降低发电煤耗最佳实践

1 机组降低发电煤耗最佳实践经验分享 1 概述 沧州华润热电有限公司一期工程为 2 300MW 供热机组 锅炉为北京巴布科克 为尔科克斯公司生 产的 1025T H 自燃循环 固态排渣 平衡通风 全钢构架 煤粉炉 汽轮机为东方电气集团生产的 C300 220 16 7 537 537 抽气供热机组 供热面涉及沧州市区 1000 多万平方米 在投入商业运营的第 2 年多来 特别是 2009 年参加全国 300MW 等级大型机组竞赛中 发电煤耗指标比标杆值还有一定的差 距 针对上述情况 我公司成立了能效对标与节能降耗领导小组 在全公司范围内开展降低发电煤耗 专项行动学习 利用精益管理工具从人 机 料 法 环5各方面进行查找问题 通过摆负面现象 找 原因 找问题 梳理确认在运行管理 设备管理 制度建设 管理理念等多方面存在问题 针对存在 问题制订了一系列措施 并逐一落实 逐步实现年度公司发电煤耗目标 2 适用范围 适用于火力发电机组 3 推广周期 一年 4 适用参数 300MW亚临界抽汽供热 闭式循环 直吹式 湿法脱硫机组 设计煤种为神华煤 序号名称参数备注 1 最大连续蒸汽流量 1025t h 2 主蒸汽压力 16 7MPa 3 主蒸汽温度 537 4 再热蒸汽压力 3 41 MPa 5 再热蒸汽温度 537 6 设计燃用煤种神华混煤 低位发热量22900KJ Kg 挥发份 Vdaf 34 8 空气干燥基水份4 44 5 形成过程 通过与全国大机组竞赛同类型机组发电煤耗先进值 标杆值比较 我司2009年度发电煤耗完成值还 存在一定差距 结合我司机组实际运行工况 采用精益管理科学思维方法对我司发电煤耗指标确定管 控及改善措施 具体形成过程如下 2 5 1 选题理由 1 我司 2009 年机组发电煤耗完成 297 92 g kwh 相比 300MW 等级标杆值 279 39g kwh 高出 18 53g kwh 2 为提高我司机组的盈利能力及市场综合竞争力 响应控股要求创建节约型发电企业 基于以上两点我司成立降低发电煤耗SDA项目团队 根据年度预算分解确定2010年机组发电煤耗年 度目标完成值为295 12g kwh 比2009年降低2 8g kwh 见下图 5 2 现状把握 影响机组发电煤耗指标的因素主要有 锅炉效率 汽轮机效率 汽水系统管道效率等 根据 2009 年发电煤耗与锅炉效率 汽轮机效率有关数据 利用 minitab 进行相关性分析 发现汽机效率 锅炉 效率与发电煤耗有较强的负相关关系 回归分析 发电煤耗 与 汽机效率 回归方程为 发电煤耗 648 7 47 汽机效率 自变量 系数 系数标准误 T P 常量 647 88 39 85 16 26 0 000 汽机效率 7 4736 0 9083 8 23 0 000 回归分析 发电煤耗 与 锅炉效率 回归方程为 发电煤耗 664 3 86 锅炉效率 系数标 自变量 系数 准误 T P 常量 663 7 111 1 5 97 0 000 锅炉效率 3 865 1 249 3 09 0 005 根据河北省电力研究院给我司所做的锅炉 汽机效率试验结果 锅炉效率 汽轮机效率偏离设计效 率较大 见下表 序号名称 设计值 投产后 09年 实际值 10年4月 备注 1 汽轮机效率 45 5445 1343 92 汽机效率为纯凝工况下效 297 92 295 12 279 39 270 275 280 285 290 295 300 改善前期望值标杆值 3 率 汽轮机效率下降 1 62 2 锅炉效率 93 2488 9890 03 因管道效率在机组安装结束后 除管道保温治理工作 管道效率基本上不变 汽机效率每提高1 降 低发电煤耗7 8g kwh 锅炉效率每提高1 降低发电煤耗3 3 5g kwh 因此把提高汽轮机 锅炉效率 作为降低发电煤耗的主要手段 5 3 目标设定 根据2009年1号机组汽轮机效率试验 发现汽轮机汽封间隙超标 热耗偏离设计值200 kJ kW h左 右 结合我司锅炉 汽轮机运行实际情况 将提高汽轮机效率目标值设定为0 3 提高锅炉效率目标值 设定为0 26 通过提高上述效率降低发电煤耗2 8g kwh 5 4 要因分析 采用精益管理科学思维方法和工具进行项目改善分析 确定其中关键因素 5 4 1 利用特性要因图从人 机 料 法 环五方面分析影响锅炉效率低的原因 对关键因素采用红 色标示出来 锅炉效率低 空预器漏风超标 节能制度不健全 煤质差 调整措施不健全 技能差别大 执行不到位 节能意识差 锅炉效率低锅炉效率低 人人 料料 法法 责任心不强 烟风系统漏风 受热面积灰 渣 磨煤机磨辊磨损 统损耗 机机 汽水品质不合格 运行方式不完善负荷率低 环境温度 环环 检修工艺不标准 