降低发电煤耗最佳实践.docx
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降低发电煤耗最佳实践
机组降低发电煤耗最佳实践经验分享
1.概述
沧州华润热电有限公司一期工程为2×300MW供热机组，锅炉为北京巴布科克.为尔科克斯公司生产的1025T/H自燃循环、固态排渣、平衡通风、全钢构架Π煤粉炉，汽轮机为东方电气集团生产的C300\220-16.7\537\537抽气供热机组，供热面涉及沧州市区1000多万平方米，在投入商业运营的第2年多来，特别是2009年参加全国300MW等级大型机组竞赛中，发电煤耗指标比标杆值还有一定的差距。
针对上述情况，我公司成立了能效对标与节能降耗领导小组，在全公司范围内开展降低发电煤耗专项行动学习，利用精益管理工具从人、机、料、法、环5各方面进行查找问题，通过摆负面现象、找原因、找问题，梳理确认在运行管理、设备管理、制度建设、管理理念等多方面存在问题。
针对存在问题制订了一系列措施，并逐一落实，逐步实现年度公司发电煤耗目标。
2.适用范围
适用于火力发电机组。
3.推广周期
一年。
4.适用参数
300MW亚临界抽汽供热、闭式循环、直吹式、湿法脱硫机组，设计煤种为神华煤。
序号
名称
参数
备注
1
最大连续蒸汽流量
1025t/h
2
主蒸汽压力
16.7MPa
3
主蒸汽温度
537℃
4
再热蒸汽压力
3.41MPa
5
再热蒸汽温度
537℃
6
设计燃用煤种
神华混煤
低位发热量22900KJ/Kg，挥发份Vdaf（%）34.8，空气干燥基水份4.44
5.形成过程
通过与全国大机组竞赛同类型机组发电煤耗先进值、标杆值比较，我司2009年度发电煤耗完成值还存在一定差距，结合我司机组实际运行工况，采用精益管理科学思维方法对我司发电煤耗指标确定管控及改善措施，具体形成过程如下：
5.1.选题理由
1）我司2009年机组发电煤耗完成297.92g/kwh，相比300MW等级标杆值279.39g/kwh高出18.53g/kwh；
2）为提高我司机组的盈利能力及市场综合竞争力，响应控股要求创建节约型发电企业。
基于以上两点我司成立降低发电煤耗SDA项目团队，根据年度预算分解确定2010年机组发电煤耗年度目标完成值为295.12g/kwh，比2009年降低2.8g/kwh。
（见下图）
5.2.现状把握
影响机组发电煤耗指标的因素主要有：
锅炉效率、汽轮机效率、汽水系统管道效率等；根据2009年发电煤耗与锅炉效率、汽轮机效率有关数据，利用minitab进行相关性分析，发现汽机效率、锅炉效率与发电煤耗有较强的负相关关系。
回归分析:
发电煤耗与汽机效率
回归方程为
发电煤耗=648-7.47汽机效率
自变量系数系数标准误TP
常量647.8839.8516.260.000
汽机效率-7.47360.9083-8.230.000
回归分析:
发电煤耗与锅炉效率
回归方程为
发电煤耗=664-3.86锅炉效率
系数标
自变量系数准误TP
常量663.7111.15.970.000
锅炉效率-3.8651.249-3.090.005
根据河北省电力研究院给我司所做的锅炉、汽机效率试验结果：
锅炉效率、汽轮机效率偏离设计效率较大（见下表）。
序号
名称
设计值（%）
投产后（09年）
实际值（10年4月）
备注
1
汽轮机效率
45.54
45.13
43.92
汽机效率为纯凝工况下效率，汽轮机效率下降1.62%
2
锅炉效率
93.24
88.98
90.03
因管道效率在机组安装结束后，除管道保温治理工作，管道效率基本上不变；汽机效率每提高1%降低发电煤耗7～8g/kwh；锅炉效率每提高1%降低发电煤耗3～3.5g/kwh，因此把提高汽轮机、锅炉效率作为降低发电煤耗的主要手段。
5.3.目标设定
根据2009年1号机组汽轮机效率试验，发现汽轮机汽封间隙超标，热耗偏离设计值200kJ/kW.h左右,结合我司锅炉、汽轮机运行实际情况，将提高汽轮机效率目标值设定为0.3%；提高锅炉效率目标值设定为0.26%；通过提高上述效率降低发电煤耗2.8g/kwh；
