電廠節(jié)能方案

PAGE畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：電廠節(jié)能方案學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)班級指導(dǎo)教師評閱教師完成日期 2009 年 11月20日論文報告原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文報告是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了論文報告中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文報告不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：年月日論文報告版權(quán)使用授權(quán)書本論文報告作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文報告的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)論文報告管理部門或機構(gòu)送交論文報告的復(fù)印件和電子版，允許論文報告被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀論文報告評選機構(gòu)將本論文報告的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本論文報告。（宋體小4號）本論文報告屬于保密□，在_________年解密后適用本授權(quán)書。不保密□。（請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“√”）作者簽名：年月日導(dǎo)師簽名：年月日畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)班級指導(dǎo)教師評閱教師完成日期：年月日課題名稱：電廠節(jié)能方案一、課題來源本課題是根據(jù)在隔河巖電廠參觀實習(xí)期間，在電廠內(nèi)部參考的資料和在網(wǎng)上整理的相關(guān)水電廠節(jié)能資料。二、設(shè)計目的1）通過設(shè)計，加深對電力系統(tǒng)及發(fā)電廠設(shè)備節(jié)能的理解，鞏固和提高學(xué)過的理論與專業(yè)知識，并予以適當?shù)纳罨?）掌握電廠節(jié)能的一般方法，包括水電廠的節(jié)能方法、熱電廠在鍋爐方面節(jié)能、機組參數(shù)設(shè)置方面節(jié)能等。3）學(xué)會在項目開發(fā)時如何搜集和查閱資料、使用開發(fā)工具、進行方案論證與設(shè)計、總結(jié)設(shè)計結(jié)果，撰寫學(xué)術(shù)論文等，為今后的工作打下良好的基礎(chǔ)。三、設(shè)計要求本課題是根據(jù)隔河巖電廠的實際節(jié)能方案出發(fā)，并適當考慮電廠節(jié)能的發(fā)展前景，按照電廠機組的數(shù)量與容量、類型，選擇合適的方案，選擇合適的電器設(shè)備，確定達到本次設(shè)計的節(jié)能要求。四、設(shè)計意義通過對電廠節(jié)能方面進行實際調(diào)查，進一步了解理論與實際相結(jié)合的重要性，集多門學(xué)科融會貫通，從而達到應(yīng)用實踐的目的。使所學(xué)知識得以運用和加深。五、研究內(nèi)容電能是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能源轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；目前的節(jié)能分析方法使用起來比較繁雜，不太適合電廠的現(xiàn)場使用。由于沒有科學(xué)、合理、簡潔易用的節(jié)能管理評價方法和評價體系，致使電力集團公司對電廠和電廠內(nèi)部之間的管理缺乏統(tǒng)一的評價基準，無法做到科學(xué)合理地橫向、縱向評價電廠的節(jié)能管理工作。