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0、引言
    我國300MW級(jí)火力發(fā)電機(jī)組發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為330g/kWh，國外煤耗為3(X)g/kWh。由于電煤供應(yīng)趨緊及價(jià)格高位運(yùn)行，發(fā)電企業(yè)必須節(jié)能降耗，充分挖掘內(nèi)部潛力，以應(yīng)對(duì)成本壓力。合山電廠2×330MW機(jī)組于2010年1至5月滿負(fù)荷運(yùn)行，負(fù)荷率雖然很高，但月平均發(fā)電煤耗仍達(dá)341g/kWh，同比2009年國內(nèi)相同類型機(jī)組335.62g，kWh高出5.38g／kWh。發(fā)電煤耗在負(fù)荷率較高時(shí)不降反升。因此，該廠組織有關(guān)人員對(duì)發(fā)供電煤耗偏高的原因進(jìn)行了分析，并采取相應(yīng)的節(jié)能降耗措施將煤耗降低，提高了機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1、原因分析
    發(fā)電煤耗與汽機(jī)熱耗及廠用電率成正比，與鍋爐熱效率成反比。該廠l、2號(hào)機(jī)組汽機(jī)熱耗設(shè)計(jì)值為7673kj/kWh，但實(shí)際汽機(jī)平均熱耗約為7900—8100U/kWh（毛熱耗率），冬季最低為7900kj/kWh，夏季最高為8100U/kWh，l號(hào)爐平均熱效率約為89.6%，2號(hào)爐為88.2%，設(shè)計(jì)值為91.32%，平均廠用電率為9.15%（因采用電動(dòng)給水泵供水）。要降低發(fā)電煤耗，就要找出影響汽機(jī)熱耗及鍋爐熱效率的主要因素．并采取措施降低汽機(jī)熱耗，提高鍋爐熱效率。
1.1汽機(jī)熱耗的主要影響因素
    汽機(jī)熱耗影響最大的i項(xiàng)主要因素為主再熱汽溫、凝結(jié)器真空及主給水溫度，前兩項(xiàng)參數(shù)偏低的共同作用必然使主蒸汽流量大幅度增加，如凝結(jié)器真空過低，排汽溫度及排汽壓力就升高，加上主再熱汽溫偏低，兩因素造成汽輪機(jī)總焓降減小，做功能力下降，機(jī)組維持負(fù)荷不變則主蒸汽流量必然增加，汽輪機(jī)做功是靠主蒸汽去推動(dòng)的，主蒸汽流量增加并達(dá)到做功能力（高溫高壓過熱狀態(tài)）必然以消耗大量的熱量為代價(jià)，為此燃料量必然增加，結(jié)果使熱耗增加；同理，主給水溫度偏低，將較低的給水溫度加熱至相同的過熱汽溫，給水會(huì)吸收更多的熱量，爐膛投煤量必然增加，為此煤耗增加。根據(jù)試驗(yàn)，汽溫每降低10℃，汽耗量及熱耗將各增加約1.5%；凝汽器真空每降低lkPa，熱耗增加約0.8%；給水溫度每降低l℃，熱耗將增加約10kj/kWh；熱耗每增加50U/kWh，供電煤耗就增加約28/kWh。
   負(fù)荷率高低對(duì)汽機(jī)熱耗影響非常明顯，負(fù)荷率高熱耗降低，反之則熱耗升高。由于低負(fù)荷運(yùn)行爐膛溫度水平低，鍋爐為維持最低穩(wěn)燃負(fù)荷須保持較高的主汽流量，有時(shí)需要投油助燃，因而增加了經(jīng)濟(jì)成本，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性降低，熱耗增加。有關(guān)資料表明，300MW級(jí)機(jī)組負(fù)荷每降低10%．熱耗將增加75kj/kwh．如額定工況熱耗為8000～8050kj/kWh左右，機(jī)組帶80~60%額定負(fù)荷時(shí)熱耗高達(dá)8200～8300t/kWh左右。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
1.2鍋爐熱效率的主要影響因素
    1.2.1排煙溫度及鍋爐漏風(fēng)的影響
