大型火力发电厂节能管理的创新与实践Word格式文档下载.docx
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2、完善制度、规范运作
在建立健全管理组织的同时，进一步完善、补充各项节能管理制度，是节能工作更加科学、规范。
加强月度运行分析，及时开展专题分析，分析机组的主要运行参数和经济指标，对照设计值和同类型机组的先进指标，及时提出节能降耗调整意见和分析研究节能运行方案，分专业、分系统进一步细化节能降耗指导意见和可操作性措施。
制定了《周经济参数分析制度》，成立了以运行副总为组长、运行部主任和生技部主任为副组长、各分场分管生产副主任和专业专工位成员的指标管理小组。
指标管理小组对单机煤耗等重要技术经济指标进行日分析、周总结，及时发现运行方式、设备等存在的问题，及时部署运行调整或检修处理。
以下是某周参数对比情况（仅列举部分参数）：
表一：
#5机组指标某周完成情况对比分析
序号
指标
单位
机组号
本周完成
上周同比
说明
上周完成
单机比较
平均
影响煤耗（g/kwh）
1
发电量
万kWh
4315.2
6992.6
-2677.4
2
厂用电率
%
#5、6
5.6
6.2
-0.7
-2.195
3
真空
KPa
#5
95.5
95.8
-0.3
0.607
4
排烟温度
℃
127.1
128.6
-1.5
-0.222
5
排烟氧量
4.6
4.8
-0.2
-0.220
#6
5.2
4.3
0.9
6
飞灰含碳量
1.51
1.4
0.1
0.115
7
大渣含碳量
1.3
1.7
-0.4
影响煤耗合计
-1.915
3、细化指标、强化责任、严格考核
按照精细化管理的要求，制订了《经济指标实时考核管理制度》，强化指标异常即缺陷的管理理念，加强节能目标日常管理，及时、合理调整指标定额，将节能指标分解到车间、班组，通过现场计量测试、历史数据库比较等方式核实指标定额，纳入内部承包责任书指标管理。
科学调整全厂指标考核体系，加大对供电煤耗率、厂用电率、发电水耗等关键指标的考核力度，增加了对二、三级支持指标的考核与监督，建立权责明晰、奖惩分明的激励约束机制，用分项指标保一级指标，日指标保月指标，月度指标保年度指标的控制机制。
形成了职责到位、目标明确、考核全面的节能管理体系。
通过此项节能管理的创新，有效的保证了各项指标的完成。
4、及时分析，动态管理
发电厂状态参数是系统或设备运行状况的映像。
机组在不同的方式和状态下相对应的最优控制参数的范围，即机组的正常状态参数。
一旦机组的某个（或某些）状态参数偏离了最优控制参数的范围，就说明机组不是运行在最佳的安全、经济状态下，这个（或这些）参数即视为机组异常状态参数。
通过对机组异常状态参数的分析，找出它们产生的原因，以便及时采取措施，消除缺陷或提出预防事故发生的对策，并为设备改进、运行操作和系统运行方式的优化提供依据，从而不断提高机组的安全、经济运行水平和运行人员的技术水平。
石横电厂按指标的重要程度，将指标进行了分类，一类指标主要包括发电量、厂用电率、发、供电煤耗。
二类指标主要包括凝汽器真空、排烟温度、补水率、飞灰含炭量、用油量、高加投入率等。
在日常工作中对一、二类指标密切追踪，及时开展班组在线和专业人员离线分析得异常参数分析制度。
如当日发现机组发电煤耗升高，应该有运行班组进行在线分析，如果运行人员未发现，则由指标专工在对发生异常参数的班组进行考核的同时，发出异常参数分析通知，运行部对影响发电煤耗的各个原因进行分析，对发现的问题能处理的进行处理，直至发电煤耗恢复正常；