該課題針對電廠存在的問題，通過大量、針對性的參數(shù)優(yōu)化試驗和運行方式優(yōu)化試驗，找出并確定機組在整個運行過程中、不同負荷下的最佳運行參數(shù)、主輔機之間的最佳匹配方式，從而確定機組的評價基準。利用相似理論和能耗分析理論，動態(tài)確定機組運行時主輔機運行參數(shù)變化、運行工況異常、運行操作不當造成的能量損失。根據(jù)計算分析的結(jié)果，結(jié)合運行人員和性能分析專家及技術(shù)管理人員的經(jīng)驗，生成運行導(dǎo)航系統(tǒng)，使電廠運行人員、技術(shù)管理人員可以隨時掌握機組的動態(tài)熱力性能、動態(tài)的優(yōu)化參數(shù)、動態(tài)的能損診斷。運行操作人員可以根據(jù)優(yōu)化參數(shù)、動態(tài)的能損分析，及時對運行設(shè)備作出合理調(diào)整，保持機組在任意負荷下均在最佳工況下運行，從而使機組的煤耗最低，達到節(jié)能降耗的目的。該課題首次將相似理論和能損分析理論相結(jié)合，形成了獨特的分析評價體系。優(yōu)化評價基準以“實用可達”、“跳起來摘桃子”為基本原則，和運行人員的實際操作具有很強的可比性，非常有利于挖掘運行人員的技術(shù)潛力。由于發(fā)電設(shè)備不斷老化，設(shè)備的維修更換也不可避免，因此機組的優(yōu)化比較基準不能一成不變，該課題在國內(nèi)的同類研究中首次提出智能自學(xué)習(xí)的動態(tài)優(yōu)化基準，可以對機組在不同時間相同負荷條件下的運行狀況進行比較判斷，確定對應(yīng)于供電煤耗率最小條件下的主輔機運行參數(shù)和運行方式，生成自學(xué)習(xí)的動態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)閉環(huán)控制，實現(xiàn)優(yōu)化基準的科學(xué)性和合理性。由于設(shè)備的老化、維修或更換，機組參數(shù)修正數(shù)據(jù)庫和耗差分析的數(shù)學(xué)模型也發(fā)生變化，課題提出并應(yīng)用了開放式數(shù)據(jù)庫，成功地解決了分析計算數(shù)學(xué)模型的更改問題。課題的研究成果簡潔實用、可靠、可操作、可持續(xù)發(fā)展，因此在電廠得到了廣泛的推廣應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域與推廣方式：課題的研究成果可以用于火電廠的節(jié)能分析、運行優(yōu)化、節(jié)能管理，適用于再熱機組和非再熱機組，可以直接產(chǎn)生經(jīng)濟效益。六、設(shè)計任務(wù)要求在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成下列工作量：1、說明書①前言②目錄③符合設(shè)計④電廠節(jié)能措施⑤高壓變頻調(diào)速與節(jié)能的關(guān)系⑥熱電廠節(jié)能的措施⑦附錄及參考文獻七、設(shè)計時間1、2009-搜集準備資料并完成開題報告。2、2009-09-15～200完成畢業(yè)設(shè)計（論文）初稿，指導(dǎo)老師審核。3、2009-完成畢業(yè)設(shè)計（論文），裝訂成冊，連同電子文檔一并上交指導(dǎo)老師。4、2009-1指導(dǎo)老師完成畢業(yè)設(shè)計（論文）的批閱，評閱小組完成評閱。5、2009-1畢業(yè)設(shè)計答辯。八、參考資料及文獻：1.胡翔駿.電路分析.北京：高等教育出版社.2001.2.邱關(guān)源.電工基礎(chǔ).北京：高等教育出版社.1965.3.王曉敏.電工學(xué).北京：機械工業(yè)出版社.2004.4.華孝敏.電氣設(shè)備故障和處理方法.北京：科學(xué)技術(shù)出版社.1997.5.陳立周.電氣測量.北京：機械工業(yè)出版社.1984.6.康松.汽輪機原理.北京：中國電力出版社.2000.7.陳庚.單元機組集控運行.中國電力出版社.2001.8.孫奉仲.大型汽輪機運行.中國電力出版社.2005.