火电厂能耗诊断技术及节能评估

汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院2019年9月大唐华中电力试验研究院火力发电厂能耗诊断及节能评估（汽机部分）汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院1.能耗诊断技术2.节能评估汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院·火力发电厂能耗诊断就是利用耗差分析的方法，定量分析生产过程各技术参数偏离目标值对机组运行经济性的影响。1.火力发电厂能耗诊断技术汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院1.1能耗诊断对人的要求1、能耗诊断人员应具备相应的专业技术知识，应具有多年从事燃煤机组运行调整经验，掌握相应的专业技术标准，并具有定量分析计算的能力。2、能耗诊断人员应熟悉节能监督标准及节能管理要求。3、能耗诊断人员应熟悉燃料进、耗、存及采制化管理要求。4、能耗诊断人员宜掌握同类型机组各主辅设备当前先进能耗指标，了解当前其他电厂采取的主要节能措施及实施效果，可预测被诊断机组各项节能措施所能达到的效果。汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院1.2能耗诊断所需准备资料和数据设计资料（1）汽轮机热力特性数据、修正曲线及典型工况热平衡图；能力（2）锅炉设计说明书、锅炉热力计算汇总、燃烧器设计说明书等；（3）主要辅机及系统设计规范及性能说明书。主要辅机包括：凝汽器、循环水泵、凝结水泵、给水泵、给水泵汽轮机、高、低压加热器、磨煤机、三大风机、空气预热器、脱硫设备、除尘设备、除灰设备、脱硝设备等。（4）能源分布系统图。汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院1.2能耗诊断所需准备资料和数据能耗指标及运行参数（1）分析期综合技术经济指标月度统计值。包括发电量、运行小时数、利用小时数、负荷率（负荷系数）发电煤耗、发电厂用电率、综合厂用电率、供电煤耗等。（2）分析期运行技术经济指标月度统计值，包括主再热蒸汽温度、压力，凝汽器压力，锅炉排烟温度，运行氧量，灰渣可燃物含量，空气预热器漏风率，环境温度，过、再蒸汽减温水量，补水率等（3）主要辅机及辅助系统耗电率（单耗）；（4）入炉煤工业分析及煤粉细度月度统计报表；（5）典型工况运行记录或拷屏；（6）分析期电量平衡分析报告、燃料盈亏分析报告、入炉、入厂煤热值差分析报告及其他节能监督、检测报告（台账）；（7）分析期机组启停耗能统计、分析台账。汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院1.2能耗诊断所需准备资料和数据试验报告机组A级检修后性能试验报告；分析期内机组性能试验报告；主要辅机效率（单耗）测试报告。汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院1.3能耗诊断内容能耗诊断围绕影响机组供电煤耗的因素开展。这些因素一般包括：客观环境因素、管理因素、设备因素、运行控制因素等。客观环境因素可控性较差，或基本不可控；其包括机组负荷率、机组调峰启停、供热比、环境温度、燃料特性等。它们是由市场或自然环境决定，人为干预难度较大。管理涵盖面较广，影响供电煤耗的因素较多，但其投资小，收益大，性价比最高。其包括运行管理、设备管理、燃料管理、能源计量管理、非生产用能管理、生产辅助系统用能管理等；实施的效果通过设备监督指标，运行基本参数，机、炉效率、热值差、燃料盈亏、正反平衡煤耗差等反映到供电煤耗。科学、全面、严谨的管理制度及激励机制可以得到良好的节能效果。汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院1.3能耗诊断内容运行控制管理是运行管理内容之一，通过运行优化控制，使基本运行参数与目标值保持最小的差距，是节能降耗的最经济途径。其包括燃烧优化调整，汽机进汽端和冷端运行优化，脱硫系统运行优化、除灰、除尘系统优化等。设备具有高效的性能是节能降耗的基础，设备所反映出的影响能耗问题，往往需要投入人力、物力进行性能恢复性检修或技改，节能的性价比较低。集团公司从组建开始，就非常重视能耗诊断工作，下发了《中国大唐集团公司火电机组节能降耗指导意见》及《中国大唐集团公司火电机组能耗指标分析指导意见》，近年来的达设计值活动，对能耗诊断对标分析的指标进一步进行了细化，列出了109项指标，其中包含锅炉26项指标，汽机71项指标，有关厂用电的12项辅机耗电率指标。汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院1.4目标值的确定1、目标值的确定方法：取机组设计值。这种方法简便易行，但过于理想。取机组实际运行记录的最佳值。通过对大量历史运行记录进行统计分析，归纳出各负荷工况条件下的最佳值，并以此作为目标值。这种方法比较合理，但受历史记录的限制，统计工作量也较大。通过机组大量的优化试验获得目标值。通过机组优化试验确定机组各种运行工况下的目标值，是一种可行且合理的方法，但机组大修或技改后需重新进行优化试验，获得更恰当的目标值。通过变工况计算或其它方法计算获得。根据机组负荷状态等当前运行工况，采用变工况模型进行优化计算得到各参数目标值。该方法对人的技术能力要求较高，变工况计算模型建模难度较大。对于基层企业能耗诊断，建议采用取设计值、历史运行最优值、优化试验值相结合的方法确定目标值。汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院1.4目标值的确定汽机指标目标值的确定：序号指标名称目标值的确定1热耗率（kJ/kWh）取对应负荷设计值，并考虑背压、过热器减温水及供热的修正。