5.4.要因分析
采用精益管理科学思维方法和工具进行项目改善分析，确定其中关键因素。
5.4.1利用特性要因图从人、机、料、法、环五方面分析影响锅炉效率低的原因，对关键因素采用红色标示出来；
锅炉效率低
检修工艺不标准
5.4.2数据分析
1）人的因素：
根据不同值别运行员工燃烧调整过程中氧量控制和锅炉效率的数据统计表，利用minitab工具分析发现氧量和锅炉效率存在较强的正相关关系（氧量和负荷在正常波动范围内）；
相关:
氧量,锅炉效率
氧量和锅炉效率的Pearson相关系数=0.872
P值=0.002
根据不同值别氧量控制与锅炉效率的箱线图分析，发现四值员工氧量控制水平较高，波动小且锅炉效率高；三值波动大，效率相对较高；其他值控制水平较差，锅炉效率偏低；反映不同值别员工执行氧量控制曲线不到位，节能意识较差；需定期组织相关人员分析氧量控制和锅炉效率之间的关系，学习相关燃烧调整的措施，制定节能卡片，增强节能意识。
2）机的因素（设备）：
在1、2号炉内部对标过程中发现同负荷下1号炉引风机电流较2号炉高3～5A；通过河北电力研究院进一步做锅炉效率试验发现1号炉空预器漏风率平均12%，B侧高达16.2%，影响锅炉效率降低0.4%；我司已制定计划在2011年机组检修过程中进行空预器密封改造。
3）料的因素（煤质）
2008年煤碳市场形式非常严峻，我司的贫瘦煤掺烧达到了30～40%，现根据近两年的历史数据，对燃煤的挥发份与锅炉效率之间的关系做如下分析：
相关:
煤质挥发份,锅炉效率
煤质挥发份和锅炉效率的Pearson相关系数=0.667
P值=0.001
根据上图及文字描述发现P值<0.05，煤种挥发份越接近设计煤种锅炉效率越高，具有比较强的正相关性。
目前我司锅炉燃煤全部是神华煤，煤质稳定，因此锅炉效率改善不再考虑燃煤煤质影响。
4）法的因素（运行方式、制度、措施等）：
根据机组300MW，环境温度相近的情况下，不同值别排烟温度数据，做成如下箱线图：
从上图发现，四值排烟温度比较低且波动小，进一步跟踪发现四值在机组升负荷时提前进行了锅炉全面吹灰工作，在机组长时间带满负荷时进行了受热面局部吹灰，维持了锅炉排烟温度在一个相对低稳定工况下运行；因此我们对锅炉吹灰系统运行方式进行了优化，规范了各值的吹灰操作。
5）环境因素（环境温度）
利用minitab工具对2009年月平均环境温度和锅炉效率数据进行相关性分析：
相关:
环境温度,锅炉效率
环境温度和锅炉效率的Pearson相关系数=-0.572
P值=0.052
根据上述描述发现P值>0.05,相关性不强，且环境温度无法改变，故不考虑此项因素改善。
5.4.3汽轮机效率低
环
1）人的因素：
根据不同值别运行员工同负荷率（70%）滑压运行时主汽参数（查滑压曲线应为14.1MPa）和汽轮机效率数据统计表（详见附表），做汽机效率、主汽压和值别箱线图（如下图）。
根据不同值别主汽压与汽轮机效率的箱线图分析，发现二值员工主汽压控制水平较高，波动小且汽轮机效率高；四值波动大，效率较低；反映其他值员工节能意识较差，执行滑压运行措施不到位；需定期组织相关人员分析滑压与汽轮机效率之间的关系，严格执行滑压指导卡，增强节能意识。
2）机的因素（设备）
通过汽轮机生产日报数据分析，发现汽轮机效率43.7左右，明显低于汽轮机投产时（45.13）的数据，专业组织河北电力研究院对汽轮机高、中压缸进行了效率试验，试验结果显示汽轮机高、中压缸效率和设计值偏差较大，中间过桥汽封漏流量大，汽封间隙超标（试验数据见下表）。
汽轮机高中压缸效率偏差表。
序号
名称
设计值（%）
修前值（%）
偏差（效率降低值）
备注
1
高压缸效率
84.85
80.12
4.73
汽轮机效率相比设计偏差较大。
2
中压缸
92.47
90.92
1.45
