火力发电厂厂用电率的计算与分析_杨毅伟

第 33 卷 第 10 期华电技术Vol 33No 10 2011 年 10 月 Huadian TechnologyOct 2011 火力发电厂厂用电率的计算与分析 杨毅伟 西南电力设计院 四川 成都610021 摘要 介绍了火力发电厂厂用电率的计算方法 分析了影响厂用电率的主要因素 提出了降低厂用电率的措施 供火力 发电厂降低厂用电率时参考 关键词 火力发电厂 厂用电率 计算 影响因素 中图分类号 TK 01 1 文献标志码 B文章编号 1674 1951 2011 10 0056 02 收稿日期 2011 08 05 0引言 近年来 我国越来越重视节能降耗工作 国内各 大发电集团对各自项目的占地 耗水量 煤耗 电耗 等指标提出了更高的要求 其中 厂用电率作为发电 厂的重要技术和经济指标之一 正受到各方越来越 多的关注 1厂用电率的计算 火力发电厂厂用电率 是指机组在正常运行状 态下某一指定时段内本厂范围内各主 辅系统耗用 的总电量占同一时期机组发电量的百分比 厂用电率的数值可通过 2 种方法取得 一种是 通过电厂投产后实测得到 另一种是根据电厂的负 荷情况估算得到 电厂运行人员一般是把通过关口 计量表计测得的全厂发电量与上网电量的差值同全 厂发电量的比值作为厂用电率 即 e Wf Wsw Wf 100 1 式中 e 为厂用电率 Wf为全厂发电量 kW h Wsw为全厂的上网电量 kW h 多年来 设计人员在进行厂用电率估算时 一直 是按照 DL T 5153 2002 火力发电厂厂用电设计 技术规定 中的规定执行的 以目前国内占主力地 位的纯凝汽电厂为例 其厂用电率按如下方法估算 e Sccos av Pe 100 2 式中 e 为厂用电率 Sc为厂用电计算负荷 kV A cos av为电动机运行功率时的平均功率因 数 一般取 0 8 Pe为发电机的额定功率 kW 厂用电率运行计算公式 1 是某一时期厂用电 耗电量与发电量实测值的比值 厂用电率设计估算 值公式 2 是按照机组满发的工况模拟全年情况进 行计算的 这 2 种方式计算得到的厂用电率存在一 定的差异 根据 DL T 5153 2002 火力发电厂厂用电设 计技术规定 厂用电率的计算负荷采用换算系数 法计算 其计算原则大部分与厂用电变压器的负荷 计算原则相同 即 Sc KP 其中 换算系数 K KtKf cos 3 式中 Kt为回路的同时率 Kf为回路的负荷率 为 回路的效率 cos 为回路的功率因数 在实际应用中 对每项负荷均按公式 3 分别 计算 其 换 算 系 数 显 然 不 太 现 实 因 此 在 DL T 5153 2002 火力发电厂厂用电设计技术规定 中 给出了换算系数 K 的参考取值 见表 1 表 1换算系数 K 的参考取值 项目 不同机组容量时的 K 值 125 MW 200 MW 给水泵及循环水泵电动机1 001 00 凝结水泵电动机0 801 00 其他高压电动机0 800 85 其他低压电动机0 800 70 以上 K 值是根据统计数据得来的 K 值取值是 否合适是提高厂用电率设计估算值准确性的关键所 在 据了解 国外设计咨询公司并不计算厂用电率 但一般都计算厂用电负荷电耗 表 2 列出了几家国 外设计咨询公司的厂用电负荷计算公式 由表 2 可以看出 国外设计咨询公司厂用电负 荷电耗的计算方法与国内 K 值法类似 但其计算结 果均比国内的 K 值法得到的结果要大 然而从目前 国内工程实践结果来看 厂用电率设计估算值往往 要超过实际运行值 下面分析影响厂用电率的因素 第 10 期杨毅伟 火力发电厂厂用电率的计算与分析 57 表 2国外设计咨询公司的厂用电负荷计算公式 序号公司名称厂用负荷计算公式备注 1法国 CEM 公司Sjs 0 987PD 0 75SDB PD为高压电动机功率总和 SDB为低压变 容量总和 2日本日立公司 Sjs 1 0P1 0 75SDB P1为高压电动机功率总和 SDB为低压变容 量总和 3意大利 ASGEM 公司轴功率视在容量计算法 4日本三菱公司Sjs Pl Kt Pd PM PQ 110 Pl为连续运行负荷 Pd为断续运行负荷 PM为最大电动门或电动挡板容量 PQ为最 大启动用辅机容量 Kt为同时系数 5美国 B V轴功率法并考虑一定裕度 2影响厂用电率的因素 2 1辅机选型的影响 高压电动机耗电量在厂用电中所占的比例很 大 一般都在 60 以上 辅机设备根据不同的选型 基准点设计容量差别很大 再加之辅机设备的驱动 电动机一般还要考虑 1 15 倍的储备系数并根据电 动机的标准系列容量进行选择 如果辅机选型不合 适 累计下来其驱动电动机的铭牌功率就会同实际 运行功率有比较大的差异 这是部分电厂厂用电率 偏高的主要原因 2 2机组负荷率的影响 机组负荷率较低是目前我国大多数火力发电厂 所面临的客观问题 以现在的主力机组 600 MW 机 组为例 实际出力达到 400 500 MW 的并不少见 然而电厂辅机是按照额定出力进行选型的 机组出 力减小 厂用电设备耗电量也会相应减少 但两者之 间并不是成比例减少的关系 总的说来 机组负荷 率越高 厂用电率越低 理论上当机组额定满发时厂 用电率应最小 当机组负荷率降低 发电量减少时 由于厂用电系统的电耗并没有随之成比例下降 造 成电厂的厂用电率偏高 2 3煤质变化的影响 煤质变化是影响厂用电率的另一个重要因素 众所周知 由于我国电煤供应比较紧张 部分电厂不 得不根据来煤情况进行掺烧 掺烧后由于煤质变 差 发热量降低 达不到原先设计煤种的要求 在这 种情况下 如果要保证机组的出力 必将增加锅炉的 给煤量 这就导致磨煤机和制粉系统的用电量增大 进而影响电厂的厂用电率 2 