2调节级压力（MPa）根据主汽流量通过制造厂提供的图（表）查取，或通过内插法计算3一段抽汽压力（MPa）根据主汽流量通过制造厂提供的图（表）查取，或通过弗留格尔公式计算4一段抽汽温度（℃）取滑压优化试验值，通过内插计算；定压运行取设计值5一段抽汽压损（%）设计值6二段抽汽压力（MPa）根据主汽流量通过制造厂提供的图（表）查取，或通过弗留格尔公式计算7二段抽汽温度（℃）取滑压优化试验值，通过内插计算；定压运行取设计值8二段抽汽压损（%）设计值9三段抽汽压力（MPa）根据主汽流量通过制造厂提供的图（表）查取，或通过弗留格尔公式计算10三段抽汽温度（℃）取滑压优化试验值，通过内插计算；定压运行取设计值汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院汽机指标目标值的确定：序号指标名称目标值的确定11三段抽汽压损（%）设计值12四段抽汽压力（MPa）根据主汽流量通过制造厂提供的图（表）查取，或通过弗留格尔公式计算13四段抽汽温度（℃）取滑压优化试验值，通过内插计算；定压运行取设计值14四段抽汽压损（%）设计值15五段抽汽压力（MPa）根据主汽流量通过制造厂提供的图（表）查取，或通过弗留格尔公式计算16五段抽汽温度（℃）取滑压优化试验值，通过内插计算；定压运行取设计值17五段抽汽压损（%）设计值18六段抽汽压力（MPa）根据主汽流量通过制造厂提供的图（表）查取，或通过弗留格尔公式计算19六段抽汽温度（℃）取滑压优化试验值，通过内插计算；定压运行取设计值20六段抽汽压损（%）设计值21七段抽汽压力（MPa）根据主汽流量通过制造厂提供的图（表）查取，或通过弗留格尔公式计算22七段抽汽温度（℃）不要求23七段抽汽压损（%）内置式加热器不要求24八段抽汽压力（MPa）根据主汽流量通过制造厂提供的图（表）查取，或通过弗留格尔公式计算25八段抽汽温度（℃）不要求26八段抽汽压损（%）内置式加热器不要求汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院汽机指标目标值的确定：序号指标名称目标值的确定27给水温度（℃）根据主汽流量查曲线，或内插计算；或取历史最优值。28高加投入率（%）取节能监督值：98%291号高加上端差（℃）设计值，或历史最优质301号高加下端差（℃）设计值，或历史最优质311号高加温升（℃）根据主汽流量查热平衡图，用内插计算法计算321号高加堵管率（%）取节能监督值：1.5%332号高加上端差（℃）设计值，或历史最优质342号高加下端差（℃）设计值，或历史最优质352号高加温升（℃）根据主汽流量查热平衡图，用内插计算法计算362号高加堵管率（%）取节能监督值：1.5%373号高加上端差（℃）设计值，或历史最优质383号高加下端差（℃）设计值，或历史最优质393号高加温升（℃）根据主汽流量查热平衡图，用内插计算法计算403号高加堵管率（%）取节能监督值：1.5%汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院汽机指标目标值的确定：序号指标名称目标值的确定415号低加上端差（℃）设计值，或历史最优质425号低加下端差（℃）设计值，或历史最优质435号低加温升（℃）根据凝结水流量查热平衡图，用内插计算法计算445号低加堵管率（%）取节能监督值：1.5%456号低加上端差（℃）设计值，或历史最优质466号低加下端差（℃）设计值，或历史最优质476号低加温升（℃）根据凝结水流量查热平衡图，用内插计算法计算486号低加堵管率（%）取节能监督值：1.5%497号低加上端差（℃）设计值，或历史最优质507号低加下端差（℃）设计值，或历史最优质517号低加温升（℃）根据凝结水流量查热平衡图，用内插计算法计算527号低加堵管率（%）取节能监督值：1.5%538号低加上端差（℃）设计值，或历史最优质548号低加下端差（℃）设计值，或历史最优质558号低加温升（℃）根据凝结水流量查热平衡图，用内插计算法计算568号低加堵管率（%）取节能监督值：1.5%57轴封加热器温升（℃）根据凝结水流量查热平衡图，用内插计算法计算汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院汽机指标目标值的确定：序号指标名称目标值的确定58真空度（%）历史最优质59真空严密性（Pa/min）节能监督标准值60凝汽器端差（℃）历史最优质61凝结水过冷度（℃）历史最优质62胶球投入率（%）节能监督标准值：98%63胶球回收率（%）节能监督标准值：94%64凝汽器堵管率（%）节能监督标准值：1.0%65冷却塔幅高（℃）取节能监督标准值：7℃，与历史最优值两者最小值。66循环水浓缩倍率（%）取化学模化试验推荐值67补水率（汽水损失率）（%）取节能监督标准值68化学自用水率（%）取节能监督标准值69汽水系统阀门内漏数量（个）按阀门泄漏率不大于3%计算70热力系统保温超标数量（处）无71发电机氢气纯度（%）设计值72给水泵耗电率（%）同类机组优良值（同类机组前40%平均值）73循环水泵耗电率（%）历史最优质74凝结水泵耗电率（%）同类机组优良值（同类机组前40%平均值）汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院1.5指标偏差对机组能耗的影响分析及计算运行参数偏离目标值对机组能耗的影响，一般用供电煤耗率的变化来表征：△b=(-δη/100)bb△b=(δq/100)bb△b:某一参数偏离目标值带来的供电煤耗的变化量；bb：供电煤耗目标值δη：锅炉效率、汽机效率等效率指标的相对变化值，%。δq:汽机热耗率的相对变化值，%。汽轮机技术研究所大唐华中电力试验研究院中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院1.5指标偏差对机组能耗的影响分析及计算1、分析方法热平衡法：是建立在热力学第一定律基础上的能量分析方法，主要考察系统热量的平衡关系，揭示能量在数量上的转换和利用情况，从而确定系统的热能利用效率，如锅炉效率、汽机热效率等。等效热降法：是一种新的热工理论，基于热力学的热工转换原理，考虑到设备质量、热力系统结构和