一、成果實(shí)施的背景
       廣東粵電云河發(fā)電有限公司的兩臺(tái)300兆瓦循環(huán)流化床機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，該公司技術(shù)人員逐年不斷挖掘機(jī)組節(jié)能潛力，通過(guò)多年生產(chǎn)技術(shù)對(duì)標(biāo)工作的開展，各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)得到大幅度提高，2012、2013年參加了全國(guó)循環(huán)流化床機(jī)組競(jìng)賽，分別獲得二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)的好成績(jī)，但與標(biāo)桿機(jī)組相比，仍有較大差距，特別是廠用電率仍較高。2012年5、6號(hào)機(jī)組的供電標(biāo)煤耗為336.4 克/千瓦時(shí)、336.1克/千瓦時(shí)，直接生產(chǎn)用電率為7.61%、7.46%。
       為了進(jìn)一步提高5、6號(hào)機(jī)組的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)，更好地發(fā)揮兩臺(tái)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益，2013年10月，該公司組織技術(shù)人員開始調(diào)研和尋找科研機(jī)構(gòu)合作，對(duì)機(jī)組進(jìn)行節(jié)能潛力診斷。同時(shí)該公司向廣東粵電集團(tuán)有限公司申請(qǐng)了名為“5、6號(hào)機(jī)組節(jié)能潛力診斷”的科技項(xiàng)目，并得到了公司的批準(zhǔn)。為確保節(jié)能診斷項(xiàng)目能取得較好的成果，該公司技術(shù)人員經(jīng)過(guò)多次調(diào)研和評(píng)估，在了解其他電廠節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的情況和效果的基礎(chǔ)上，于2013年9月和2014年4月先后兩次外請(qǐng)西安熱工研究院的節(jié)能專家到廠進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的交流。該公司技術(shù)人員對(duì)機(jī)組節(jié)能診斷項(xiàng)目了解和掌握了如下情況：
       1.這個(gè)項(xiàng)目是兩臺(tái)機(jī)組機(jī)、爐、電三個(gè)專業(yè)主輔設(shè)備多項(xiàng)綜合的節(jié)能診斷的項(xiàng)目，節(jié)能診斷的效果和最終需要采取的節(jié)能方法、措施很難以定額定量的考核指標(biāo)來(lái)衡量。
       2.西安熱工研究院是火力發(fā)電行業(yè)質(zhì)檢中心，具有電力工程調(diào)試甲級(jí)資質(zhì)、工程咨詢甲級(jí)資格、是中電聯(lián)授予的AAA信用企業(yè)，通過(guò)中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心質(zhì)量管理體系認(rèn)證，并有多人獲得節(jié)能方向的國(guó)家注冊(cè)咨詢工程師執(zhí)業(yè)資格。西安熱工研究院有限公司在機(jī)組能耗診斷專業(yè)領(lǐng)域具領(lǐng)先地位，有三百臺(tái)機(jī)組能耗診斷項(xiàng)目的業(yè)績(jī)；承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家部委和華能集團(tuán)能耗診斷相關(guān)科研項(xiàng)目；技術(shù)人員全面、系統(tǒng)的專業(yè)技能以及豐富的經(jīng)驗(yàn)；各種類型及容量等級(jí)機(jī)組的詳實(shí)資料（設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、檢修報(bào)告、試驗(yàn)報(bào)告和技術(shù)改造等）；配備有高精度的儀器和設(shè)備。而其它同類單位的能耗診斷工作水平與西安熱工研究院在各個(gè)方面相差較大。
       3.2013年截止目前西安熱工研究院與華能、國(guó)華、華潤(rùn)、中電投、粵電等多個(gè)發(fā)電集團(tuán)合作，共同為機(jī)組節(jié)能降耗工作進(jìn)行研究，共計(jì)在34臺(tái)次機(jī)組的進(jìn)行試驗(yàn)和節(jié)能研究工作，涉及裝機(jī)容量1700萬(wàn)千瓦，其中1000兆瓦超超臨界機(jī)組6臺(tái)、600兆瓦超臨界機(jī)組14臺(tái)、300兆瓦亞臨界機(jī)組12臺(tái)。
       鑒于上述原因，經(jīng)公司內(nèi)部技術(shù)人員討論，決定邀請(qǐng)西安熱工研究院有限公司為該公司#5、6機(jī)組能耗診斷項(xiàng)目實(shí)施單位。