目錄摘要…………………6前言…………………6一、高壓變頻調(diào)速與電廠節(jié)能…………71.1電力生產(chǎn)的特殊性…………………71.2變頻節(jié)能在電力生產(chǎn)中的綜合效果………………7二、使用PLC以太網(wǎng)實現(xiàn)對隔河巖電廠LCU改造…………82.1輸入冗余……………82.2輸出冗余……………92.3電源的冗余…………92.4交流采樣與變送器…………………102.5采用CableFast快速配線系統(tǒng)…………………10三、烏江渡水電站節(jié)能降耗措施……………113.1耗水率構(gòu)成………………113.2影響耗水率的因素………………………113.3發(fā)電水頭因素……………113.4機組效率因素……………123.5入庫來水量因素…………123.6庫水位運行因素…………123.7節(jié)能降耗的方法及措施…………………13四、CFB機組火電廠節(jié)能管理措施和技術(shù)建議……………144.1火電廠節(jié)能的六個方面………………144.2燃料供應(yīng)與制備環(huán)節(jié)管理……………154.3熱力設(shè)備節(jié)能技術(shù)監(jiān)督………………154.4節(jié)能減排專項試驗……………………164.5設(shè)備技術(shù)改造和檢修維護管理………………164.6CFB機組的典型節(jié)能措施……………………164.7影響經(jīng)濟性的因素……………18五、小結(jié)與致謝…………………………20六、參考文獻………………………22電廠節(jié)能方案摘要：隔河巖水電站位于湖北省長陽縣城附近的清江干流上，距葛洲壩電站約50km，距武漢約350km。電站建成后主要供電華中電網(wǎng)，并配合葛洲壩電站運行。隔河巖水電站為一等工程，樞紐由、泄洪建筑物、引水式地面廠房、開敞式開關(guān)站及斜坡式升船機等組成。大壩最大壩高151m，壩頂弧長648m；溢流壩段布置在河床中部，壩頂表孔5孔，孔口尺寸（寬×高）14×19．6m，4孔深孔，孔口尺寸（寬×高）6×8m，采用底流消能方案；廠房及開關(guān)站布置在右岸，廠房尺寸（長×寬）144×44．5m；兩級垂直升船機布置在左岸，按5級航道，最大船舶噸位300t及年運輸能力270萬t進行設(shè)計。前言：由于受諸多因素的影響,當前中國電力工業(yè)的運行水平和能源利用效率較低。在分析相關(guān)問題的基礎(chǔ)上,提出了加強中國電力工業(yè)節(jié)能降耗工作的一些建議與措施,包括改變能源利用結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能源利用技術(shù)、調(diào)整等。關(guān)鍵詞：能源利用節(jié)能方案創(chuàng)新技術(shù)Geheyanpowerplantenergy-savingprogramsAbstract:GeheyanHydropowerStationislocatednearthetownofChangyangCounty,HubeiProvinceontheQingjiangRiverfromtheGezhoubapowerstationisabout50km,fromWuhan,isabout350km.Afterthecompletionofthemaincentralstationelectricitygrid,andinlinewiththeGezhoubapowerstationtorun.GeheyanHydropowerStationasafirst-classengineering,ahubfrom,spillwaystructures,diversiontypeonthegroundplants,opentypeswitchstationandtheslopeshipliftsoon.Damthelargestdamheight151m,crestarclength648m;spillwaysectionarrangedintheriverbedcentralcrestspillway5hole,orificesize(W×H)14×19.6m,4-holehole,orificeDimensions(W×H)6×8m,withenergydissipationattheendoftheprogram;plantandswitchingstationaredeployedintherightbank,plantsize(length×width)144×44.5m;twoverticalshipliftarrangedontheleftbank,accordingtofivechannel,thelargesttonnage300tandannualtransportationcapacityof2.7milliontdesign.Preface：Duetomanyfactors,China'scurrentelectricpowerindustrytorunalowlevelandenergyefficiency.Relatedissuesintheanalysis,basedonChina'spowerindustryproposesstrengtheningtheworkofanumberofenergysavingproposalsandmeasures,includingchangesinenergyusestructure,innovativeenergytechnologies,adjustment.Keywords：EnergyEnergy-savingprogramInnovation高壓變頻調(diào)速與電廠節(jié)能根據(jù)我國的電壓等級標準，高壓變頻主要指3kV、6kV、10kV這幾個電壓等級的變頻器，國內(nèi)電廠的廠用電電壓一般為6kV、10kV，功率較大（一般指超過200kW）的電動機基本上都采用高壓電動機，這些電動機的能耗是電廠用電的主要部分，高壓變頻指的就是這些電動機的變頻調(diào)速。1.1電力生產(chǎn)的特殊性

電力作為一種產(chǎn)品，與其它產(chǎn)品相比較具有它自身的特殊性。一般來說普通產(chǎn)品的生產(chǎn)與銷售使用是相對獨立的，產(chǎn)品可以在倉庫中存儲、周轉(zhuǎn)，可以預(yù)先生產(chǎn)好備用。電力這種產(chǎn)品的生產(chǎn)與消費是同時完成的，電力幾乎不能存儲，因此電力生產(chǎn)必須是連續(xù)的；電力生產(chǎn)的多少是根據(jù)用戶的使用情況決定的，因此電力生產(chǎn)的負荷是變化的。電力產(chǎn)品的這種特點決定了電力生產(chǎn)系統(tǒng)中各種設(shè)備的配置就需要根據(jù)最大生產(chǎn)能力來進行配置，而不能根據(jù)平均的電力需求配置系統(tǒng)。在電廠中，電力生產(chǎn)的最大生產(chǎn)能力是根據(jù)主機（鍋爐、汽機和發(fā)電機）的出力決定的，輔機（各種風(fēng)機、泵及其驅(qū)動電動機、電氣控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)等）的配置是根據(jù)主機的情況配置的，一般情況下，在設(shè)計過程中均考慮一定的余量，因此造成在實際的運行過程中，多數(shù)風(fēng)機和泵的流量需要的調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方式是節(jié)流調(diào)節(jié)（擋板、閥門等），存在反應(yīng)慢、調(diào)節(jié)精度低、能耗大等問題，而高壓變頻因其調(diào)節(jié)性能優(yōu)良、節(jié)能效果好等因素，正逐漸被廣泛應(yīng)用在電廠中風(fēng)機、水泵等的流量調(diào)節(jié)中。1.2變頻節(jié)能在電力生產(chǎn)中的綜合效果

根據(jù)流體力學(xué)原理，風(fēng)機或泵類設(shè)備的輸出流量與其轉(zhuǎn)速成正比，輸出壓力與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，其消耗的功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用變頻調(diào)速改變電動機的轉(zhuǎn)速，從而改變風(fēng)機或泵的轉(zhuǎn)速，以此來調(diào)節(jié)流量。在這種調(diào)節(jié)方式下，可以將節(jié)流調(diào)節(jié)的閥門或檔板等開度調(diào)至最大，減小管道系統(tǒng)的阻力，節(jié)約因克服調(diào)節(jié)阻力而引起的能耗。同時，采用變頻調(diào)節(jié)后，管道系統(tǒng)的阻力能保持在使風(fēng)機或泵工作的高效率點，減少因風(fēng)機或泵的效率降低而造成的能耗損失。