    對(duì)鍋爐熱效率影響最大的三項(xiàng)主要因素為排煙溫度、飛灰可燃物含量及鍋爐漏風(fēng)，排煙溫度高使排煙熱損失增大，一般情況下，排煙溫度每升高10℃，排煙熱損失將增加0.5%～0.8%．鍋爐熱效率下降約0.6%。該廠l、2號(hào)爐冬季排煙溫度平均為139℃～148℃之間，夏季平均為148℃～156℃，目前排煙溫度為150℃左右，高于設(shè)計(jì)值145℃，排煙熱損失在所有各項(xiàng)損失中份額最大，1、2號(hào)爐排煙熱損失份額在6.3%．7%之間，冬季最低為6.3%．夏季最高為7%。
    有關(guān)資料表明，當(dāng)入爐煤含硫量達(dá)到3%時(shí)就會(huì)造成空氣預(yù)熱器嚴(yán)重的酸腐蝕和堵厭，腐蝕又使預(yù)熱器漏風(fēng)加劇，l、2號(hào)爐入爐煤平均含硫量高達(dá)4_5%左右，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值2.83%，這是造成空氣預(yù)熱器腐蝕堵灰嚴(yán)重、漏風(fēng)率大的主要原因。1號(hào)爐A、B側(cè)漏風(fēng)率約為13.5%，2號(hào)爐A、B側(cè)漏風(fēng)率為12.5%，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于5.5%的設(shè)計(jì)值。據(jù)計(jì)算，漏風(fēng)率每增加5%，鍋爐熱效率將下降約0.3%。空氣預(yù)熱器腐蝕堵灰使排煙溫度升高、漏風(fēng)率增大、排煙熱損失增加，是鍋爐熱效率下降的另一個(gè)重要原因。
    1.2.2燃用煤種及運(yùn)行氧量的影響
2號(hào)爐滿負(fù)荷運(yùn)行氧量不足，煤粉燃盡性差，爐內(nèi)結(jié)焦及飛灰可燃物含量較高，月平均飛灰可燃物含量約為7%，l號(hào)爐煤粉燃盡性較好，滿負(fù)荷運(yùn)行飛灰可燃物含量平均約為4.5qv，飛灰可燃物含量高的主要原因是人爐煤揮發(fā)分偏低，運(yùn)行氧量不足。實(shí)際人爐煤（貴州煤與本地煤）揮發(fā)分平均值只有16.5%左右，低至15%，揮發(fā)分對(duì)煤粉的著火燃燒及燃盡起著至關(guān)重要的作用．1、2號(hào)爐主要燃用的煤種貴州無煙煤揮發(fā)分偏低(10%)，不易著火且燃盡性極差，本地煤則為高灰、高硫、高水份、低熱值（三高一低）的劣質(zhì)煙煤。揮發(fā)分偏低使煤粉引燃困難，著火推遲，極不利于煤粉燃盡，使飛灰爐渣町燃物含量升高，鍋爐熱效率下降。
    由于l、2號(hào)爐空氣預(yù)熱器堵灰較重，煙氣差壓最高時(shí)達(dá)到1500Pa．遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值1000Pa．尤其是2號(hào)爐滿負(fù)荷運(yùn)行引風(fēng)機(jī)已基本開完，二次風(fēng)總門開度在75%左右，爐膛已無法維持負(fù)壓運(yùn)行。在機(jī)組帶90%額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)爐內(nèi)氧量可維持在4.2%～4.5%左右，尚能維持爐膛負(fù)壓，即90%額定負(fù)荷以下運(yùn)行氧量還夠，飛灰可燃物含量尚在可控范圍(<6%)。機(jī)組帶90%額定負(fù)荷以上實(shí)測2號(hào)爐運(yùn)行氧量，A側(cè)為4.2%．B側(cè)為3.8%左右，飛灰可燃物含量>7%。鍋爐燃燒理論表明，最佳遠(yuǎn)行氧量應(yīng)達(dá)到4.3%。4.5 qo左右，運(yùn)行氧量不足．，而運(yùn)行氧量對(duì)煤粉燃盡起著決定性作用，增開送風(fēng)量爐膛變?yōu)檎龎哼\(yùn)行，這是不允許的，因此通過燃燒調(diào)整已很難解決問題。運(yùn)行氧量不足使煤粉難以燃盡及爐內(nèi)結(jié)焦增多，飛灰爐渣可燃物含量增加，不完全燃燒熱損失增大，鍋爐熱效率下降。
    1.2.3燃燒器布置方式的影響
