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華能德州電廠6號(hào)機(jī)組（660 MW）是山東電網(wǎng)單機(jī)容量最大的2臺(tái)火力發(fā)電機(jī)組之一，鍋爐由德國巴布考克（BABCOCK）公司制造，為亞臨界參數(shù)自然循環(huán)汽包爐，制粉系統(tǒng)配備6臺(tái)BABCOCK公司制造的雙進(jìn)雙出、正壓直吹筒式鋼球磨煤機(jī)；于2002年10月13日完成168h連續(xù)滿負(fù)荷試運(yùn)行后投入生產(chǎn)。華能德州電廠6號(hào)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電初期，單機(jī)綜合廠用電率(包含外圍除灰、化學(xué)、輸煤系統(tǒng)廠用電)經(jīng)常在5.8％以上，華能德州電廠在深挖節(jié)電潛力，降低6號(hào)機(jī)組廠用電率方面采取了一系列措施。
1 機(jī)組節(jié)電潛力分析
廠用電主要消耗在經(jīng)常連續(xù)運(yùn)行的鍋爐及汽機(jī)系統(tǒng)的6 kV輔機(jī)上，風(fēng)煙、制粉、循環(huán)水三大輔助系統(tǒng)的設(shè)備用電量占全部廠用電量的70%～75％左右［1］，因此，深挖高壓輔機(jī)節(jié)電潛力，減少風(fēng)煙、制粉、循環(huán)水三大系統(tǒng)輔機(jī)耗電量，是降低機(jī)組廠用電率的關(guān)鍵［2］。
1.1制粉系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)的節(jié)電潛力分析
(1) 6號(hào)機(jī)組一次風(fēng)機(jī)為入口靜葉調(diào)節(jié)離心式風(fēng)機(jī)，依靠風(fēng)機(jī)入口擋板調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)出力，一次風(fēng)壓跟蹤鍋爐負(fù)荷變化。由于一次風(fēng)壓設(shè)計(jì)值偏高，且風(fēng)壓隨機(jī)組負(fù)荷變化小，當(dāng)機(jī)組在400～500 MW低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)(鍋爐不投油穩(wěn)燃負(fù)荷為400 MW)。低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，一次風(fēng)壓仍維持較高水平（9.0 kPa左右），使磨煤機(jī)攜帶風(fēng)調(diào)節(jié)擋板節(jié)流損失增大，一次風(fēng)機(jī)電耗增加。針對(duì)這個(gè)問題，華能德州電廠修正了DCS內(nèi)部一次風(fēng)壓曲線，增加了運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定風(fēng)壓模塊，在機(jī)組負(fù)荷為550～660 MW之間時(shí)，維持一次風(fēng)壓為9.0～10.0 kPa，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降至400～450 MW時(shí)，適當(dāng)降低一次風(fēng)壓至7.5～8.0 kPa，使低負(fù)荷期間磨煤機(jī)攜帶風(fēng)調(diào)節(jié)板開度增大，減少了磨煤機(jī)攜帶風(fēng)電動(dòng)調(diào)節(jié)擋板的節(jié)流損失。
(2) 由于空預(yù)器漏風(fēng)率較大，漏風(fēng)損失造成風(fēng)機(jī)電耗增大，同時(shí)，由于空預(yù)器積灰較為嚴(yán)重，造成部分蓄熱片腐蝕，致使機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)空預(yù)器煙側(cè)壓差高達(dá)2.4～2.5 kPa，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值1.2 kPa，導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)電耗增大。對(duì)此，在機(jī)組檢修期間，將空預(yù)器密封裝置更換為可調(diào)式密封，并更換了已腐蝕損壞的蓄熱片，降低了空預(yù)器漏風(fēng)率，減少了風(fēng)煙阻力；同時(shí)，為了避免空預(yù)器低溫腐蝕，損壞蓄熱片，運(yùn)行時(shí)需根據(jù)環(huán)境溫度變化及時(shí)投入暖風(fēng)器，將空預(yù)器蒸汽吹灰替換為乙炔脈沖吹灰裝置，優(yōu)化了吹灰運(yùn)行方式，使空預(yù)器積灰得到控制，煙側(cè)壓差可以維持在1.2 kPa以下，降低了風(fēng)機(jī)電耗。