從節(jié)能的效果來看，對節(jié)流調(diào)節(jié)的變頻改造，產(chǎn)生的節(jié)能效果并非僅僅是當前所改造的電動機系統(tǒng)的節(jié)能效果，而是并行工作的多臺電動機系統(tǒng)的節(jié)能效果。如果兩臺風(fēng)機并聯(lián)運行，一臺運行風(fēng)量不足，兩臺運行時則需要進行節(jié)流調(diào)節(jié)，往往是兩臺風(fēng)機同時都進行風(fēng)門調(diào)節(jié)，對其中一臺進行變頻改造后，則兩臺風(fēng)機都可以運行在風(fēng)門全開的狀態(tài)下，這樣產(chǎn)生的節(jié)能效果即為節(jié)流調(diào)節(jié)時兩臺風(fēng)門的能耗。電廠的節(jié)能，更重要的是體現(xiàn)在系統(tǒng)效率的提高。在沒有進行變頻調(diào)節(jié)時，電廠的循環(huán)水泵一般采用多極電機,根據(jù)季節(jié)調(diào)整電機接線，改變電機的極對數(shù)來改變電動機轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)循環(huán)水流量，或者是根據(jù)季節(jié)調(diào)整并聯(lián)運行的電動機和泵的運行臺數(shù)來調(diào)節(jié)循環(huán)水流量，這種調(diào)節(jié)操作簡單，但調(diào)節(jié)精度低。采用變頻調(diào)節(jié)時，如果根據(jù)循環(huán)水的實時出水溫度調(diào)節(jié)循環(huán)水流量，將凝汽器的過冷度調(diào)節(jié)在一個最優(yōu)的范圍內(nèi)，提高鍋爐運行的整體效率，這樣節(jié)能效果更加突出。要利用變頻調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)精度高，操作方便的特點，優(yōu)化控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)效率。二、使用PLC以太網(wǎng)實現(xiàn)對隔河巖電廠LCU改造2.1輸入冗余一般來說，輸入的冗余應(yīng)該采用三取二的方法，即少數(shù)服從多數(shù)的方法。通用電氣公司GE系列PLC有這樣的硬件結(jié)構(gòu)，從CPU、輸入、輸出都三重冗余，以滿足可靠性極高的情形，如冶金領(lǐng)域的高爐。但是它的投資大，在水電行業(yè)實在沒有必要。但是，對于少數(shù)重要的信號，如用于事故停機、緊急事故停機的信號、重要設(shè)備如出口斷路器的狀態(tài)信號有兩路信號輸入，就存在如何處理的問題。在隔河巖計算機監(jiān)控改造工程中，就遇到這樣的問題。處理的方法是采用安全傾向因子，在不同的狀態(tài)、過程中，可以采用不同的安全傾向因子，這樣用一對冗余信號加一組安全傾向因子，就可以得到在不同的狀態(tài)、過程中一組信號。一個安全傾向因子可以是幾個甚至更多個信號的邏輯運算結(jié)果。2.2輸出冗余對于部分重要設(shè)備，如滅磁開關(guān)、出口斷路器，為保證其在任何情況下的高可靠性動作，需要對每一個這樣的設(shè)備配置兩個開出通道，即配置冗余的通道，已保證其可靠性。有些電廠的出口斷路器。如隔河巖的，分閘就是兩個線圈，正常工作線圈和后備線圈，任何一個線圈勵磁，斷路器都會分閘。實際上就是設(shè)備的冗余。國電公司在“無人值班（關(guān)門運行）征求意見稿”中有過這樣的要求。一般，冗余的通道動作策略有兩種：一種是采用兩個冗余通道同時動作的策略；另一種是采用在第一個通道動作失敗后，冗余的第二通道再動做的策略。顯然同時動作不是很好，因為正常情況下，設(shè)備會正常動作。這種情況下，第二通道動作沒有必要，可能造成第一通道動作失敗后，第二冗余通道動作不能正常動作。采用后一種辦法較好。監(jiān)視第一個通道動作，在一定時間內(nèi)，狀態(tài)沒有反饋回來，第二通道動作。這樣，第二通道幾乎沒有“表現(xiàn)的機會”，一旦讓他表演，他會“準確而恰如其分地表演”。在隔河巖計算機監(jiān)控改造工程中，就是采用這種方案，取得了比較理想的效果。2.3電源的冗余電源的重要性不言而喻。再好的設(shè)備，不提供電源，什么都無從談起。在隔河巖計算機監(jiān)控改造工程中，采用了電源冗余技術(shù)。隔河巖電廠的主電源為DC110V，I/O電源為DC24V.