       二、節(jié)能潛力診斷
       2014年4月-5月，西安熱工研究院有限公司的10位專家組成節(jié)能診斷專家小組到廣東粵電云河發(fā)電有限公司，專家小組成員中涉及有鍋爐本體及燃燒、鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)、汽機(jī)本體及熱力系統(tǒng)、冷端系統(tǒng)、廠用電及環(huán)保系統(tǒng)等多個(gè)專業(yè)。云河發(fā)電有限公司按專業(yè)對(duì)口安排專業(yè)技術(shù)人員與其聯(lián)合組成科技攻關(guān)小組，對(duì)兩臺(tái)300兆瓦亞臨界循環(huán)流化床機(jī)組主要運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)狀分析，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)地調(diào)研。
       經(jīng)過(guò)半個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)分析、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、數(shù)據(jù)采樣收集和在線進(jìn)行試驗(yàn)等的節(jié)能診斷措施，科技攻關(guān)小組通過(guò)多次交流討論會(huì)對(duì)各項(xiàng)能源損耗問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的主要因素。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步定量計(jì)算了這些因素對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的影響量，得出了機(jī)組能耗的損失分布情況及其主要原因，明確了下一步節(jié)能降耗工作的方向和重點(diǎn)，并有針對(duì)性地提出了5、6號(hào)機(jī)組節(jié)能降耗的技術(shù)途徑與實(shí)施方案，同時(shí)預(yù)測(cè)分析了各項(xiàng)改造實(shí)施后機(jī)組的能耗水平，以指導(dǎo)該公司優(yōu)化運(yùn)行、設(shè)備維護(hù)及技術(shù)改造工作，推動(dòng)電廠節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
       通過(guò)該次節(jié)能診斷，找出影響該公司5、6號(hào)機(jī)組發(fā)電煤耗的主要因素包括以下幾點(diǎn)：
       1.由于受國(guó)內(nèi)制造加工工藝和投產(chǎn)初期設(shè)備安裝水平的制約，汽機(jī)各缸性能達(dá)不到設(shè)計(jì)水平，導(dǎo)致云河發(fā)電有限公司5、6號(hào)汽輪機(jī)熱耗較設(shè)計(jì)水平偏高219千焦/千瓦時(shí)和189 千焦/千瓦時(shí)左右，折合機(jī)組發(fā)電煤耗約8.2克/千瓦時(shí)和7.1克/千瓦時(shí)；
       2.2013年5月至2014年4月期間，5、6號(hào)機(jī)組出力系數(shù)分別為0.658和0.648，相較于出力系數(shù)1.0時(shí)的發(fā)電煤耗分別升高約9.6克/千瓦時(shí)和10.0克/千瓦時(shí)；
       3.5、6號(hào)機(jī)組再熱汽減溫水和過(guò)熱汽減溫水投用量較大，使發(fā)電煤耗分別升高約1.6克/千瓦時(shí)和1.4克/千瓦時(shí)；
       4.5、6號(hào)機(jī)組低壓缸排汽壓力較設(shè)計(jì)值的偏差，對(duì)不同背壓范圍進(jìn)行分段修正，加權(quán)核算后分別導(dǎo)致發(fā)電煤耗升高約0.9克/千瓦時(shí)和0.6 克/千瓦時(shí)；
       5.2013年5月至2014年4月期間， 5、6號(hào)機(jī)組啟停次數(shù)分別為4次和3次，4月底6號(hào)機(jī)組停機(jī)一次，使機(jī)組發(fā)電煤耗分別上升約1.0 克/千瓦時(shí)和0.9克/千瓦時(shí)；
       6.5、6號(hào)機(jī)組鍋爐熱效率優(yōu)于設(shè)計(jì)值約0.8個(gè)百分點(diǎn)，使機(jī)組發(fā)電煤耗下降約2.5 克/千瓦時(shí)；
       7.其它因素包括熱力系統(tǒng)嚴(yán)密性、回?zé)嵯到y(tǒng)、蒸汽消耗、主再熱蒸汽參數(shù)等對(duì)5、6號(hào)機(jī)組能耗的影響均處于相對(duì)正常水平，總計(jì)分別使機(jī)組發(fā)電煤耗下降約1.4 克/千瓦時(shí)和1.8 克/千瓦時(shí)。
       對(duì)云河發(fā)電有限公司5、6號(hào)機(jī)組的節(jié)能潛力進(jìn)行預(yù)測(cè)分析匯總?cè)缦卤?.1所示：