    1號(hào)爐燃燒器在大修中改為一次風(fēng)集中布置方式．2號(hào)爐由于各種原因沒有對(duì)燃燒器進(jìn)行改造，燃燒器仍采用一、二次風(fēng)間隔布置方式，與目前燃用的低揮發(fā)分、高灰分、低熱值的混合劣質(zhì)煤種明顯不相適應(yīng)，通過運(yùn)行對(duì)比得到了證實(shí)。l號(hào)爐與2號(hào)爐有很多相同點(diǎn)：爐膛結(jié)構(gòu)、燃用煤種及摻燒比例相同，平均運(yùn)行氧量為4.0％~4.5%之間，煤粉細(xì)度R。為4.2%左右，一次風(fēng)速基本保持在22—26m/s之間，風(fēng)速與燃用煤種相適應(yīng)，l號(hào)爐燃燒器改造之前與2號(hào)爐同樣存在飛灰可燃物含量過高現(xiàn)象，改造后，l號(hào)爐滿負(fù)荷平均飛灰可燃物含量為4.5%左右，低負(fù)荷平均飛灰可燃物含量為3.5%左右，但2號(hào)爐滿負(fù)荷平均飛灰可燃物含量目前仍高達(dá)7%左右，低負(fù)荷平均飛灰可燃物含量為6.0%左右，顯然，2號(hào)爐燃燒器采用一、二次風(fēng)間隔布置方式與燃用煤種不相適應(yīng)：由于一、二次風(fēng)混合過快，所需著火熱大而燃用煤種又是揮發(fā)分極低、燃盡性極差的劣質(zhì)煙煤，大量的煤粉顆粒只是到達(dá)水冷壁附近才開始燃燒，原來在火焰中心區(qū)未燃盡的碳再進(jìn)一步燃燒就會(huì)造成水冷壁附近熱負(fù)荷高，并形成缺氧區(qū)，缺氧燃燒結(jié)果使煤粉難以燃盡及還原性氣氛增加，爐內(nèi)結(jié)焦加劇，飛灰可燃物含量增加，鍋爐熱效率下降。
2、解決對(duì)策
    2.1  降低汽機(jī)熱耗
    根據(jù)卜5月份經(jīng)濟(jì)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)表表明，冬季冷卻水進(jìn)水溫度低(18C)，加上庫區(qū)河水水位高，冷卻水量充足，凝結(jié)器可維持較高的真空，平均真空達(dá)到-94kPa左右，接近值-94.6kPa，因此冬季真空對(duì)熱耗的負(fù)面影響比較小。而到了夏季由于冷卻水溫度高( 25.5℃)．排汽溫度升高，真空降低(-92~-93kPa)，使主汽流量增加，滿負(fù)荷運(yùn)行熱耗可達(dá)8050—8100U/kWh左右，真空對(duì)熱耗的負(fù)面影響就比較大。要保證機(jī)組主再熱汽溫及給水溫度盡量達(dá)到或接近設(shè)計(jì)值運(yùn)行，l一5月份1號(hào)機(jī)組平均主再熱汽溫為535℃左右．2號(hào)機(jī)組平均主汽溫也達(dá)到了535aC，但平均再熱汽溫只達(dá)到530C。而l號(hào)機(jī)組的平均給水溫度只達(dá)到235℃左右．2號(hào)機(jī)組的平均給水溫度則達(dá)到245℃左右，比l號(hào)機(jī)組高出10℃，根據(jù)計(jì)算，給水溫度每提高1℃，熱耗就下降約l0kUkWh。2號(hào)機(jī)組給水溫度高于l號(hào)機(jī)組10℃，其熱耗低于1號(hào)機(jī)組約100kj/kWh，可見給水溫度的高低對(duì)熱耗影響是非常大的。在l號(hào)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行主再熱汽溫不致大幅度降低的情況下，可適當(dāng)開大高加進(jìn)汽門，使給水溫度提高100℃，達(dá)到245℃左右，并盡量保持主再熱汽溫達(dá)到535℃，則可較大降低熱耗，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
    由于機(jī)組負(fù)荷率受電力負(fù)荷調(diào)度中心指令調(diào)配，應(yīng)盡量爭取高負(fù)荷運(yùn)行，以降低汽機(jī)熱耗。l、2號(hào)機(jī)組冬季滿負(fù)荷運(yùn)行平均熱耗約為7950kj/kWh左右，夏季滿負(fù)荷平均熱耗約為8050kj/kWh左右，再進(jìn)一步降低熱耗，潛力已經(jīng)非常有限。
2.2提高鍋爐熱效率
   2.2.1降低排煙溫度，保證運(yùn)行氧量充足