4新机组运行不稳定的影响 工程实践表明 新机组即使在通过 168 h 带负 荷试运行后 仍然存在一定的磨合期 在此期间可能 因为设备调试 参数整定不合适等因素 造成机组运 行不稳定 使启 停次数增多 根据相关统计资料 机组月投运时间低于 45 则机组的厂用电率将明 显上升 3降低厂用电率的措施 3 1合理选择辅机参数 根据本文 2 1 章节的分析 由于高压辅机设备 在厂用电中所占的比例很大 其容量的变化对厂用 电率影响很大 因此 合理选择设备参数对于降低厂 用电率是至关重要的 目前 电厂磨煤机和三大风 机一般有 20 25 的裕量 大马拉小车的现象普 遍存在 加之机组负荷率偏低 使得厂用电率指标不 理想 综上所述 合理选择辅机设备是降低厂用电 率最直接的手段 3 2调速装置的应用 根据不同设备的运行特性合理选择调速装置对 降低厂用电耗效果明显 以某 2 600 MW 机组为 例 共设 4 台循环水泵 其中 3 台是电动机容量为 3000 kW 的定速泵 另外 1 台为双速电动机 高速运 行时电动机容量为 3 000 kW 低速运行时电动机容 量为 2100 kW 夏季工况运行 4 台循环水泵 正常 转速 冬季工况运行 4 台循环水泵 3 台正常转速 和 1 台双速电动机低转速 双速电动机每年低速 运行时间按 2250 h 计算 1 台双速电动机全年可节 电 900 2250 10000 202 5 万 kW h 另外 通过变频装置同样能达到调节设备转速以适应不同 运行工况的要求 由此可见 合理选择调速装置能够通过控制电 动机转速而控制电动机出力 以达到降低厂用电耗 的目的 3 3采用节能设备 采用节能设备 对于降低厂用电耗同样十分重 要 以某 2 600 MW 机组为例 其电除尘系统原设 计采用普通电源供电 每台机组设 下转第 59 页 第 10 期彭泉源 等 300 MW 汽轮机组凝汽器真空问题分析 59 kPa 虽然采用了胶球清洗设备 但整体效果不明 显 加上胶球回收率低 易发生胶球堵塞冷却管的情 况 二次滤网极易堵塞 一旦冲洗不及时 差压过高 会引起真空下降 针对这种情况 二次滤网采用了 自动冲洗系统 定时对二次滤网进行冲洗 还有反冲 洗模式可供选择 实际运行效果良好 大大提高了机 组真空的稳定性 3 该厂主给水泵泵体利用凝结水作密封水 密封 水总回水直接接至凝汽器汽侧 如果密封水回水温度 过高 会在在凝汽器汽侧直接汽化 导致真空骤降 在 实际运行中 曾发生过密封水汽化 真空突降事件 4 低压加热器事故疏水直接接入凝汽器汽 侧 当低压加热器正常疏水发生故障时 事故疏水门 就会间歇性开启 大量疏水断断续续流入凝汽器 导 致真空出现周期性波动 5 因凝汽器远程水位计故障 导致凝汽器水 位过高 受热面被淹 真空破坏 机组跳闸 最后凝结 水从抽空气管进到真空泵 导致真空泵烧毁 所以 每天都应进行凝汽器水位校验工作 确认远程 就地 低水位计正常一致 6 分离器水位异常 对真空也有很大的影响 水 位过高 导致凝汽器内不凝结气体无法排出 使真空下 降 水位过低 会使空气进入真空系统 特别是在真空 泵切换过程中 分离器水位被拉低 如没有及时补水 很容易形成一个空气通道 导致真空快速下降 7 真空系统泄漏对真空影响最大 从理论上 说 真空系统泄漏是不可避免的 但只要其不低于工 艺所允许的程度就可满足要求 由于真空系统和与 之相连的负压系统管路复杂 任何地方泄漏都会影 响机组真空的严密性 查漏点的具体位置是一项比 较繁琐的工作 根据多年的运行统计 真空系统容易 产生泄漏的地方如下 1 低压缸结合面 低压外缸体积大 刚性差 易变形 在机组启 停过程中 上 下缸结合处会产 生相当大的交变应力 在其作用下 上 下缸结合面 会发生变形 随着运行时间的增加 其变形会逐渐增 大 造成结合面漏空气 2 低压缸安全薄膜阀 低压缸安全薄膜阀靠 压紧圈与阀座之间的密封垫来密封 机组经过长时间 运行后 密封垫弹性会减弱 容易从螺栓孔和压紧圈 内侧漏空气 由于低压缸安全薄膜阀位于低压缸顶 部 注水查漏无法发现其泄漏 若出现泄漏容易被忽 视 长时间运行后 薄膜本身可能会穿孔而影响真空 3 低压缸轴封 由于低压缸采用对称布置 末级叶片靠近低压缸轴封 所以低压缸轴封处于真 空部位 其工艺和工作压力的正常与否对真空有重 要影响 轴封安装间隙过大或在运行过程中发生磨 损使动 静间隙过大 都会造成空气从低压轴封处进 入真空系统 从而影响机组真空 4 负压部位 汽轮机本体疏水管 疏水扩容 器 高压和低压加热器危急疏水管道 低压旁路 给 水泵汽轮机真空系统等负压部位的管道 法兰及焊 接处 运行中有可能产生振动而造成上述部位出现 裂纹 从而导致漏入空气而影响机组真空 5 轴封加热器 轴封疏水门调节不当 U 形 水封被破坏 轴封加热器水位过低 气体被吸入凝汽 器内 造成凝汽器真空下降 6 阀门内漏 负压系统的排空阀 排水门没 有关严或内漏 造成空气漏入 此外 一些水封阀门 的水封断水 造成空气从阀杆漏入而影响真空 4结束语 根据以上分析 真空及与之相连的负压系统对 真空的影响最多且最隐蔽 所以 一定要定期做真空 严密性试验 试验不合格的要及时查明原因并消除 在实际运行中 可针对影响真空的因素做好防范措 施 提高机组真空值 以保证真空的稳定性 编辑 白银雷 作者简介 彭泉源 1972 男 湖南茶陵人 工程师 从事发电厂 运行方面的工作 E mail hy2000 tom com 欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍 上接第 57 页 置耗电量约为 3 100 kW 对电除尘 控制段进行高频电源改造后 在机组额定出力的情 况下可降低电 耗 50 左 右 若 