表1：云河發(fā)電有限公司5、6號(hào)機(jī)組節(jié)能潛力預(yù)測(cè)分析匯總

          如表1所示，云河發(fā)電有限公司可以通過(guò)運(yùn)行優(yōu)化、檢修維護(hù)、技術(shù)改造等多方面努力， 5、6號(hào)機(jī)組發(fā)電煤耗在目前基礎(chǔ)上可分別下降約6.1克/千瓦時(shí)和5.9克/千瓦時(shí)，廠用電率可分別下降約0.35個(gè)百分點(diǎn)和0.33個(gè)百分點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)攻關(guān)小組綜合考慮出力系數(shù)這一影響因素對(duì)發(fā)供電煤耗、廠用電率的影響，設(shè)定了預(yù)期指標(biāo)。以出力系數(shù)0.75為例，5、6號(hào)機(jī)組發(fā)電煤耗力爭(zhēng)達(dá)到306.9克/千瓦時(shí)，廠用電率達(dá)到6.40%和6.66%，供電煤耗達(dá)327.9克/千瓦時(shí)和328.9克/千瓦時(shí)。不同出力系數(shù)下5、6號(hào)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)預(yù)計(jì)值見(jiàn)表2：

表2：云河發(fā)電有限公司5、6號(hào)機(jī)組各負(fù)荷率下經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)預(yù)計(jì)值

       三、節(jié)能措施實(shí)施
       經(jīng)過(guò)節(jié)能診斷后，廣東粵電云河發(fā)電有限公司組織了多次節(jié)能改造研討會(huì)，將節(jié)能診斷后的可實(shí)施的措施進(jìn)行評(píng)估和分解，結(jié)合該公司的實(shí)際情況，初步擬定將采取以下節(jié)能措施：
       5、6號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)本體揭缸檢修，可使發(fā)電煤耗下降4.0-6.0克/千瓦時(shí)；5、6號(hào)機(jī)組運(yùn)行中加強(qiáng)凝汽器半側(cè)清洗，注重機(jī)組停運(yùn)期間凝汽器冷卻管的高壓水清洗，可使發(fā)電煤耗分別下降約0.2克/千瓦時(shí)和0.5克/千瓦時(shí)；5、6號(hào)機(jī)組熱力系統(tǒng)優(yōu)化（過(guò)熱汽減溫水改至高加后等）可使兩臺(tái)機(jī)組發(fā)電煤耗均下降約0.5 克/千瓦時(shí)；增設(shè)煙氣事故噴淋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)漿液循環(huán)泵優(yōu)化運(yùn)行，預(yù)計(jì)可使5、6號(hào)機(jī)組脫硫年均耗電率均下降約0.1個(gè)百分點(diǎn)。電除塵優(yōu)化運(yùn)行，預(yù)計(jì)可使 5、6號(hào)機(jī)組電除塵年均耗電率均下降約0.15個(gè)百分點(diǎn)。
       2014年11月至2015年1月，廣東粵電云河發(fā)電有限公司五、六號(hào)機(jī)組開展投產(chǎn)以來(lái)的首次大修。借此機(jī)會(huì)，該公司根據(jù)擬定的節(jié)能措施進(jìn)行節(jié)能改造工作。主要如下：
       1.汽輪機(jī)高中壓缸解體檢修及改造。
       對(duì)5、6汽輪機(jī)進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)5、6號(hào)汽輪機(jī)高中壓缸阻汽片存在如下缺陷：5號(hào)機(jī)高壓持環(huán)的28道阻汽片、蒸汽室的5道阻汽片和高壓轉(zhuǎn)子的14道阻汽片嚴(yán)重磨損，6號(hào)機(jī)高壓持環(huán)的28道阻汽片間隙有1.1毫米。上述阻汽片的間隙已超標(biāo)。
       發(fā)現(xiàn)缺陷后，該公司馬上組織本廠技術(shù)人員、大修隊(duì)伍、監(jiān)理等相關(guān)方召開討論會(huì)，同時(shí)也咨詢了上海汽輪機(jī)廠，決定進(jìn)行阻汽片的更換。更換具體范圍如下：5號(hào)機(jī)高壓持環(huán)28道阻汽片、蒸汽室5道阻汽片、高壓轉(zhuǎn)子14道阻汽片；6號(hào)機(jī)高壓持環(huán)28道阻汽片；阻汽片的間隙標(biāo)準(zhǔn)如下：高壓持環(huán)靜葉阻汽片的間隙為0.75-0.85毫米，噴嘴室靜葉阻汽片的間隙為1.00-1.10毫米，高中壓轉(zhuǎn)子阻汽片的間隙為0.75-0.85毫米。
       2.凝汽器不銹鋼管機(jī)械清洗。
       該公司為了確保汽輪機(jī)凝汽器不銹鋼管的清潔度，在大修時(shí)對(duì)凝汽器水側(cè)采用高壓水射流清洗，此方法是以水為介質(zhì)，通過(guò)專用設(shè)備系統(tǒng)使水產(chǎn)生高壓水射流，對(duì)凝汽器不銹鋼管的內(nèi)部結(jié)垢、堵塞物或表面附著物進(jìn)行徹底地切削、破碎、擠壓及沖刷以達(dá)到完全清洗的目的。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，選用40兆帕-45兆帕的清洗壓力。清洗頭采用進(jìn)口品牌的自進(jìn)式旋轉(zhuǎn)清洗槍頭，可使高壓水流與換熱管內(nèi)壁全面接觸，無(wú)死角，清除徹底。
       3.鍋爐過(guò)熱器減溫水系統(tǒng)優(yōu)化改造。
       該公司的兩臺(tái)機(jī)組的過(guò)熱器減溫水管道原本是從高壓加熱器前引出，大修后通過(guò)在高壓加熱器后主給水門的旁路調(diào)門手動(dòng)門前焊接1個(gè)Ø219×18/Ø133×16的異徑三通（材質(zhì)為WB36)、40米Ø133×16的20G無(wú)縫鋼管、1個(gè)Ø133×16的等徑三通（材質(zhì)20G）和DN100的電動(dòng)截止閥，實(shí)現(xiàn)了過(guò)熱器減溫水管道由高壓加熱器后引出，具體改裝示意圖如下圖1和圖2：