   在影響鍋爐熱效率的三大因素中，排煙熱損失份額最大。由于空氣預(yù)熱器堵灰較重，煙氣差壓大，加上尾部受熱面漏風(fēng)較大，使排煙溫度升高，可利用停爐小修機(jī)會(huì)對(duì)預(yù)熱器蓄熱元件進(jìn)行清洗或更換，并控制入爐煤含硫量在3%以下，加強(qiáng)對(duì)空氣預(yù)熱器的吹灰力度，維持爐膛負(fù)壓，保證爐內(nèi)供給氧量充足。對(duì)預(yù)熱器密封部位的動(dòng)靜間隙進(jìn)行調(diào)整，以減少漏風(fēng)，但預(yù)防熱密封部位東靜間隙調(diào)整幅度較少，調(diào)整效果有限，排煙溫度進(jìn)一步降低的潛力很小。
2.2.2合理摻配燃用煤種，提高人爐煤揮發(fā)份
   鍋爐熱效率影響最大的可調(diào)因素是飛灰可燃物含量較高，通過對(duì)燃用煤種的合理摻配，使燃煤特性不致與設(shè)計(jì)煤種偏差過大，保證人爐煤揮發(fā)分、灰分、低位發(fā)熱量達(dá)到一定值。根據(jù)對(duì)配煤摻燒的長期觀察，總結(jié)出一個(gè)行之有效的經(jīng)驗(yàn)：即在燃用貴州煤的基礎(chǔ)上摻入適當(dāng)份額、揮發(fā)分較高的本地煤，使混合后入爐煤揮發(fā)分最低達(dá)到18%．本地煤份額達(dá)到35%左右，使燃煤特性更接近鍋爐原設(shè)計(jì)煤種(貴州煤與本地煤各50%)．燃燒結(jié)果表明，在保持同樣的運(yùn)行氧量條件下，飛灰可燃物含量比原來降低2%左右。摻入的本地煤揮發(fā)分較高(23%一25%左右)，煤粉燃盡性向好，因而飛灰可燃物含量下降，鍋爐熱效率提高。
    2.2.3燃燒器改用一次風(fēng)噴口集中布置方式
    根據(jù)燃用無煙煤及劣質(zhì)貧煤的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，燃燒器一般都采用一次風(fēng)集中布置方式。l號(hào)爐燃燒器改造是將兩層一次風(fēng)噴口集中布置，并采用一次風(fēng)切圓對(duì)沖布置，而二次風(fēng)噴口采用分層布置方式，由于一次風(fēng)在向火面，一次風(fēng)可以直接吸收上游射流的輻射和湍流傳熱，二次風(fēng)布置在一次風(fēng)的外側(cè)，可減緩一次風(fēng)氣流的刷墻程度。一次風(fēng)集中布置方式由于燃燒集中，煤粉濃度較高，所需著火熱小，著火條件好，相對(duì)提高了著火區(qū)溫度，有利于保持較高的爐溫。二次風(fēng)采用分層布置，一、二次風(fēng)噴口保持較大的距離，以推遲一、二次風(fēng)混合，待一次風(fēng)煤粉氣流著火穩(wěn)定后再高速噴入二次風(fēng)，使二次風(fēng)卷吸的高溫?zé)煔馀c煤粉氣流強(qiáng)烈擾動(dòng)混合，有利于在燃燒器出口某一位置形成局部的“三高”區(qū)（高氧量、高溫度、高煤粉濃度），使煤粉盡量燃燒完全，大大減少了不完傘燃燒產(chǎn)生的還原性氣氛及爐膛結(jié)焦，因而一次風(fēng)集中布置適用于低揮發(fā)分、難著火及難以燃盡的劣質(zhì)煙煤．2號(hào)爐目前采用的燃燒器布置方式只適用于燃燒揮發(fā)分較高的煙煤，根據(jù)該廠來煤的實(shí)際情況，應(yīng)將2號(hào)爐的燃燒器改為一次風(fēng)集中布置方式。
3、結(jié)束語
    由以上分析可知，合山電廠影響供電煤耗最大的因素是鍋爐熱效率偏低及汽機(jī)熱耗高，其中尤以提高鍋爐熱效率的潛力為最大。而提高鍋爐熱效率的潛力主要在降低飛灰可燃物上。飛灰可燃物含量每降低l%，鍋爐熱效率可提高約0.72～0.75%，鍋爐熱效率每提高1%，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗就下降3.8g/kwh左右，按照電廠燃用的劣質(zhì)煙煤，飛灰可燃物含量月平均值能控制在3%左右，鍋爐熱效率可提高1.5%~ 2%，達(dá)到90.5%。91%，如主再熱汽溫、給水溫度、凝結(jié)器真空及機(jī)組負(fù)荷接近或達(dá)到設(shè)計(jì)值運(yùn)行，汽機(jī)熱耗可控制在8000kj/k Wh以下，若廠用電率控制在9.0%左右，則發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗月平均值可降至333,5~ 335g/kWh左右，從而達(dá)到國內(nèi)同類型機(jī)組平均水平。