟氧量增加,燃烧效率上升。

但排烟氧量过大会增加排烟热损失（q2）,应综合考虑不致使排烟热损失过度增大的前提下,适当提高过剩氧量。

大化电厂CFB锅炉在高负荷时,二次风调节门开至最大（达不到所需风量和风压）,一次风调节门受水冷壁磨损的限制开度一般不超过55%,造成锅炉燃烧风量不足。

就地和试验用氧量表均显示排烟氧量偏小,一般在3%以下。

试验中发现二次风风压低,在415kPa左右,由于压头低,二次风的穿透深度和扰动能力差,燃烧室中、上部的核心区域氧量低甚至会出现负氧区,燃烧不充分。

从炉内燃烧情况及试验结果分析,炉内似处于缺氧燃烧状态,这是目前飞灰可燃物含量较高的主要原因之一。

（2）床压的影响试验期间冷渣器故障停运后,采取间歇排渣,床压不好控制,因此保持床压较低,但仍能看出床压变化的影响趋势。

图3飞灰可燃物含量与床压（85%MCR）图3为在85%MCR时,飞灰可燃物含量与床压的关系曲线。

随着床压升高,飞灰可燃物减少。

床压的大小间接表明了炉w（Vdaf）=18169%～15142%;

w（Aard）=29111%～21118%。

这两种煤均属于低反应能力的贫煤,尤其是第一种煤,尽管热值较高,但挥发分很低,接近无烟煤,是一种非常难以燃尽的煤种。

要降低飞灰可燃物含量,提高锅炉效率,应尽可能采用高热值、高挥发分的煤种,但也需综合考虑有关因素,如燃烧、煤价、运费等,这样才能使营运方式更加合理。

燃煤的粒度分布对燃烧和传热也起很大影响。

试验煤样和渣样的粒度筛分结果见表2。

表2试验样品的粒度分布由表2可以看出,试验煤样和渣样的中位径（X50）都在1mm左右,粒度偏细。

由于试验取样所限,煤和渣的样品中较大颗粒没有取得。

从给煤机检查口和锅炉排渣情况看,入炉煤中存在相当多的较大颗粒。

入炉煤的粒度不符合设计要求,一方面存在粒度很大的颗粒,严重影响锅炉的正常流化和安全运行。

另一方面入炉煤中细颗粒组分偏高,会引起下床温的降低,其现象是底渣的细粒度组分较高。

这都会使锅炉以不合理的方式运行（如:

不得不采用高风量;

床温差别大等）,使底渣和飞灰可燃物含量升高,还易出现炉膛水冷壁管磨损等问题。

（4）床温的影响床温是CFB锅炉的重要运行参数,从有利于燃烧的角度看,提高床温是有益的。

因为逃离分离器的细颗粒（飞灰）带走的未燃烧损失是由反应动力控制的,提高燃烧温度可缩短燃尽时间从而降低飞灰可燃物含量。

因此对于难燃烧煤种,可适当考虑提高床温以保证燃烧稳定与减少固体未燃烧损失。

当然要控制床温低于煤的变形温度100～200℃以防止结焦,还要考虑脱硫反应的最佳温度（850℃左右）,因此床温不宜超过950℃。

（5）旋风分离器效率的影响分离器效率变化对炉膛床料粒度、底渣粒度、燃料停留时间、飞灰和底渣排出比例产生影响。

提高分离效率,使更多的细颗粒被收集送回炉膛循环燃烧,增加细颗粒在燃烧室内的停留时间,降低飞灰可燃物含量,提高燃烧效率。

2.2.3.3解决措施

（1）当排烟氧量增加,飞灰可燃物降低,燃烧效率上升。

综合考虑不致使排烟热损失过度增大的前提下,适当提高过剩氧量。

推荐的排烟氧量控制值如下:

315%（MCR）:

412%（85%MCR）;

510%（70%MCR）;

610%（55%MCR）;

810%（30%MCR）。

二次风风压低和风量不足的问题,建议对风道和预热器进行彻底检查找漏,也可将二次风小环管即播煤风改用一次风代替,相应增