(3) 機(jī)組投產(chǎn)初期磨煤機(jī)故障率較高，磨煤機(jī)切換次數(shù)較多，啟停頻繁。因磨煤機(jī)啟、停邏輯設(shè)計(jì)繁瑣，從而延長(zhǎng)了切換2臺(tái)磨煤機(jī)并列運(yùn)行的時(shí)間，增加了磨煤機(jī)的空載電耗。通過改良檢修工藝，降低了磨煤機(jī)故障率，減少了磨煤機(jī)消缺切換次數(shù)；修改簡(jiǎn)化了磨煤機(jī)啟、停步驟，刪除了一些不必要的步驟，將磨煤機(jī)啟動(dòng)、停止時(shí)間由原30 min縮短為15 min左右。
(4) 6號(hào)爐磨煤機(jī)為雙進(jìn)雙出鋼球磨，由于鍋爐實(shí)際燃用煤種與設(shè)計(jì)煤種有差別，鋼球?qū)嶋H磨損率與供貨廠家提供的鋼球添加公式存在較大誤差，致使投產(chǎn)初期需補(bǔ)充鋼球數(shù)量偏多，磨煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行功率上升，增大了廠用電量。經(jīng)不斷摸索積累經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行人員調(diào)整了磨煤機(jī)充球頻率，通過合理計(jì)劃對(duì)磨煤機(jī)補(bǔ)充鋼球，在保證磨煤機(jī)出力的情況下，使磨煤機(jī)平均運(yùn)行功率由原來1 430 kW降低到1 370 kW左右。
(5) 磨煤機(jī)油站邏輯設(shè)計(jì)不盡合理，原設(shè)計(jì)磨煤機(jī)頂瓦油壓低時(shí)，無延時(shí)跳磨煤機(jī)；頂瓦油泵出口濾網(wǎng)堵塞無法實(shí)現(xiàn)在線清理。磨煤機(jī)跳閘不僅使鍋爐燃燒不穩(wěn)定，同時(shí)也增加了磨煤機(jī)切換次數(shù)，使電耗增加。經(jīng)過多次攻關(guān)試驗(yàn)和分析論證，我們將磨煤機(jī)頂瓦油系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，將磨煤機(jī)頂瓦油壓低跳磨煤機(jī)增加了50 min延時(shí)，實(shí)現(xiàn)了頂瓦油泵出口濾網(wǎng)堵塞在線清理，進(jìn)一步減少了磨煤機(jī)切換次數(shù)，同時(shí)保證了鍋爐燃燒穩(wěn)定。
(6) 合理安排磨煤機(jī)組合運(yùn)行方式，正常情況下，6號(hào)機(jī)組4臺(tái)磨煤機(jī)組合可以帶550 MW負(fù)荷，5臺(tái)磨煤機(jī)組合可以帶660 MW額定負(fù)荷，如果機(jī)組負(fù)荷曲線在550～580 MW之間時(shí)，第5臺(tái)磨煤機(jī)出力不足額定出力的30％，運(yùn)行很不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)5、6號(hào)機(jī)組均運(yùn)行在不經(jīng)濟(jì)負(fù)荷時(shí)，運(yùn)行人員及時(shí)與值長(zhǎng)溝通，請(qǐng)示調(diào)度，合理調(diào)整5、6號(hào)機(jī)組負(fù)荷曲線，使啟動(dòng)第5臺(tái)磨煤機(jī)的機(jī)組盡量多帶負(fù)荷，節(jié)省廠用電消耗。
(7) 6號(hào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)為定速、電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸流式動(dòng)葉可調(diào)送風(fēng)機(jī)，由于DCS內(nèi)部原設(shè)計(jì)二次風(fēng)壓偏高，低負(fù)荷時(shí)二次風(fēng)擋板節(jié)流較大，增加了送風(fēng)機(jī)電耗。對(duì)此，結(jié)合鍋爐燃燒情況，我們將各二次風(fēng)口手動(dòng)調(diào)節(jié)擋板由原50％開度增大到80％～100％。同時(shí)修正了DCS內(nèi)部二次風(fēng)壓曲線，將滿負(fù)荷（660 MW）時(shí)，二次風(fēng)壓從2.5 kPa降為1.85 kPa，使運(yùn)行中二次風(fēng)電動(dòng)擋板開度增大，減少了擋板節(jié)流帶來的廠用電損耗。
1.2循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)電潛力分析及節(jié)電措施
(1) 華能德州電廠6號(hào)機(jī)組設(shè)有定速運(yùn)行循環(huán)水泵3臺(tái)，正常運(yùn)行采取2運(yùn)1備的運(yùn)行方式，為降低循環(huán)水泵電耗，經(jīng)過論證，在環(huán)境溫度較低的冬季，運(yùn)行1臺(tái)循泵就可以滿足凝汽器冷卻水和真空的要求，降低了廠用電消耗。