5 4 2 数据分析 1 人的因素 根据不同值别运行员工燃烧调整过程中氧量控制和锅炉效率的数据统计表 利用minitab工具分 析发现氧量和锅炉效率存在较强的正相关关系 氧量和负荷在正常波动范围内 相关 氧量 锅炉效率 氧量 和 锅炉效率 的 Pearson 相关系数 0 872 4 P 值 0 002 根据不同值别氧量控制与锅炉效率的箱线图分析 发现四值员工氧量控制水平较高 波动小且锅炉 效率高 三值波动大 效率相对较高 其他值控制水平较差 锅炉效率偏低 反映不同值别员工执行 氧量控制曲线不到位 节能意识较差 需定期组织相关人员分析氧量控制和锅炉效率之间的关系 学 习相关燃烧调整的措施 制定节能卡片 增强节能意识 2 机的因素 设备 在1 2号炉内部对标过程中发现同负荷下1号炉引风机电流较2号炉高3 5A 通过河北电力研究 院进一步做锅炉效率试验发现1号炉空预器漏风率平均12 B侧高达16 2 影响锅炉效率降低 0 4 我司已制定计划在2011年机组检修过程中进行空预器密封改造 3 料的因素 煤质 2008年煤碳市场形式非常严峻 我司的贫瘦煤掺烧达到了30 40 现根据近两年的历史数据 对燃煤的挥发份与锅炉效率之间的关系做如下分析 5 27262524232221 89 5 89 0 88 5 88 0 87 5 87 0 煤煤质质挥挥发发份份 锅锅炉炉效效率率 锅锅炉炉效效率率 与与 煤煤质质挥挥发发份份 的的散散点点图图 相关 煤质挥发份 锅炉效率 煤质挥发份 和 锅炉效率 的 Pearson 相关系数 0 667 P 值 0 001 根据上图及文字描述发现P值0 05 相关性不强 且环境温度无法改变 故不考虑此项因素改善 5 4 3 汽轮机效率低 供热量偏低 节能制度不健全 调整措施不健全 技能差别大 执行不到位 节能意识差节能意识差 汽机效率低汽机效率低 人人 责任心不强 真空泄漏超标 凝汽器 水塔结垢严 重 汽缸 除氧器保温超温 机机 汽封间隙超标 汽水品质不合格 运行方式不完善 检修工艺不标准 负荷率低负荷率低 环境温度 中水合格率低 料料 法法 环环 1 人的因素 根据不同值别运行员工同负荷率 70 滑压运行时主汽参数 查滑压曲线应为14 1MPa 和汽轮机 效率数据统计表 详见附表 做汽机效率 主汽压和值别箱线图 如下图 7 根据不同值别主汽压与汽轮机效率的箱线图分析 发现二值员工主汽压控制水平较高 波动小且汽 轮机效率高 四值波动大 效率较低 反映其他值员工节能意识较差 执行滑压运行措施不到位 需 定期组织相关人员分析滑压与汽轮机效率之间的关系 严格执行滑压指导卡 增强节能意识 2 机的因素 设备 通过汽轮机生产日报数据分析 发现汽轮机效率43 7左右 明显低于汽轮机投产时 45 13 的数 据 专业组织河北电力研究院对汽轮机高 中 压缸进行了效率试验 试验结果显示汽轮机高 中压缸 效率和设计值偏差较大 中间过桥汽封漏流量大 汽封间隙超标 试验数据见下表 汽轮机高中压缸效率偏差表 序号名称设计值 修前值 偏差 效率降低值 备注 1 高压缸效率 84 8580 124 73 2 中压缸 92 4790 921 45 汽轮机效率相比设计偏 差较大 45 13 45 54 43 92 45 54 43 44 45 46 汽 机 效 率 投产后投产两年后 投产后设计值 8 上图为我司汽轮机效率值 实际运行中发现汽轮机效率比设计值低1 62 汽轮机效率每降低 1 影响发电煤耗降低7 8 g kwh 综合上述分析我司利用1号机组102C检修机会对汽封进行了改造 3 料的因素 汽水 中水 鉴于我司在计划检修中未发现汽轮机通流部分及汽水系统结垢现象 且汽水合格率较高 99 以上 故不考虑汽轮机效率的改善不考虑料的因素 4 法的因素 运行方式 措施 制度 根据机组负荷率相同 环境温度相近的情况下 不同值别背压和汽轮机效率数据统计 做如下箱线 图 从上图分析发现 四值汽轮机背压控制较好 波动小且汽轮机效率较高 其他值背压控制较差 且 波动范围较大 主要原因是没有不同负荷下的最佳背压运行曲线 5 环境因素 利用minitab工具对同负荷下机组供热比和汽轮机效率数据进行相关性分析 如下图 相关 供热比 汽轮机效率 供热比 和 汽轮机效率 的 Pearson 相关系数 0 955 P 值 0 004 9 32302826242220 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 热热电电比比 汽汽轮轮机机效效率率 汽汽轮轮机机效效率率 与与 热热电电比比 的的散散点点图图 根据上图分析同负荷下供热比越高 汽轮机效率越高 存在较强的正相关关系 利用minitab工具对相近环境下机组不同负荷率和汽轮机效率数据进行相关性分析 