在遠程站中，采用兩塊電源模塊相冗余，在CPU機箱采用單電源（每一個CPU機箱占用獨立的底板）。電廠提供兩路DC110V電源，一路DC110V電源提供給其中一個CPU機箱電源模塊和遠程站的一個電源模塊，另一路DC110V電源提供給另一個CPU機箱電源和遠程站的另一個電源模塊。兩路DC110V各通過DC/DC轉(zhuǎn)換產(chǎn)生DC24V，兩路DC24V之間形成冗余。正常情況下，兩路DC110V都供電，兩個CPU機箱一主一備正常工作，DC24V正常工作，遠程站上的兩塊電源各承擔該機箱一半負荷。當一路DC110V故障時，其中一個CPU機箱能夠正常工作（當備用CPU機箱上電源失去時，沒有什么操作，也沒有什么影響。當主用CPU失去電源時，備用CPU無擾動切成主CPU），一路DC24V正常工作，遠程站上的其中一塊電源承擔該機箱全部負荷。這樣就實現(xiàn)了電源的冗余。2.4交流采樣與變送器交流采樣的使用越來越多，大有代替變送器的趨勢。但是，現(xiàn)在對于交流采樣的理解不是那么清楚。隔河巖計算機監(jiān)控改造工程中，關(guān)于交流采樣與變送器處理與使用是比較恰當?shù)摹⒑线m的，是值得其它電站（廠）借鑒的。這里所說的合理與恰當，當然指的是交流量的處理，因為現(xiàn)在對于直流及非電量只能采用變送器進行采集處理。具體處理方法是：對于機組同期、機組有功功率、機組電壓（無功功率）、導(dǎo)葉開限等實時性、可靠性要求高的控制環(huán)節(jié)，采用變送器。而采用交流采樣裝置采集發(fā)電機的三相電流、三相電壓（相、線）、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等電氣參數(shù)。2.5采用CableFast快速配線系統(tǒng)按照常規(guī)的接線方式，各種I/O模塊到盤柜端子需要配線。隔河巖水電廠機組單機容量大，考慮的較完善，因此I/O點數(shù)多。開關(guān)量輸入有320點，開關(guān)量輸出有128點，溫度點數(shù)有64點，非電氣模擬量輸入有32點，模擬量輸出8點。共有I/O模塊25塊，每個模塊有40端子需要與端子現(xiàn)聯(lián)，至少要有1000線需要接。但現(xiàn)場安裝改造時間非常有限，必須采取效率更高的方法。采用施耐德的快速接線系統(tǒng)CableFast是一種好的解決方法。CableFast快速配線系統(tǒng)是施耐德公司的標準產(chǎn)品，它將Quantum接線端子與端子塊預(yù)先用電纜連接好，端子塊可以直接安裝在DIN導(dǎo)軌上，外部接線可以直接接在端子塊上，這樣就減少了配線的工作量，節(jié)省了大量時間，是一種比較好的方式。在清江隔河巖水電廠現(xiàn)地控制單元（LCU）改造中，在結(jié)構(gòu)、技術(shù)路線、實現(xiàn)方法上都有所創(chuàng)新。主要體現(xiàn)在水電行業(yè)首次使用NQUATUMPLC直接上網(wǎng)（取消工控機），體現(xiàn)在采用了雙機熱備冗余、雙網(wǎng)、部分I/O冗余及電源的冗余。隔河巖水電廠的LCU尤其是機組LCUI/O點數(shù)多，是一般同規(guī)模機組的3到4倍。而且監(jiān)控系統(tǒng)的改造要求高，特別是時間短。在不到三周的時間里，要進行現(xiàn)場安裝、配線、調(diào)試，時間非常緊。經(jīng)過與電廠等有關(guān)方面的積極配合，隔河巖水電廠計算機改造工程已基本完成。目前，設(shè)備運行良好，預(yù)期的目標基本實現(xiàn)，效果是好的。三、烏江渡水電站節(jié)能降耗措施烏江渡發(fā)電廠位于貴州省遵義縣境內(nèi)烏江干流中游河段，是烏江干流梯級第4級電站，也是我國在大陸巖溶地區(qū)興建的第一座大型水電站。電站于1982年底三臺機組全部投產(chǎn)，總裝機容量630MW(3×210)，設(shè)計年發(fā)電量33.4億kW，水庫正常高水位760.00m，相應(yīng)庫容21.4億m3，有效庫容13.6億m3，庫容系數(shù)0.086，屬不完全年調(diào)節(jié)水庫。2000年至2005年，根據(jù)烏江流域總體規(guī)劃完成了兩臺機組擴建2×250MW和原三臺機組增容改造，現(xiàn)總?cè)萘繛?250MW，年平均發(fā)電量41.4億kW，成為烏江流域第一座百萬級的大型水電站。