按 其 全 年 满 发 4000 h 计 则一年至少可节电 2 3 100 50 4000 10 000 1 240 万 kW h 节电效果十分 明显 此外 采用高效电动机 选用低能耗变压器 合 理选择高效节能光源和灯具等节能设备的措施 同 样能够不同程度地降低厂用电耗 进而达到降低厂 用电率之目的 参考文献 1 DL T 5153 2002 火力发电厂厂用电设计技术规定 S 编辑 白银雷 作者简介 杨毅伟 1978 男 上海人 工程师 从事火力发电厂 电气设计方面的工作 E mail yyw1997 126 com 84 Abstracts第 33 卷 Abstract In the indirect air cooling unit the freeze injury of the radiator can cause the equipment damage and shut down acci dent which may lead serious economic loss for power generation enterprise Starting from three aspects the freeze protection of the indirect air cooling system was researched and optimized The corrective measures of operation mode were put forward some automatic adjustment and control measures were added which can ensure the safety of radiator of air cooling unit Key words indirect air cooling system radiator freeze protec tion optimization 11 10 45Analysis on abnormal chromatograph of insulation oil of main transformer and fault treatment WANG Baojian YANG Yongshang Huadian Inner Mongolia Energy Corporation Limited Baotou Power Generation Branch Company Baotou 014013 China Abstract In Huadian Inner Mongolia Energy Corporation Limit ed Baotou Power Generation Branch Company after the B phase main transformer of unit No 2 was put into operation dur ing the periodical chromatographic analysis of the gas dissolved in the oil it was found that the volume fraction of the total hy drocarbon was increasing continuously and the absolute gas generation rate exceeded the warning value It was judged that there is over temperature fault inside the transformer The trans former was overhauled many times and had been transported to the manufacturing factory to repair and the fault was found and eliminated finally then the safe and stable operation of the transformer was ensured Key words transformer chromatographic analysis total hydro carbon fault diagnosis 11 10 48Analysis on reason of a power outage accident in 10 kV bus ZHOU Xuan Gaoping Chemical Industry Company Limited Tianji Group Gaoping 048400 China Abstract A power outage accident in a 10 kV bus was occurred in a company and it caused a shutdown accident of the produc tion system of the company The phenomenon of the accident and the action of the protection devices were introduced The reason of the accident was analyzed The characteristics of the power system the neutral point of which is grounded through a resistor were expounded The development