相关 负荷率 机效 负荷率 和 机效 的 Pearson 相关系数 0 986 P 值 0 001 根据上述分析 P值 0 05 负荷率和汽轮机效率存在着强相关性 因此提高机组负荷率是改善机 组效率的重要手段 5 5 对策制定及实施 根据5 4中影响锅炉效率 汽轮机效率降低的要因分析 针对性的提出改善锅炉 汽机效率的对策 对策定位是通过分析项目权重 由易到难 秉承精益管理理念先通过运行调整 规范日常操作提高机 组效率 然后优先实施投资小见效快的项目 再组织专业人员充分调研 立项 根据计划检修时间 合理安排项目实施 详见下表1 10 注 表中绿色为已完成项 橙色为正在实施项 浅黄色为未实施项 基本目的 手段 1 次 现状问题点改善对策开始日期结束日期负责人 完成情况 运行中空预器漏风偏大冷热端密封间隙大 密封片磨损调整空预器运行间隙在合理范围内 2010年4月2010年5月张唯一已完成 二次风道 烟道漏风烟 风道存在漏点 对烟风道焊口 挡板门密封件进行 处理 消除漏风 2010年9月2010年10月张唯一已完成 锅炉炉内燃烧差 二次风配风不好 一次风带粉量不均 匀 锅炉动力场试验 优化锅炉燃烧 2010年10月2010年12月 梁义生 孙文江 已完成 蒸汽温度运行中不易控制运行中经常偏离规定温度 优化锅炉一 二级减温水以及再热 器减温水自动 2010年5月2011年4月 苑国栋 孙文江 措施编制完 炉膛水冷壁管存在吹损减薄现 象 同时能保证受热面清洁运 行 检修时水冷壁换管量大换管 管壁减 薄 优化吹灰参数及次数 减少炉膛受 热面吹损 2010年9月2010年11月 梁义生 孙文江 已完成 石子煤量大 减少因石子煤量 的外运 提高燃煤利用率 精环磨损泄漏磨煤机静环进行改造更换2010年4月2011年4月梁义生措施制定完 煤粉细度不合格 均匀性差未按期进行磨煤机大修定期进行磨煤机大修2010年4月2011年4月张唯一 已完成 降低发电 煤耗 提高锅炉效 率 1A 1B空预器漏风大 多次检 修效果不明显 设计不合理 密封片磨损 技术改造改变密封方式 采用豪顿 华技术 2011年4月2011年4月梁义生方案编制中 11 目标 手段 1次 要因 问题点 改善对策 开始日期 结束日期负责人 完成情况 水塔换热不好 填料结垢 配置不均匀 更换质量较好的填料 利用涡流技术 改善送风2011年4月1日 2011年5月30日 李晓忠方案调研中 高中缸试验效率偏离设 计值 机组未经首检 汽封间隙偏大 传统汽 封密封方式差 更换布莱登汽封 蜂窝汽封及叶顶汽 封2010年4月22日 2010年5月22日 李晓忠已完成 1号机组严密性试验不合 格 小机汽封 缸面漏真空查找真空漏点 提高真空 2010年4月22日 2010年5月22日 刘辉已完成 胶球系统全年平均投入 率低 冬季循环流速低 水塔填料破碎影响收 球率 完善胶球系统运行方式 2010年4月22日 2010年9月 郑建明已完成 高加端差大高加水位控制不好 换热管水侧脏完善高加经济运行方式2010年4月22日 2010年10月 郑建明已完成 未进行机组滑压运行优 化 汽轮机运行不经济进行机组滑压运行优化试验2010年9月1日 2010年11月 郑建明已完成 除氧器平均温度高除氧水箱散热损失大除氧间除氧器及其附属管道保温整改 2011年5月2011年6月 刘辉在103C中实施 汽轮机表面平均温度高 汽轮机表面散热损失大对汽缸保温采用新工艺进行重新制作 2010年4月22日 2010年11月30日 刘辉 2机组计划在 202B检修中实 施 降低发 电煤耗 提高汽轮机效 率 2009年2台机组最大供热 量550t h 供暖面积未达到设计值冬季机组供暖面积增加2010年5月2010年7月 郑云庆已完成 12 5 6效果确认 在实施煤耗降低项目中 根据5 5中项目安排 每月的实施效果通过锅炉 汽机效率月度分解表和月 度煤耗完成值可以直观的看到我司在降低发电煤耗精益管理过程中取得成绩 5 6 1机组锅炉 汽机效率月度完成表 表示完成月度目标 目标名称目标值 567891011121234 目标 44 5843 7643 8444 0444 1844 9050 4754 7454 6654 3450 2444 80 实际 44 8044 3043 8844 4044 6945 3248 5054 汽机效率 47 26 颜色 目标 89 5089 1789 0088 6188 6088 8589 0089 1089 1089 5089 4089 00 实际90 00 90 62 89 8990 2590 5689 5889 60 90 锅炉效率 89 07 颜色 5 6 2机组月度煤耗完成表 月份 5