系統現狀和節(jié)能原因 　　 華能珞璜電廠四臺360MW單元機組是由法國STEIN公司制造的亞臨界、中間再熱、強制循環(huán)、雙拱爐膛、固態(tài)排渣、W型火焰、燃燒無煙煤汽包鍋爐；汽輪機是由法國STG公司制造的亞臨界參數、中間再熱、單軸、三缸雙排汽、四低加、二高加、一除氧沖動凝汽式汽輪機組；發(fā)電機是由法國STG公司制造的水-氫-氫360MW發(fā)電機。 在同等負荷需求下，節(jié)約能源將極大的降低發(fā)電廠的供電成本，同時降低設備的損耗，延長設備運行壽命，創(chuàng)造經濟效益。同時，隨著“廠網分開，競價上網”的逐步實施，節(jié)能降耗，為電廠的電價提供了極大的競爭力。電廠策劃人員分析華能珞璜電廠360MW機組的節(jié)能因素，主要集中在以下幾個方面：1、鍋爐空預器漏風率問題。珞璜電廠容殼式三分倉空預器漏風率一直偏高，為15％左右，降低空預器漏風率，對提高鍋爐熱效率，降低能源消耗幫助最大。2、降低廠用電率也是節(jié)約能源的一個重要方面。電廠策劃人員通過系統統計和分析發(fā)現，控制系統的控制策略存在缺陷，在機組低負荷下，系統必須運行兩臺電動給水泵的設計增加了廠用電的消耗，同時兩臺循環(huán)水泵也需要同時運行，以保證供水的穩(wěn)定，不必要的增加了電廠的廠用電。電廠人員在充分了解機組輔機性能的情況下，綜合考慮了設備的安全性，經濟性，合理性后，提出了可行的節(jié)能方案和技術措施。采用在低負荷下，通過鍋爐給水系統使用單臺電動給水泵運行方式，以及增加循環(huán)水泵聯鎖運行方式來實現，機組的低負荷穩(wěn)定運行，并節(jié)約設備的消耗，減少電廠廠用電的節(jié)能功能。 1. 系統分析及方案實施 1.1. 三分倉空預器漏風問題 從國內對空預器的漏風系數與鍋爐效率的影響關系看，鍋爐空預器熱端漏風系數每變化0.01個百分點，鍋爐效率變化為0.024個百分點；空預器冷端漏風系數每變化0.01個百分點，鍋爐效率變化量為0.0065個百分點。因此鍋爐空預器的漏風直接影響到鍋爐的效率變化，空預器漏風對鍋爐效率的影響程度依次為，空預器熱端最大，空預器冷端次之[1]。 華能珞璜電廠鍋爐采用容克式三分倉空預器，一期工程兩臺360MW機組的空預器密封控制系統在引進時采用的是機械探針式的密封控制方式。實際密封效果不很理想，在空預器密封控制系統不投入的情況下，機組滿負荷時，空預器漏風率最大要達到18％左右，極大的提高了發(fā)電成本。 2002年及2004年，華能珞璜電廠分別在＃1機組和＃2機組上投入新型的空預器密封控制系統，采用的是耐高溫腐蝕和磁感應線圈的方式來測量密封擋板和轉子的間隙，并根據閉環(huán)動態(tài)的跟蹤密封擋板和轉子之間的距離來調節(jié)的方案，保證密封擋板和轉子之間的密封間歇不大于3mm，并輔助以電機過電流調節(jié)，極大的降低了空預器的熱漏風，在密封擋板改造后的空預器漏風測試中，將空預器的漏風率從平均的15％左右，降低到9.5％左右，直接降低能源的消耗，降低了機組發(fā)電煤耗，提高了機組的經濟性。 1.2. 給水泵單泵運行及相關燃燒系統優(yōu)化 華能珞璜電廠汽包水位調節(jié)系統包括三臺電動給水泵，汽包，一個主給水調門和一臺旁路給水調門等等主要設備。華能珞璜電廠的鍋爐汽包給水的閉環(huán)調節(jié)控制采用機組啟，停，運行過程的分段控制，在機組啟動過程中，采用給水旁路啟動供水，在機組運行中采用主給水回路供水運行。在機組啟動時，汽包給水采用旁路給水調門單沖量控制，在蒸汽流量達到第一定值后，切換為旁路給水調門三沖量控制，在蒸汽流量達到第二定值后，如果機組的運行參數達到設定參數，旁路給水切換為主給水供水，并采用三沖量調節(jié)。