上图为我司汽轮机效率值，实际运行中发现汽轮机效率比设计值低1.62%，汽轮机效率每降低1%，影响发电煤耗降低7～8g/kwh，综合上述分析我司利用1号机组102C检修机会对汽封进行了改造。
3）料的因素（汽水、中水）
鉴于我司在计划检修中未发现汽轮机通流部分及汽水系统结垢现象，且汽水合格率较高（99%以上），故不考虑汽轮机效率的改善不考虑料的因素。
4）法的因素（运行方式、措施、制度）
根据机组负荷率相同，环境温度相近的情况下，不同值别背压和汽轮机效率数据统计，做如下箱线图：
从上图分析发现，四值汽轮机背压控制较好、波动小且汽轮机效率较高，其他值背压控制较差，且波动范围较大，主要原因是没有不同负荷下的最佳背压运行曲线。
5）环境因素
利用minitab工具对同负荷下机组供热比和汽轮机效率数据进行相关性分析，如下图：
相关:
供热比,汽轮机效率
供热比和汽轮机效率的Pearson相关系数=0.955
P值=0.004
根据上图分析同负荷下供热比越高，汽轮机效率越高；存在较强的正相关关系。
利用minitab工具对相近环境下机组不同负荷率和汽轮机效率数据进行相关性分析：
相关:
负荷率,机效
负荷率和机效的Pearson相关系数=0.986
P值=0.001
根据上述分析：
P值<0.05，负荷率和汽轮机效率存在着强相关性，因此提高机组负荷率是改善机组效率的重要手段。
5.5对策制定及实施
根据5.4中影响锅炉效率、汽轮机效率降低的要因分析，针对性的提出改善锅炉、汽机效率的对策，对策定位是通过分析项目权重，由易到难；秉承精益管理理念先通过运行调整、规范日常操作提高机组效率；然后优先实施投资小见效快的项目，再组织专业人员充分调研、立项，根据计划检修时间，合理安排项目实施（详见下表1）。
注：
表中绿色为已完成项，橙色为正在实施项，浅黄色为未实施项。
基本目的
手段（1次）
现状
问题点
改善对策
开始日期
结束日期
负责人
完成情况
降低发电煤耗
提高锅炉效率
运行中空预器漏风偏大
冷热端密封间隙大，密封片磨损
调整空预器运行间隙在合理范围内
2010年4月
2010年5月
张唯一
已完成
二次风道、烟道漏风
烟、风道存在漏点
对烟风道焊口、挡板门密封件进行处理，消除漏风
2010年9月
2010年10月
张唯一
已完成
锅炉炉内燃烧差
二次风配风不好，一次风带粉量不均匀
锅炉动力场试验，优化锅炉燃烧。
2010年10月
2010年12月
梁义生
孙文江
已完成
蒸汽温度运行中不易控制
运行中经常偏离规定温度
优化锅炉一、二级减温水以及再热器减温水自动
2010年5月
2011年4月
苑国栋
孙文江
措施编制完
炉膛水冷壁管存在吹损减薄现象，同时能保证受热面清洁运行。
检修时水冷壁换管量大换管，管壁减薄
优化吹灰参数及次数，减少炉膛受热面吹损，
2010年9月
2010年11月
梁义生
孙文江
已完成
石子煤量大，减少因石子煤量的外运，提高燃煤利用率；
精环磨损泄漏
磨煤机静环进行改造更换
2010年4月
2011年4月
梁义生
措施制定完
煤粉细度不合格，均匀性差
未按期进行磨煤机大修
定期进行磨煤机大修
2010年4月
2011年4月
张唯一
已完成
1A、1B空预器漏风大，多次检修效果不明显
设计不合理，密封片磨损
技术改造改变密封方式（采用豪顿华技术），
2011年4月
2011年4月
梁义生
方案编制中
目标
手段（1次）
要因
问题点
改善对策
开始日期
结束日期
负责人
完成情况
降低发电煤耗
提高汽轮机效率
水塔换热不好
填料结垢，配置不均匀
更换质量较好的填料、利用涡流技术改善送风
2011年4月1日
2011年5月30日
李晓忠
方案调研中
高中缸试验效率偏离设计值
机组未经首检，汽封间隙偏大；传统汽封密封方式差
更换布莱登汽封、蜂窝汽封及叶顶汽封
2010年4月22日
2010年5月22日
李晓忠
已完成
1号机组严密性试验不合格
小机汽封、缸面漏真空
查找真空漏点，提高真空
2010年4月22日
2010年5月22日
刘辉
已完成
胶球系统全年平均投入率低
冬季循环流速低，水塔填料破碎影响收球率
