火电厂节能评估技术

TPRI2020/2/211火力发电厂节能评估技术于新颖西安热工研究院2008年10月TPRI2020/2/212主要内容1.火电厂节能评估的基本要求2.火电厂主要经济性指标3.影响火电厂经济性的因素4.节能评估理论基础5.能耗诊断与节能评估实例6.火电厂节能评估工作导则7.火力发电厂节能评价体系8.火力发电厂节能管理系统TPRI2020/2/213全国电力现状与主要性能指标节能评估的基本要求一、火电厂节能评估的基本要求TPRI2020/2/2142007年，全国发电企业供电煤耗为356克／千瓦时，生产厂用电率为6.62%，全国输电线损为6.85%。日本东京电力公司1999年的供电煤耗为320g/kWh,厂用电率为4%；法国电力公司1999年的供电煤耗为331.6g/kWh,厂用电率为4.47%；德国巴伐利亚电力公司1999年的供电煤耗为332.1g/kWh,厂用电率为5.42%（含脱硫装置用电）。美国、日本和德国2000年的电网综合线损率分别为6.0%、3.89%、4.6%，意大利EVEL2004年的综合线损率为3.0%。能耗水平与发达国家的差距1.1全国电力现状与主要性能指标TPRI1中国电力现状与研究背景ChinaPowerStatusandBackpround名称item20032004200520062007总装机容量TotalCapacity391408442387517185623698718216火电装机容量Coal-firedpower289771329480391376483822556074水电装机容量hydropower94896105242117388130292148232核电和风电Nuclear/windpower63647014701470148850中国发电设备容量（MW）PowerEquipmentCapacityofChina(MW)TPRI截至2007年底，已投运500MW以上机组240台，总容量148730MW,占全国火电总量的26.75%。Uptoendof2007operated500MWunitsandoverare240set,TotalCapacityis148730MW,itis26.75%ofchinacoalpower.截至2008年8月，1000MW超超临界机组,已投运10台，拟建、在建项目50个，机组超过100台。Uptoendof2008.08operated1000MWsupercriticalunitsare10set,planedandconstructing1000MWsupercriticalpowerplantareabout50and100units.现状/背景•StatusandBackproundTPRI2020/2/217名称2006年2007年新增总装机容量（万千瓦）10481.5(13.5%)10009(14.36%)新增火电装机容量（万千瓦）9267.4(23.7%)8158.35(14.59%)新增水电装机容量（万千瓦）1118.2(9.5%)1306.5(11.49%)新增核电和风电（万千瓦）95.9544.152006年、2007年新增装机容量TPRI2020/2/218截至2007年底，投运超超临界1000MW机组7台;超超临界600MW机组4台；超临界600MW机组约80台；600MW空冷机组约40台。2007年关停小机组1438万千瓦，新增脱硫机组容量11000万千瓦，脱硫机组容量达27000万千瓦。预计2008年，新增装机容量9000万千瓦，关停小机组容量1300万千瓦。未来3～5年，预计投运1000MW超超临界机组50台，600MW级超临界和超超临界机组约200台，600MW级空冷机组约60台。2007年全国电源结构TPRI2020/2/219火电机组2003～2007年主要运行指标▲统计口径为100MW及以上机组。项目20032004200520062007利用小时（h）57605991586556125344发电厂用电率（%）6.856.806.766.62供电煤耗（g/kWh）380376370367356等效可用系数（%）91.1591.7092.3492.8192.93非计划停运次数2.392.101.741.281.02非计划停运小时（h）113.0296.0979.2166.6948.00计划停运小时（h）642.17613.33572.58551.1561.72等效强迫停运率（%）1.371.140.950.750.66TPRI2020/2/2110类别统计台数供电煤耗（g/kWh）厂用电率（%）发电综合水耗（m3/MWh）全国平均值339337.15.671.71国产机组293338.85.781.78进口机组46326.54.961.15空冷机组10357.18.250.39W火焰机组34339.75.381.8全国30万千瓦等级火电机组竞赛数据（2007年度）▲国产机组最优煤耗309.07g/kWh，进口机组最优煤耗304.29g/kWh。TPRI2020/2/2111全国60万千瓦等级火电机组竞赛数据（2007年）▲截至2007年底全国投运60万千万等级机组共232台。