在機組低負荷運行中，如果機組給水泵單泵運行，設備存在給水回路主從回路切換頻繁的問題，給水泵汽蝕保護出現的問題，汽包給水受限的問題，同時，在鍋爐負荷返航系統中，出現負荷返航指令，從而引起鍋爐燃燒不穩(wěn)定，需投油助燃等等問題。 1.2.1. 汽包水位調節(jié)系統控制分析 在實施單臺電動給水泵運行，進行汽包水位調節(jié)方式節(jié)能時，影響給水調節(jié)的因素有以下幾點： 1． 單臺電動給水泵的性能參數 首先，電動給水泵的技術參數滿足機組負荷的給水要求，華能珞璜電廠的電動給水泵設計容量較大，滿足機組負荷220MW以下的鍋爐汽包供水。為節(jié)能方案的實施提供了可能。 珞璜電廠電動給水泵的技術參數如下： 2． 電動給水泵的汽蝕保護和給水調節(jié)的主從旁路切換 在華能珞璜電廠機組負荷變化過程中，給水調節(jié)將在主從給水回路之間切換，切換條件包括：蒸汽流量大于25%滿負荷蒸汽流量，給水母管壓力與汽包壓力之差大于20Mpa,給水主電動門開啟。在單臺給水泵運行的方式下時，機組給水調節(jié)系統中，設計有電動給水泵的“汽蝕”保護功能，即給水泵單泵給水流量和給水壓力存在一定的曲線比例參數，以保證給水泵不受汽蝕的影響。在給水泵單泵運行下，在蒸汽流量在400T/H到660T/H時，由于給水泵單泵運行，給水泵單泵給水流量較大，給水調門在汽蝕保護作用下，將保持一定的開度，不會隨鍋爐負荷的增加而開大，這時，為了保證汽包的給水，給水母管壓力將波動變化，從而使給水調門前后壓差變化較大，而給水調節(jié)門前后壓差為給水主電動門開關條件，因此導致給水主電動門自動開關動作頻繁，引起給水旁路和主路切換頻繁，影響機組安全。 [align=center]圖1：汽蝕保護原理簡圖在 Figure 1: principle for anti-cavitation protection[/align] 我們在設計允許的條件下，調整部分的函數比例曲線，即在給水泵汽蝕保護簡圖中，通過計算，調整對應的F（X）函數整定曲線，給水泵單泵流量較大時，給水壓力的設定減小，以保證給水調門的開度能隨著鍋爐負荷的變化而變化，以減少給水調門壓差的變化，減少給水調門的波動，防止了給水主從回路的不正常切換。在節(jié)能措施投運后，單臺給水泵運行下，給水系統調節(jié)性能良好，主從給水調門工作正常，電動給水泵汽蝕現象不存在，設備動作正常。 1.2.2. 負荷返航控制系統和燃燒系統控制系統分析和優(yōu)化 華能珞璜電廠的一臺機組的燃燒系統有18臺9組給粉機，在鍋爐爐膛雙側布置，W型火焰。在只有一臺給水泵運行時，按照控制系統的控制策略，設計有負荷返航60%保護，總燃料給定也設定在一個較小的值，燃燒系統A，I組給粉機也要退出運行。因此在給水泵單泵運行的條件下，由于總燃料給定的限制,鍋爐的負荷最大出力限制在蒸汽流量500T/H左右，機組負荷限制在180MW。在給水系統兩臺給水泵投入運行后，燃燒系統才允許機組正常帶高負荷運行。由于華能珞璜電廠的電動給水泵設計容量較大，設計流量為706.48m3/h，在單泵運行時，能帶較高的負荷進行機組的給水調節(jié)，因此存在較大的調整空間。綜合分析機組性能的情況和實際試驗的情況分析，認為鍋爐蒸汽流量660T/H可以作為確定鍋爐負荷返航的一個重要判據，對單臺給水泵運行的負荷返航進行分段控制，即在機組鍋爐蒸汽流量在660T/H以下時，單臺給水泵能滿足鍋爐的給水調節(jié)的需求及保證鍋爐運行的安全，不需要負荷返航的保護，同時燃燒系統的A,I給粉機可以投入運行，以保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，在機組鍋爐蒸汽流量在660T/H以上時，單臺給水泵不能滿足鍋爐的給水調節(jié)的需求及保證鍋爐運行的安全，需要投入負荷返航的保護。