完善胶球系统运行方式
2010年4月22日
2010年9月
郑建明
已完成
高加端差大
高加水位控制不好，换热管水侧脏
完善高加经济运行方式
2010年4月22日
2010年10月
郑建明
已完成
未进行机组滑压运行优化
汽轮机运行不经济
进行机组滑压运行优化试验
2010年9月1日
2010年11月
郑建明
已完成
除氧器平均温度高
除氧水箱散热损失大
除氧间除氧器及其附属管道保温整改
2011年5月
2011年6月
刘辉
在103C中实施
汽轮机表面平均温度高
汽轮机表面散热损失大
对汽缸保温采用新工艺进行重新制作
2010年4月22日
2010年11月30日
刘辉
#2机组计划在202B检修中实施
2009年2台机组最大供热量550t/h
供暖面积未达到设计值
冬季机组供暖面积增加
2010年5月
2010年7月
郑云庆
已完成
5.6效果确认
在实施煤耗降低项目中，根据5.5中项目安排，每月的实施效果通过锅炉、汽机效率月度分解表和月度煤耗完成值可以直观的看到我司在降低发电煤耗精益管理过程中取得成绩。
5.6.1机组锅炉、汽机效率月度完成表（表示完成月度目标）
目标名称
目标值
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
汽机效率
47.26
目标
44.58
43.76
43.84
44.04
44.18
44.90
50.47
54.74
54.66
54.34
50.24
44.80
实际
44.80
44.30
43.88
44.40
44.69
45.32
48.50
54
颜色
锅炉效率
89.07
目标
89.50
89.17
89.00
88.61
88.60
88.85
89.00
89.10
89.10
89.50
89.40
89.00
实际
90.00
90.62
89.89
90.25
90.56
89.58
89.60
90
颜色
5.6.2机组月度煤耗完成表
月份
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
阶段性目标
313
320
320
320
319
313
278
256
256.4
256.7
278
313.2
当月实际
308
310
315.02
310
307
306.01
285.78
257.83
达成率%
102
103
101.6
103
104
102.3
97.27
99.3
评价
○
○
○
○
○
○
○
○
月度报告<评价:
○90%--100%△80%--90%以上×80%以下>
注：
我司月度发电煤耗达成率除11、12月份外均达到了100%以上，11月份扣除因热电比降低16.14%所影响煤耗12g/kwh，达成率101.5%；12月扣除因热电比降低6.81%所影响煤耗5.28g/kwh，达成率101.3%。
5.7标准化
在降低发电煤耗对策实施过程中，编制实施了如下措施和技改方案。
序号
措施名称
1
机组滑压运行优化措施
2
高加运行优化调整措施
3
真空泵运行优化措施
4
胶球系统运行优化调整措施
5
锅炉吹灰系统运行优化措施
6
锅炉燃烧调整优化措施
7
制粉系统运行优化调整措施
8
汽轮机汽封技术改造方案
9
水塔虹吸帽改造方案
10
7、8低加疏水实施自流技术改造
……
5.8后续展望
发电煤耗SDA小组目前取得了阶段性的成果，在后续的工作中继续实施已制定的对策，仍需利用科学的思维工具进行诊断分析，寻找新的改善项目。
下一步实施的对策：
5.8.12011年利用机组检修机会对1号炉空预器密封进行技术改造；
5.8.2利用机组检修机会对2号机组汽封改造；
5.8.3利用检修机会对1、2号机组疏水阀门内漏治理；
5.8.4水塔填料实施技术改造；
5.8.5运行优化措施根据实施过程中的及时纠偏、持续完善。
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