tendency of the neu tral point grounding mode was pointed out Key words single phase grounding over voltage operation mode neutral point earthing resistor 11 10 51Comparison and calibration of two kinds of transformer differential protection GE Xiaojun Shentou Second Power Plant State Grid Energy Development Corporation Limited Shuozhou 036011 China Abstract The transformer microcomputer differential protection is very different from the conventional differential protection in their principle and the device structure And the microcomputer differential protection devices which are manufactured by differ ent companies are different from each other so they must be treated earnestly and respectively in field calibration The differ ence of protective principle between the two devices which are the RCS 978 manufactured by Nanjing Nanrui Relay Protection Company Limited and the CSC 326 the product of Beijing Si fang Relay Protection and Automation Company Limited was compared Based on this taking the Y0 Y0 D 11 three winding transformer as example the calibration step and calibration method of differential protection were introduced Key words transformer differential protection calibration 11 10 54Optimized reformation of multi ring coal feeder XIE Wujie Shanxi Xingneng Power Generation Company Limit ed Gujiao 030206 China Abstract Some problems of multi ring coal feeder of coal han dling system such as the insufficient output of the coal feeder the coal leakage and serious wear of travelling wheel and coal bearing platform were analyzed Several optimal reformation schemes were put forward The coal feeder had been reformed and satisfactory effect was obtained Key words multi ring coal feeder sealing and material guiding device wear and tear optimized reformation 11 10 56Calculation and analysis of auxiliary power consumption rate of thermal power plant YANG Yiwei Southwest Electric Power Design Institute Chengdu 610021 China Abstract The calculation method of auxiliary power consumption rate of thermal power plant was introduced The main factors in fluencing on the auxiliary power consumption rate were analyzed Some measures for decreasing the auxiliary power consumption rate were put forward which can be used as reference for ther mal power plants to decrease own auxiliary power consumption rate Key words thermal power plant auxiliary power consumption rate calculation influencing factor