(2) 投產(chǎn)初期膠球清洗收球不正常，經(jīng)常收不到球，為回收膠球不得不開啟第3臺(tái)循泵提高循環(huán)水壓力。經(jīng)對(duì)膠球清洗系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整，選擇規(guī)格合適的膠球，將膠球泵收球時(shí)間由1 h延長(zhǎng)到3～5 h，實(shí)現(xiàn)了膠球清洗運(yùn)行正常，收球時(shí)不再開啟第3臺(tái)循環(huán)水泵，避免了因收球帶來的循環(huán)水廠用電損失。
(3) 機(jī)組停止后，由于循環(huán)水系統(tǒng)需經(jīng)開式水系統(tǒng)向主機(jī)潤(rùn)滑油、空壓機(jī)提供冷卻水源，導(dǎo)致循環(huán)水泵、開式水泵少用戶運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)，使廠用電增加，對(duì)此，為主機(jī)潤(rùn)滑油增加了一路工業(yè)水源作為備用，停機(jī)后主機(jī)潤(rùn)滑油冷卻水切至工業(yè)水，空壓機(jī)冷卻水切至鄰機(jī)供給，使循環(huán)水泵無用戶后可以得到及時(shí)停運(yùn)。
1.3運(yùn)行管理及設(shè)備運(yùn)行方式
1.3.1 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)輔助系統(tǒng)的節(jié)電措施
(1) 合理調(diào)整真空泵運(yùn)行方式，根據(jù)6號(hào)機(jī)組汽機(jī)真空嚴(yán)密性較好和真空泵出力較大的實(shí)際情況，將真空泵運(yùn)行方式由2臺(tái)泵運(yùn)行、1臺(tái)泵備用改為1臺(tái)真空泵運(yùn)行、2臺(tái)真空泵備有 。
(2) 磨煤機(jī)停運(yùn)后即停止出口分離器電機(jī)運(yùn)行。
(3) 磨煤機(jī)啟動(dòng)后即停止磨頂軸油泵運(yùn)行。
(4) 除渣溢流水池溢流水泵由連續(xù)運(yùn)行調(diào)整為間斷運(yùn)行，當(dāng)溢流池水位高或灰水制漿時(shí)再開啟溢流水泵運(yùn)行。使溢流水泵運(yùn)行時(shí)間由原來每天24 h縮短到2～3 h。
(5) 機(jī)組低負(fù)荷時(shí)，控制氧量不超過6.0％，避免過量空氣系數(shù)過大，進(jìn)一步減少風(fēng)機(jī)電耗。
(6) 凝汽器補(bǔ)水方式由凝輸泵補(bǔ)水改由依靠凝汽器真空虹吸補(bǔ)水，機(jī)組正常運(yùn)行期間凝輸泵停運(yùn)，使凝輸泵用電大幅降低。
1.3.2 停機(jī)后的節(jié)電措施
機(jī)組停運(yùn)過程中及停運(yùn)后，由于平均負(fù)荷低，甚至不帶負(fù)荷，輔機(jī)系統(tǒng)相對(duì)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，必然增大機(jī)組廠用電率，因此，合理安排停機(jī)過程中輔機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行方式，輔機(jī)達(dá)到停運(yùn)條件時(shí)及時(shí)停運(yùn)，盡量縮短輔機(jī)運(yùn)行時(shí)間，也是降低廠用電率的有效措施。
2 有待挖掘的節(jié)電潛力
火力發(fā)電廠節(jié)電主要應(yīng)在加強(qiáng)運(yùn)行管理和設(shè)備改造等方面采取措施，由于設(shè)備改造需要工期長(zhǎng)，投資大，很多需要在機(jī)組停機(jī)檢修期間完成，而部分設(shè)備運(yùn)行方式的變更也需要科學(xué)論證后，才可以實(shí)施。目前，華能德州電廠6號(hào)機(jī)組仍舊存在一些節(jié)電潛力，有待論證后，利用適當(dāng)?shù)臋C(jī)會(huì)改造設(shè)備，調(diào)整運(yùn)行方式后實(shí)現(xiàn)。
(1) 根據(jù)6號(hào)爐制粉系統(tǒng)現(xiàn)狀，3臺(tái)磨煤機(jī)就可以帶450 MW負(fù)荷，但由于鍋爐始終存在較嚴(yán)重的結(jié)焦問題，低負(fù)荷下，鍋爐落焦可能造成燃燒不穩(wěn)定，出于機(jī)組運(yùn)行安全考慮，機(jī)組在400 MW負(fù)荷下仍采用4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行組合，增加了低負(fù)荷下制粉電耗。在完全控制或消除鍋爐結(jié)焦問題后，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷小于450 MW時(shí)，可以嘗試3臺(tái)磨煤機(jī)組合運(yùn)行，進(jìn)一步節(jié)約了制粉系統(tǒng)廠用電量。