圖1：過(guò)熱器減溫水系統(tǒng)改裝前示意圖

圖2：過(guò)熱器減溫水系統(tǒng)改裝后示意圖

       4.增設(shè)煙氣事故噴淋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)FGD漿液循環(huán)泵單泵優(yōu)化運(yùn)行。
       由于廣東粵電云河發(fā)電有限公司兩臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐燃燒的煤基本都是低硫煤，原煙氣的二氧化硫濃度較低，在這種情況下，F(xiàn)GD系統(tǒng)可以只開一臺(tái)漿液循環(huán)泵均可滿足達(dá)標(biāo)排放的要求，達(dá)到優(yōu)化運(yùn)行方式減少?gòu)S用電消耗的目的。但在運(yùn)行中，為防止只有一臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)跳閘等故障導(dǎo)致吸收塔設(shè)備損壞的情況發(fā)生，該公司通過(guò)對(duì)吸收塔入口事故噴淋進(jìn)行改造和完善事故噴淋的控制邏輯，目的是對(duì)煙氣溫度進(jìn)行控制，防止煙氣溫度超過(guò)180℃。這樣就可以實(shí)現(xiàn)漿液循環(huán)泵單泵優(yōu)化運(yùn)行方式減少?gòu)S用電消耗。
       5.電除塵優(yōu)化運(yùn)行。
       該公司兩臺(tái)300兆瓦循環(huán)流化床機(jī)組的鍋爐原設(shè)計(jì)燒國(guó)內(nèi)收到基灰份為20.15%煙煤，現(xiàn)在流化床鍋爐燒的主要煤種為國(guó)外印尼煙煤，收到基灰份只有5.0%左右，飛灰量大幅減小。該公司在確保粉塵濃度達(dá)標(biāo)排放的前提下，為減少5、6機(jī)組電除塵耗電量，進(jìn)行電除塵優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整，將5、6機(jī)組電除塵1、2、3號(hào)電場(chǎng)高壓柜二次電流設(shè)定值由80%減至50%，4、5號(hào)電場(chǎng)高壓柜二次電流設(shè)定值由80%減至30%，調(diào)整后的5、6機(jī)組的1、2號(hào)除塵變電流分別下降約30A。
       四、實(shí)施后效果
       1.汽輪機(jī)高中壓缸改造的效果。該公司兩臺(tái)300兆瓦機(jī)組大修啟動(dòng)后，由廣東省電力科學(xué)研究院進(jìn)行大修后的熱力性能試驗(yàn)。300兆瓦工況下機(jī)組熱耗值如下表3所示：