3.1耗水率構(gòu)成耗水率是指單位電量所消耗的水量，以m3／kW表示。其表達式如下：耗水率＝發(fā)電水量／發(fā)電量＝Q.T／（N.T）＝C／(H凈.η)式中：Q——發(fā)電引用流量（m3／s）H凈——凈發(fā)電水頭N——機組出力（kW）η——機組效率T——時段長C——常數(shù)（＝3600／9.81）3.2影響耗水率的因素影響發(fā)電耗水率的因素是多方面的,根據(jù)耗水率的概念和水電站水能動力特性公式，耗水率的高低是由發(fā)電水頭和機組效率兩個因素決定的。除此之外，入庫來水，庫水位運行也會影響耗水率的高低。3.3發(fā)電水頭因素水電廠運行的經(jīng)濟性，主要看發(fā)電水頭利用是否充分。尤其在攔蓄洪尾庫水位達到最高水位以后，發(fā)電水頭將影響整個供水期水資源的充分利用。從歷年的水務(wù)資料統(tǒng)計，發(fā)電水頭與耗水率總體呈相反趨勢，存在發(fā)電水頭越大耗水率越低的關(guān)系。據(jù)2001～2005年五個供水期耗水率統(tǒng)計，分別為3.06、3.87、4.73、4.684、4.46m3／kW，供水期水庫長期低水頭運行，損失大量電能是十分可惜的。加之在汛期烏江渡水電站作為系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻電站運行時，一般每天有兩個主要的高峰時段帶負荷，即：08：00～12：00；14：00～23：00，其它時段則帶負荷較少，而在非汛期一般則處于多機停機或旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài)，所帶的負荷也較少。因此，在一定的發(fā)電水頭下，機組出力平穩(wěn)保持在相應(yīng)水頭的高效率區(qū)運行，則耗水率低，反之耗水率高。3.4機組效率因素機組效率是影響耗水率的主要因素。對于不完全年調(diào)節(jié)水庫而言，在供水期單機投入運行，發(fā)最大出力的綜合效率系數(shù)雖然較高，但不能滿足調(diào)峰、調(diào)頻的需要，勢必造成機組效率低，增加發(fā)電耗水率。據(jù)統(tǒng)計僅2005年1～5月單機最大出力在10萬kW以下有95日臺次，其中單機最大出力在6萬kW以下有40日臺次，占10萬kW以下總運行日臺次的42.1%，這說明水輪機組有相當長的時間是在低負荷效率區(qū)運行，發(fā)電耗水增加。而2003年1～5月平均發(fā)電耗水4.78m3／kW，其中4月份高達5.16m3／kW，與枯水年份同期設(shè)計耗水3.73m3／kW相比多耗水1.05m3／kW。同時，機組低效率運行，加劇對設(shè)備、建筑物的氣蝕、震動損傷，其損失更難以用經(jīng)濟指標反映。3.5入庫來水量因素水電廠的經(jīng)濟效益能否充分發(fā)揮，一般來說取決于來水情況，也直接影響耗水率高低。2004年、2005年實際入庫水量分別為116.1533億m3和90.6204億m3，比多年平均徑流量158億m3分別偏少41.8467億m3和69.4361億m3，連續(xù)出現(xiàn)枯水年份，特別是2005年的來水較之水庫運行以來1990年（88.5639億m3）的特枯年份僅多約1.5億m3，排列第二。各月入庫水量分布不均勻，而且入汛時間偏晚，汛期結(jié)束早，豐水期短，汛期伏旱時間較長，加之不按來水量發(fā)電，增加耗水率；上游梯級水電站水庫調(diào)蓄的影響，也是增加耗水率升高的一個重要原因，如2004年和2005年上游洪家渡、索風(fēng)營水庫分別下閘蓄水，直接減少了烏江渡水庫的入庫來水量，使得機組長期處于降低保證出力運行，耗水率增高。3.6庫水位運行因素主要是供水期庫水位過早消落的因素。供水期水庫經(jīng)濟調(diào)度原則是，盡可能維持高水位運行，以降低耗水率，充分利用水頭進行合理經(jīng)濟調(diào)度。從汛期實際運行狀況反映，各年汛末最高庫水位均達到或接近正常高水位760m，為整個汛期發(fā)電提供充足水能資源。但據(jù)2003～2005年各年供水期分析，由于水庫來水偏少，加之發(fā)電所需，超發(fā)水電嚴重，造成年末庫水位急劇下降。按設(shè)計調(diào)度圖特枯年份的年末庫水位756m計，分別低16.12m、26.99m、21.51m,迫使供水后期電站保出力破壞，歷時5～6個月。