类别统计台数供电煤耗（g/kWh）厂用电率（%）平均最优平均最优900MW2299.81297.843.353.16800MW2328.443280144.854.76670-700MW5322.25315.535.114.89600-660MW其中：超临界亚临界115323.35303.555.313.1345315.86303.555.053.13703280163165.484.02500MW8332.85323.365.334.8TPRI2020/2/21122007年五大发电集团及国家电网基本情况指标单位华能大唐华电国电中电投国网公司装机容量万千瓦7157.646482.346302.416006.024299.752448.05供电煤耗克/千瓦时337.37342.94347.11348357.7352.04同比增减克/千瓦时-7.74-6.94-8.71-7.5-5.56-1.1厂用电率%5.885.686.156.236.145.04同比增减百分点-0.03-0.13-0.20.02-0.05利用小时小时536053794738527850093511本年净增发电能力万千瓦1439.151076.391289.41560.77754.44-818.45TPRI2020/2/2113指标单位华能大唐华电国电中电投国网公司装机容量万千瓦5718.55003.114444.55405.953521.413092.1发电量亿千瓦时2820.351995.1122572516.211725.191128.73供电煤耗克/千瓦时344.87356.28355.5349.87364.08353.27同比增减克/千瓦时-0.88-6.78-5.5-7.64-2.87-1.94厂用电率%5.916.46.35.816.065.03同比增减百分点0.12-0.04-0.1-0.12-0.070.2利用小时小时5870481856495290531136462006年五大发电集团及国家电网基本情况TPRI2020/2/2114344.87356.28355.5349.87364.08353.27337.37342.94347.11348357.7352.04320325330335340345350355360365370华能大唐华电国电中电投国网公司20062007电力公司供电煤耗比较TPRI2020/2/21155.916.46.35.816.065.035.885.686.156.236.145.0401234567华能大唐华电国电中电投国网公司20062007电力公司常用电率比较TPRI2020/2/21161.2节能评估的基本要求火电厂节能评估的目的：为了实现火电厂节能减排，首先必须对电厂的能耗水平进行诊断、评估，找出影响能耗的主要因素，分析节能潜力，然后提出节能降耗的措施，分步实施或者技术改造，最终达到节能减排的目的。TPRI2020/2/2117评估范围：机组主要运行参数、汽轮机热耗、汽轮机缸效率、汽轮机抽汽回热系统、冷端系统、锅炉效率、三大风机运行状况、磨煤机、烟风系统、烟尘排放、燃煤品质、主要辅机电耗、主要设备与主、再热蒸汽管道保温状况等。TPRI2020/2/2118评估依据：机组运行数据或试验数据、现场运行报表、机组性能考核试验报告、机组大修前后试验报告、机组定期或专项节能分析报告；相关技术改造的可研及试验报告等。TPRI2020/2/2119评估技术：以设计值为基础、对照运行或者试验数据，采用美国标准ASMEPTC6的相关规定以及等效热降方法，分析机组的主要运行经济指标、煤耗率、厂用电率、以及各种影响因素、与基准值的偏差，开展定量偏差原因分析。根据耗差分析，挖掘节能潜力，为实现机组主要经济指标煤耗率、厂用电率等达到基准值或者目标值，提出电厂节能管理、运行、检修等工作重点，以及该厂机组节能降耗技术改造可行的措施和建议。TPRI2020/2/2120评估结果：包括运行及经济指标现状、能耗分析、节能改造措施的建议、预期效果、结论等。TPRI2020/2/2121技术特点：以电厂运行维护的实际为基础；理论分析与专家经验相结合；能耗水平评估和节能潜力分析为主体；技术改进措施为重点。TPRI2020/2/2122技术关键：火电厂能耗能耗水平计算；节能潜力分析；提高电厂经济性途径和措施。TPRI2020/2/2123二、火电厂主要经济性指标锅炉效率汽轮机热耗厂用电率供电煤耗TPRI2020/2/21242.1锅炉效率654321rQQQQQQQ654321qqqqqq%100%100QQqr11gl%)qqqqq(100q654321gl锅炉的热平衡方程：也可用输入热量的百分比表示：锅炉效率为：或者为：TPRI2020/2/2125100%QQqr11.........100%QQqr22式中：Qr—每公斤燃料输入锅炉的热量，kJ/kgQ1—锅炉的有效利用热量，kJ/kgQ2—排烟热损失，kJ/kgQ3—化学不完全燃烧热损失，kJ/kgQ4—机械不完全燃烧热损失，kJ/kgQ5—散热损失，kJ/kgQ6—灰渣的物理热损失，kJ/kg锅炉效率TPRI2020/2/21262.2汽轮机热耗汽轮机绝对内效率：1公斤蒸汽在汽轮机内所作的内功Wi与在锅炉中的吸热量q0之比称为汽轮机绝对内效率ηi，表达式为：汽耗率：汽耗率是指汽轮发电机组生产每千瓦时的电能所需要的蒸汽量，表达式为：oit0i0i00i00ii100qHqWDqWDQP3600el0cPDdTPRI2020/2/2127热耗率：是指汽轮发电机组生产每千瓦时的电能所消耗的热量。表达式为：采用电动给水泵中间再热机组的毛热耗率为：采用汽动给水泵中间再热机组的毛热耗率为：el0PQHRelhrrfw00P)ii(D)ii(DHRfwelhrrfw00PP)ii(D)ii(DHRTPRI2020/2/21282.3发电厂用电率式中:─发电厂用电量，kW.h；─发电量，kW.h。100NNfdlcydcydcydNfdlNTPRI2020/2/21292.4机组煤耗率发电标煤耗供电标煤耗glgdndcgdfdbfd29308HR29308360029308Qbb100/1b29308QbbcydbfdgdgdbgdTPRI2020/2/2130三、影响机组经济性的因素影响汽轮机热效率的因素影响锅炉效率的因素影响厂用电的因素TPRI2020/2/2131影响汽轮机热效率的因素1高压缸效率