若通过分析，采取一系列调整措施，发电煤耗仍高，并发现设备存在问题，再由指标管理小组进行分析，并制定出解决问题的措施，通过消缺可以解决的问题，严格执行《缺陷管理制度》，无备品的以备品采购管理规定时间来定，需停机处理的，根据系统情况安排，直至发电煤耗恢复正常；
若采取上述措施后，发电煤耗仍然偏高，则成立攻关小组来解决该问题。
图一：
石横电厂异常参数分析流程
2008年填写异常参数分析卡300余张，实现了各项经济技术指标的状态控制。
例如通过异常参数分析，对真空系统的仔细排查后，发现#3机高压扩容器与凝汽器结合面处漏气，经检修处理后#3机真空上升了0.8KPa,降低发电煤耗1.6g/kwh,年节约标煤2700余吨。
（二）应用新技术，促进节能技术进步
1、等离子点火装置
电厂在基建调试期间要消耗大量燃油，为降低基建费用，石横电厂三期2台300MW机组在基建期就采用等离子点火装置。
等离子点火装置安装在炉前最下层的A层燃烧器上，每一只火嘴对应一套等离子点火装置。
基建期间实现了锅炉无油点火，节省了大量燃油。
在投产后机组启动阶段和低负荷调峰运行时，也采用了等离子点火装置，实现了无油燃烧，大大节省了燃油费用。
2、高压电机变频技术的使用
由于高压变频器是一种技术含量高、难度较大的高新技术产品，前几年在国内还不成熟，机组的高压辅机原设计均为交流电动机，全部采用直接恒速拖动，能耗非常高。
随着高压变频技术的成熟，为了有效降低厂用电率，通过可行性研究分析，对部分设计裕量较大、长期在低负荷工况下运行的大功率辅机进行改造。
以一台1500KW电动机改变频调节为例：
阀门调节
调速调节
调速Vs调阀
流量（%）
功率（%）
转速（%）
（功率（%）
节电率（%）
75%
87%
42.20
44.8%
50%
70%
12.5%
57.5%
对于一台1500kW的电机来说，如经常需要运行在75%流量时，其年节电量（以一年运行300天计算）为：
W=1500（kW）*7200（h）*44.8%=4838400kW.h，即节电量483.84万度/年；
若0.3元/度，节电费145.15万元/年；
若经常运行在50%流量:
节电量为621万度/年，节电费为186.3万元/年。
以单台电机投资250万计算，两年左右即可收回投资。
3、双速电机技术的应用
高压电机除了改变频调速外，也可采用双速电机技术，在不同工况下采用不同的转速来达到节能效果。
石横电厂一、二期工程4台机组配备有4台循泵，冬季最少可开两台泵，夏季最高负荷要开四台泵。
经过收资调研，将其中的两台泵进行了双速电机改造，在不同季节，可根据负荷情况，灵活选择循泵最佳的运行方式，在确保凝汽器真空的前提下，最大限度的节约循泵的耗电量。
仅此一项每年可节电500万度左右，投资只需40万元，很短时间即可收回投资。
（三）加强设备治理改造，提高机组运行经济性
经过多年的实践,我们深深认识到设备管理是节能管理的基础,多年来,全厂上下一条心,加大设备改造投入力度，提高设备健康水平,提高机组运行经济性,降低各项损失。
通过改造我厂较好的对下列设备和系统进行了治理整顿。
1、对汽轮机通流部分进行改造
针对上汽厂300MW国产引进型机组高压缸效率低及汽封效果差的缺陷，石横电厂利用大修,对1－4号机的汽封片、隔板片全部进行了更换,通流部分间隙重新进行调整,有效地减少了汽轮机的损耗,同时对加热汽柜、门杆漏汽系统、汽封系统均进行了改造,既保证了机组的安全,又可降低机组的汽耗率。
2、降低主要耗电辅机的设计裕量，减少厂用电
如针对凝结水泵扬程设计裕量过大的特点，通过技术经济论证和试验比较，我们利用大小修对凝泵叶轮进行了改造，凝泵叶轮叶片去掉一级，在保证凝水流量在满足机组正常运行的前提下降低了凝泵扬程，仅此一项单台凝泵耗电降低100-120kWh,4台315MW机组年节约厂用电200多万kWh。