表3：汽輪機(jī)高中壓缸改造前后熱耗對(duì)比（300兆瓦工況）    

       由表3可以看到，大修后汽輪機(jī)的修正熱耗降低了137.7 千焦/千瓦時(shí)，折合供電標(biāo)煤耗5.71 克/千瓦時(shí)。數(shù)據(jù)表明該公司兩臺(tái)300兆瓦汽輪機(jī)高中壓缸更換阻汽片后汽輪機(jī)的效率明顯提高。
       2.凝汽器不銹鋼管機(jī)械清洗效果。該公司兩臺(tái)機(jī)組的凝汽器不銹鋼管清洗后，組織專業(yè)技術(shù)人員對(duì)水側(cè)管板、水室內(nèi)表面、不銹鋼管進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保清洗干凈無(wú)雜物、水垢、泥垢。在凝汽器水室由一端用手電照射，在另外一端可以見(jiàn)到明亮的光線。不銹鋼管內(nèi)部潔凈、無(wú)污物。
       大修后機(jī)組啟動(dòng)，凝汽器端差較修前降低約1℃，由此帶來(lái)的供電煤耗約降低0.66 克/千瓦時(shí)。
       3.鍋爐過(guò)熱器減溫水系統(tǒng)優(yōu)化改造的效果。該公司對(duì)5、6號(hào)機(jī)組鍋爐過(guò)熱汽減溫水改至高加后，提升了整個(gè)熱力系統(tǒng)的回水加熱的效率，經(jīng)過(guò)該公司的生產(chǎn)在線數(shù)據(jù)可以估算兩臺(tái)機(jī)組發(fā)電煤耗均下降約0.5 克/千瓦時(shí)。
       4.FGD漿液循環(huán)泵優(yōu)化運(yùn)行的效果。實(shí)現(xiàn)FGD漿液循環(huán)泵單泵優(yōu)化運(yùn)行，預(yù)計(jì)可使5、6號(hào)機(jī)組脫硫年均耗電率均下降約0.1個(gè)百分點(diǎn)，供電標(biāo)煤耗降低0.3 克/千瓦時(shí)。
       5.電除塵優(yōu)化運(yùn)行的效果。該公司兩臺(tái)機(jī)組在確保粉塵濃度達(dá)標(biāo)排放的前提下，經(jīng)過(guò)優(yōu)化運(yùn)行方式的調(diào)整，將電除塵實(shí)時(shí)功率由原來(lái)1350千瓦下降至1080千瓦，減少了270千瓦的功率損耗，使該公司的廠用電率比原來(lái)下降0.15%，供電標(biāo)煤耗降低0.5 克/千瓦時(shí)。同時(shí)為進(jìn)一步降低電除塵耗電率，該公司還計(jì)劃將現(xiàn)電場(chǎng)高壓柜的功率因素70%改造為功率因素高達(dá)95%以上的新型調(diào)制型高頻電源，電能轉(zhuǎn)化效率高，可節(jié)省大量電能。
       五、總結(jié)
       1.2014年，該廠5、6號(hào)機(jī)組的等效可用負(fù)荷率相對(duì)2012年略有下降，主要是機(jī)組調(diào)峰停運(yùn)時(shí)間和次數(shù)同比增加，但是供電標(biāo)煤耗和直接生產(chǎn)用電率同比下降。其中供電耗同比下降1.5克/千瓦時(shí)。直接生產(chǎn)用電率下降0.5%。直接廠用電率的下降主要表現(xiàn)在脫硫耗電率、電除塵耗電率及一二次風(fēng)機(jī)耗電率的下降。

       2.2014年12月，廣東粵電云河發(fā)電有限公司5、6號(hào)機(jī)組大修，按照節(jié)能診斷技術(shù)要求，公司對(duì)5、6號(hào)機(jī)組進(jìn)行了相關(guān)檢修和改造，汽機(jī)熱耗率大幅下降，直接生產(chǎn)用電率也有所降低。2015年1-3月，該公司的5、6號(hào)機(jī)組供電標(biāo)煤耗累計(jì)值為329.9 克/千瓦時(shí)，同比下降約4.5 克/千瓦時(shí)，直接生產(chǎn)用電率為6.53%，同比下降約0.5%。
       3.廣東粵電云河發(fā)電有限公司成功利用和吸收機(jī)組節(jié)能診斷技術(shù)，對(duì)節(jié)能潛力較大、實(shí)施效果較明顯的項(xiàng)目進(jìn)行改造。改造后，機(jī)組供電標(biāo)煤耗降低約6克/千瓦時(shí)。若按照該公司兩臺(tái)300兆瓦循環(huán)流化床機(jī)組每年供電30億千瓦時(shí)來(lái)計(jì)算，一年可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約1.8萬(wàn)噸，按照該公司采購(gòu)標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)730元/噸計(jì)算，每年可以節(jié)約1314萬(wàn)元的燃料成本支出。同時(shí)也為社會(huì)減少碳排放、緩解地球溫室效應(yīng)發(fā)揮了積極作用。（主創(chuàng)人員：李瑞明、胡光明、林俊航、梁權(quán)志、任偉康、陳卓衛(wèi)、蘇彥坤、吳偉基、江  平、陳  宇、王立法）