同時分析相應的總燃料量的給定曲線，確定了相應的負荷返航的總燃料的給定值。從而使機組給水泵單泵運行的最大負荷從最大限制的180MW變?yōu)榭梢赃_到220MW，從而保證了機組啟停全程控制的安全性和廠用電的節(jié)能可行性。 [align=center]圖2：負荷返航控制程序原理圖在 Figure 2: manipulative principle of run back[/align] 1.2.3. 循環(huán)水系統控制系統分析 在機組輔機的控制策略中，設計在負荷180MW以上時，使用兩臺循環(huán)水泵同時運行，以保證凝結器的供水，因此兩臺循環(huán)水泵沒有設計聯鎖功能。在機組帶低負荷運行時，凝結器給水需求相對較小，單臺循環(huán)水泵供水出力可以滿足機組的需要，但如果循環(huán)水泵沒有聯鎖功能，在運行的循環(huán)水泵故障時，備用循環(huán)水泵不會自動啟動，降低了機組設備的自動聯鎖性能，如果操作人員沒有及時的啟動備用泵的話，將影響機組的安全。因此，我們設計對循環(huán)水泵增加聯鎖保護功能 ，保證機組循環(huán)水泵單臺運行的安全性,實際應用效果良好。 2. 經濟效益分析 　　 華能珞璜電廠分別在2002年、2004年投入＃1機組和＃2機組的空預器密封控制系統，鍋爐空預器的漏風率下降明顯，漏風率平均從投入前的15％下降到9.5％左右。極大的節(jié)約了能源，明顯提高了的鍋爐效率。 2000年，廠用電節(jié)能改造前，珞璜電廠機組的廠用電率平均在9.5%左右。2000年7月起，投入了一期二臺360MW機組的相關的改造項目，低負荷下單臺給水泵運行，循環(huán)水泵聯鎖功能投入等等節(jié)能項目，2001年全年，電廠廠用電率平均為8.5 %比改造前下降近1%（見珞璜電廠節(jié)能項目實施前后廠用電率統計圖），在2002年，節(jié)能項目全部投入后，廠用電率再降0.8%，達到平均廠用電率降低為7.5%。以珞璜電廠2001年全年發(fā)電量48.96億度計算，全年節(jié)約廠用電近5200萬度，折合人民幣近500萬元，并且，機組在低負荷時，機組給水泵雙泵運行切換為單泵運行,降低了設備的損耗，提高了設備的等效可用系數。同時在機組低負荷下，優(yōu)化了燃煤的鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，降低了燃油的使用，降低了供電成本，提高了電廠的市場競爭力。尤其值得一提的是，以上產生的經濟效益，均是在沒有設備和資金投入的情況下取得的?？梢哉f是以零成本，創(chuàng)造極大的經濟效益。 [align=center]圖3：華能珞璜電廠廠用電率統計在 Figure 3: Statistics for efficiency of house load in HIPDCCQ[/align] 3. 節(jié)能實踐結論 　　 隨著“廠網分開，競價上網”的進一步落實，要求電廠機組的性能必須有較高的運行水平和生產指標，才能在市場經濟中有競爭力。華能珞璜電廠節(jié)能實踐中，結合機組設備的實際情況，通過設備整治和更改，降低空預器的漏風率，提高鍋爐效率，并采用改變主要輔機在特定工況下的運行方式，即，低負荷下給水泵單泵運行和循環(huán)水泵聯鎖運行的手段，挖掘設備潛力，通過對系統控制策略的優(yōu)化，達到了降低電廠廠用電的節(jié)能目的，降低了設備的損耗，產生了較好的經濟效益，同時極大的降低了供電成本，使電廠在市場經濟中更具競爭力。