3、对真空系统进行治理，提高循环效率
坚持汽轮机的真空系统进行常态治理,主要是提高系统严密性及清洁铜管换热面,着重抓好了对真空系统管道阀门内外泄漏、8段抽汽口焊缝泄漏处理,有效的提高了机组的真空值，降低了发电煤耗。
4、生产区原照明设计很不合理,照明灯具为普通工业高压钠灯，存在数量多、亮度低、功率大、使用寿命短、维修量大等缺点。
为促进节能降耗，对现场照明进行了节能改造，将国产钠灯更换为高效节能、使用寿命较长的GE金属卤化物灯（其能耗比相当于节能灯）。
还将控制开关细分，实行分时分段控制。
由于新灯亮度高、安装位置合理，使现场照明灯减少1000盏左右，而且在每盏灯功率下降50W的情况下，仍能满足生产照明需要。
经测算，仅此一项每年可节电100万度以上。
5、对其他系统及设备的治理
（1）通过对制粉系统、锅炉本体的漏风问题治理后,制粉系统出力明显增加同时又有效地改善了锅炉的燃烧条件；
针对煤质的变化和中速磨的运行特点修改了风煤配比特性曲线，改善了锅炉煤粉的燃烧条件，有效的减少了低负荷炉膛灭火的次数。
提高了机组的可靠性与经济性。
（2）定期检查汽水系统阀门的内外泄漏,不合格的阀门及时予以更换或修复,从而有效地减少了汽水损失,使我厂的化学补充水率由2000年度的3.0%降低到2008年度的1.53%。
（3）将#1-4锅炉油枪系统进行改造，将原设计的大油枪改为小油枪，雾化蒸汽由辅汽改为压缩空气，通过改造将锅炉启动及低负荷助燃平均用油节省了60％以上，每年可节省数百万元。
通过对以上设备系统的治理,加上严格大小修管理及消缺管理、狠抓文明生产使得我厂设备健康水平明显提高,机组等效可用系数完成91%，有效的提高了机组运行的经济性。
（四）加强运行管理，优化运行方式，提高机组运行技术经济指标，追求发电效益最大化
1、强化市场意识，以盈亏平衡分析和燃料性价比为导向，立足减亏增盈。
加强市场调研和营销策划管理，按滚动控制要求，对全年电量市场和燃料市场进行季、月、旬、周等的分析预测，以追求最大利润为目标，做好电量进度的协调工作。
2、高度重视运行方式节能。
全面开展热力试验工作，对全厂主设备和主要辅助设备的能耗、效率、最佳工况点进行系统试验验证，为运行人员的操作提供了清晰依据。
在保证安全的前提下，使设备系统在最佳的节能方式下运行，越高越好的参数努力提上去，越低越好的参数努力降下来，可以停下的辅助设备坚决停下来，能并在一起的系统坚决合并起来。
近年来，实施了工业水、生活水、空预器冲洗水系统联络改造，一、二期开式水系统联络改造，#3、4机凝输水系统联络改造，部分公用设备进行了优化停运，每年可节电600万kwh。
按照边际贡献优先的原则合理安排六台机组电量计划，机组在不投AGC的情况下，尽量安排发电煤耗低的机组带高负荷，发电煤耗高的机组尽量带低负荷，辅汽尽量安排在发电煤耗低的机组上。
节日期间在机组需要调停时，通过协调采用深度调峰代替机组停运调峰的方式，大大减少了操作量，提高了全厂综合经济水平，统计数字表明，08年通过做工作共减少调停30余次。
当需要机组深度调峰时，有等离子点火装置的机组，减少助燃用油量。
3、优化机组启停方式，狠抓过程节能。
一是优化过程控制、缩短机组启停时间。
2008年我厂机组启停总计46次，每次机组启停运行部都制定了详细周密的控制方案，兼顾安全性和经济性，重点控制启动阶段辅机的启动和停机后辅机的停运，做好启停期间各节点的衔接，规范启动过程中的各项操作，并对影响机组启动的事件认真记录，按照经济责任制从严考核，增强了机组启动过程的可控性，缩短机组启动时间，减少了启停过程中的汽水损失、厂用电和燃油量。
制订了机组停运后的操作注意事项，对机组停运后辅助设备的停运做了明确规定，使机组停运后辅助设备管理时间化、数量化，能够及时停运风机、给水、凝水、循环水及各辅助设备，节约了大量厂用电。