(2) 目前，磨煤機(jī)可以實(shí)現(xiàn)單側(cè)給煤機(jī)運(yùn)行，當(dāng)一側(cè)給煤機(jī)或下煤管道發(fā)生缺陷后，可以不停運(yùn)磨煤機(jī)，實(shí)現(xiàn)給煤機(jī)單側(cè)運(yùn)行，但是當(dāng)一側(cè)給粉管路或一側(cè)分離器故障時(shí)，仍需要停磨煤機(jī)對(duì)分離器進(jìn)行檢修，按設(shè)計(jì)單側(cè)分離器（出粉管）運(yùn)行是允許的，建議生產(chǎn)部門試驗(yàn)論證，做好單側(cè)分離器運(yùn)行調(diào)試，減少因單側(cè)粉管路缺陷造成的磨煤機(jī)切換。
(3) 引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)為恒速運(yùn)行離心式風(fēng)機(jī)，機(jī)組帶滿負(fù)荷時(shí)，風(fēng)機(jī)靜葉開度僅為60％左右，對(duì)于電網(wǎng)調(diào)峰機(jī)組來說，風(fēng)機(jī)效率低，電耗偏大，尤其在低負(fù)荷時(shí)，電耗損失更大，因此，可以考慮將風(fēng)機(jī)傳動(dòng)裝置改用高壓變頻電機(jī)，以節(jié)約廠用電。
(4) 機(jī)組的廠用電率與機(jī)組負(fù)荷關(guān)系密切，如果機(jī)組平均負(fù)荷高，廠用電率將明顯降低，6號(hào)機(jī)組主、輔機(jī)設(shè)計(jì)裕量均偏大，目前，6號(hào)機(jī)組已經(jīng)進(jìn)行了720 MW穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行試驗(yàn)，計(jì)劃申請(qǐng)修改機(jī)組容量。
(5) 循環(huán)水泵電機(jī)單速改雙速，在環(huán)境溫度低時(shí)，采用低速運(yùn)行，此改造投資較小，易于實(shí)現(xiàn)，可以節(jié)約較多廠用電。
(6) 目前，6號(hào)機(jī)組共布置400 V檢修變壓器2臺(tái)（汽機(jī)檢修變和鍋爐檢修變），機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，這2個(gè)變壓器基本不帶負(fù)荷，變壓器空載損耗增加了廠用電消耗，我們可以嘗試在兩檢修段之間設(shè)計(jì)一合適容量的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)停運(yùn)1臺(tái)檢修變，實(shí)現(xiàn)變壓器冷備用，減少了熱備用變壓器的空載損耗。另外，5、6號(hào)機(jī)組的化水變，循水變同樣可以經(jīng)適當(dāng)改造，實(shí)現(xiàn)同類型變壓器一運(yùn)一備，定期切換，達(dá)到變壓器冷備用，降低空載損耗的目的。按變壓器平均空載損耗3％計(jì)算，實(shí)現(xiàn)冷備用后，僅檢修變每年就可節(jié)電131 400 kW·h。
2003、2004年同期6號(hào)機(jī)組部分指標(biāo)比較值見表1。2003、2004年部分月份6號(hào)機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)值見表2。
表1 2003、2004年同期6號(hào)機(jī)組部分指標(biāo)比較統(tǒng)計(jì)
發(fā)電量/ kW·h 廠用電量/萬kW·h 運(yùn)行時(shí)間/h 負(fù)荷率/％ 綜合廠用電率/％
2003年1～10月 258215.615 4525 227 74.8 5.98
2004年1～10月 318 271.5 17 839 6 516 74.0 5.61
表2 2003、2004年部分月份6號(hào)機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
2003年8月 2004年1月 2004年10月
制粉、風(fēng)煙、循環(huán)水三大系統(tǒng)電耗率/％ 4.43 3.91 3.77
綜合廠用電率/％ 5.98 5.74 5.22
由表1、表2可看出，在同等負(fù)荷條件下，采取各項(xiàng)節(jié)電措施后，2004年1～10月6號(hào)機(jī)組綜合廠用電率與去年同期比較明顯下降，三大系統(tǒng)耗電率、綜合廠用電率呈降低趨勢(shì)，節(jié)電降耗效果顯著。
3 參考文獻(xiàn)
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［2］劉玉寧.電廠廠用電率及其對(duì)策.東方電氣評(píng)論，2002，（9）：158～159.