二是不断探索开机过程中的辅机利用方式，深入开展过程节能。
比如，机组启动采用单侧引、送风机启动，每小时节省厂用电0.1万度，热态启动可少用4个小时，冷态启动可少用10小时；
锅炉冷态启动采用凝输泵和汽前泵，减少凝泵运行时间10余小时，电动给水泵的运行时间4小时，节约厂用电3万度；
在汽包上水时投运除氧器加热，提高了锅炉给水温度，减少了锅炉烧参数的时间，节约了大量燃油；
制订了《机组启动带旁路提前投粉运行措施》,当热二次风温达100℃左右时启制粉系统，将油枪油压减至0.4MPa，使启动过程中的燃油量大量减少。
4、加强对现场设备跑、冒、漏、滴的管理，对主要阀门加装温度测点并制订了《阀门内漏管理办法》，要求运行人员每日白班进行阀门测温的定期工作，每周四对每台机组全部的疏水、放水、承压排气阀门进行查漏工作，一旦发现温度异常，纳入缺陷管理，能立即处理的由检修人员当天处理，不能处理的利用调停机会对阀门进行修复或更换。
5、对关键指标进行精细化管理，确保全厂指标的先进性
（1）对主要辅机用电采取单耗管理办法。
以制粉单耗为例，石横电厂磨煤机为中速碗式磨，制粉系统的单耗主要包括给煤机和磨煤机电耗，现给煤机已改为变频电机，而降低磨煤机电耗的主要方法是调整制粉系统的运行方式，根据负荷及时启停磨煤机。
根据磨煤机的运行规律及检修经验，对磨煤机大修及定检后的最大出力作了详细规定：
磨煤机大修后至累计运行3000小时内，最大出力不小于45T/H;
累计运行3000～6000小时内，最大出力不小于42T/H;
累计运行6000～8000小时内，最大出力不小于40T/H。
当机组总煤量小于120T/H时，必须运行三台制粉系统，当煤量大于127T/H，且主汽压力较低时，可以启四台制粉系统。
如每台磨运行时的最小电流为30A，当磨煤量带至45T/H时，磨电流为43A左右，带30T/H时磨电流为35A左右，当机组煤量在130T/H时，若运行三台磨总电流120A左右，若运行四台磨总电流140A左右，因此在煤量相同的情况下，运行四台磨比运行三台总电流增加20A左右。
另外，在《磨煤机单耗管理办法》中规定，每台磨煤机单耗标准均为7.5kWh/吨煤，当磨煤机单耗≤6.8kWh/吨煤，奖维护单位100元，奖运行部100元。
当磨煤机单耗≥8.3kWh/吨煤，扣维护单位100元，扣运行部100元。
通过此办法的实施和对磨煤机运行方式及风量的调整，保证磨煤机单耗降至最低。
除《磨煤机单耗管理办法》外，我们还制订完善了《脱硫单耗管理办法》、《空压机单耗管理办法》、《制氢单耗管理办法》、《输煤单耗管理办法》、《取水单耗管理办法》、《除灰单耗管理办法》等。
（2）公用系统的管理（以水耗为例）
a、以全厂水平衡分析为手段，加强用水管理
从下图可以看出，我厂水源井供水分三路，水塔补水、化学用水、综合泵房补水，在理论上水源井供水量等于三路补水量总和，但由于表计存在测量误差，我们认为在5-10%内是合理的。
首先通过计算得出水源地供水与三路补水总和不平衡，肯定管道有泄漏的地方，然后组织人员进行地下管网排查，找出漏点后，进行消除，工业水用量每日从12000吨左右降至10000吨以下。
图二：
全厂水平衡图
b、改进操作方法，减少循环水排污损失
每台机循环水日补水量在2万吨左右，为减少水塔排污损失，在循环水Cl-含量增高时，采用呼吸排污法，即全开循环水塔排污门，关闭水塔补水门，大流量快速排水，待水位降至1.3米时，关闭循环水排污门，打开补水门，快速将水塔水位补至1.9米，重复该项操作，直至循环水合格为止。
采用此方法，大大减少了循环水塔补水量，每台机循环水平均日补水量降为1万吨左右。
通过采取以上措施，全厂平均日用水量由原来的40000多吨减少为20000吨左右。
6、以信息化管理为平台，大力开展运行人员劳动竞赛
石横电厂自主研发在线实时管理系统。
该系统以机组DCS系统实时数据为基础，通过建立数据库获取及存储现场数据，实现在线监测机组运行、经济指标监视、耗差分析、超限管理、机组运行方式的优化等目标。
本系统利用信息化手段，在线监测机组的运行状态，诊断机组耗能特点，绘制了主要参数对煤耗影响曲线，指导运行操作，挖掘机组节能的最大潜力，是提高机组运行经济性的重要措施。
图三：
生产实时系统示例图
制订了《运行指标竞赛管理办法》，利用实时数据系统将供电煤耗、厂用电率、真空、排烟温度等17个主要经济指标进行每班统计、实时竞赛、月度兑现。
表二：
某日值间竞赛情况统计表
参数名称
甲
乙
丙
丁
142.91
137.06
140.75
发电机功率
MW
246.45
265.66
262.9
％
5.54
4.94
5.97
再热汽温
537.86
541.13
539.47
主汽压力
MPa
16.72
16.74
16.81
凝汽器端差
1.43
-3.29
-0.99
补水量
t/h
6.8
11.1
7.34
主汽温度
541.16
541.94
540.5
1#高加下端差
12.45
13.19
12.05
2#高加下端差
11.16
11.94
11.73
3#高加下端差
8.77
9.21
9.1
5#低加下端差
15.18
15.61
15.65
6#低加下端差
18.33
18.11
18.04
凝汽器真空
-kPa
-95.03
-97.35
-96.27
0.00
通过激励机制的转变，运行人员在线优化参数的潜能得到了激发，调整参数的积极性得到了极大的提高，由“要我节能”转变为“我要节能”。
四、节能降耗管理的取得的效果
（一）各项指标优化，经济效益明显
1、各项指标优化对比
通过对2008年全年的机组经济指标完成情况进行统计并于2007年数据进行比较发现，主要经济指标均有不同程度的优化和提高。
如下所示：
表三：
主要经济指标完成情况对比
项目
2007年情况统计
2008年情况统计
5.38（无脱硫）
6.1（含脱硫）
排烟温度（年平均）
142
137
94.6
95.2
补水率
1.76
1.36
磨煤机单耗
kWh/吨煤
7.96
7.42
飞灰含炭量
4.03
3.56
8
燃油（年）
吨
2853
2291
2、经济效益分析
（1）火力发电厂各项指标优化最综合的反应就是供电煤耗的降低。
由于支持国家节能减排政策，2008年初二期脱硫系统投入运行，2008年10月份一期脱硫系统投入运行，影响厂用电率上升0.7%，增加供电煤耗2.4g/kwh,但石横发电厂通过对节能降耗的不断投入和细化管理，2008年一、二期供电标准煤耗完成340.78g/kwh，较2007年的342.1g/kwh仍然降低1.32g/kwh，考虑脱硫设备影响，供电标准煤耗下降1.32+2.4=3.72g/kwh,2008年全年完成发电量86.67亿kwh,全年节约标煤32000余吨，根据当年计算标煤价格，年创造效益3000余万元。
（2）全年节约燃油526T，以2008年轻质柴油均价每吨约6000元记，节约资金315万余元。
（二）为企业可持续发展奠定良好基础
通过对节能降耗管理模式的创新与实践，员工的市场意识增强，团队精神和执行力增强，员工素质不断提升，电厂的经济效益、社会效益进一步明显，竞争力不断增强，为企业可持续发展奠定良好基础。
主要创作人张爱军
参与创作人：
杜庆敏戚兴坤冯刚尹健
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