其中一年最大月平均出力與最小月平均出力的均勻性很差，如2005年2月最大月發(fā)電水耗達5.64m3／kW，比多年平均水耗3.6m3／kW多1.18m3／kW，從而造成水能資源的浪費，嚴重影響水電站的發(fā)電效益。3.7節(jié)能降耗的方法及措施水電站節(jié)能降耗的主要目的是：充分利用水資源，避免棄水；降低發(fā)電水耗，提高水能利用率。同時，盡量抬高并保持較高的發(fā)電水頭，優(yōu)化水庫調(diào)度及機組運行方式，節(jié)能降耗。3.7.1分期控制庫水位按水文年劃分為豐水、平水、枯水年三種類型。偏豐以上年份（2001年來水175.5508億m3），其特點是雨量豐沛，各月來水量較大，在汛期一般有較大洪水發(fā)生，這時主要要處理好防洪與發(fā)電關(guān)系，首先是在保證大壩安全的前提下，力爭多發(fā)電、少棄水，并做到“發(fā)蓄兼顧”；對于平水年（2002年來水152.3949億m3），主要要處理好發(fā)電與蓄水的關(guān)系，一般采取“發(fā)蓄并進”，適當照顧防洪，但這種年份不宜采取汛前大發(fā)電；對于枯水年(2005年來水90.6204億m3),其特點是各月來水量不均，沒有大洪水，防洪問題不大，汛末也難以蓄滿水庫，而進入汛期以后，來水量較枯，應(yīng)在系統(tǒng)調(diào)電允許的前提下，盡可能少發(fā)電，使水庫多蓄水，作到“細水長流”。按不同水文年份合理地控制庫水位，降低水頭損失，減少耗水率，盡量為多發(fā)電創(chuàng)造條件。3.7.2攔洪抬高庫水位認真分析歷史資料，找出汛期各時期洪水分布、量級大小、占全年比重等規(guī)律，根據(jù)貴州的天氣特點，特別是伏旱天氣的特點，及時與氣象部門合作，準確預(yù)報伏旱發(fā)生的時間及發(fā)生的天數(shù)，攔蓄伏旱前的最后一場洪水，將水位蓄至防洪控制水位以上，或?qū)⑺恍钪两咏８咚?，從而增加水頭，減少發(fā)電耗水率，提高水能利用率。3.7.3提高設(shè)備健康水平水電廠機組設(shè)備健康、安全發(fā)電是降低耗水率，提高水能利用的前提和條件。因為，汛期是水電廠大發(fā)水電、抓效益的時期，如果由于設(shè)備健康原因，致使汛期限制機組出力，或事故檢修，將會造成非計劃棄水，嚴重影響發(fā)電效益。因此，近年來，烏江渡發(fā)電廠在擴建增容的同時，一直堅持實行計劃檢修制度，做到“應(yīng)修必修，修必修好”，并對擴建增容后的5臺水輪發(fā)電機組進行認真的跟蹤檢查，及時消除設(shè)備缺陷，提高了設(shè)備的健康水平，為充分發(fā)揮烏江渡發(fā)電廠的經(jīng)濟效益創(chuàng)造了條件。3.7.4挖掘廠內(nèi)經(jīng)濟運行近年來，烏江渡發(fā)電廠積極參與烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司“集控中心”的建設(shè)，并聯(lián)合建立烏江梯級水電站庫群優(yōu)化調(diào)度模型，實行烏江流域梯級優(yōu)化調(diào)度，充分利用水能資源，提高年綜合出力系數(shù)，增大年發(fā)電量，從而在提高水能利用率方面做了很多有益的工作。同時，認真分析近年水庫來水偏枯給發(fā)電帶來的不利影響，不斷地挖掘廠內(nèi)經(jīng)濟運行，在供水期盡量按照水庫優(yōu)化調(diào)度圖進行水庫調(diào)度，也盡可能、合理地安排電量使水位正常消落，并按等微增率原則分配機組間負荷，從而減少供水期耗水率，提高水能利用。3.7.5非汛期、汛期經(jīng)濟調(diào)度在非汛期，積極做好水庫入流的預(yù)測，盡可能提高預(yù)計負荷的準確率，及時與電網(wǎng)調(diào)度人員聯(lián)系，盡量在安排日負荷曲線時的全面考慮，統(tǒng)籌安排梯級間負荷分配，使其實際出力過程合理，達到降低耗水率的目的。在汛期，主要是來水較多的情況下，盡可能少安排烏江渡發(fā)電廠承擔系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用，減少機組空轉(zhuǎn)損失水量。由于在汛期水情多變，更應(yīng)做好防洪調(diào)度和兼顧發(fā)電調(diào)度。在洪水起漲初期，利用水情預(yù)報信息，及時加大機組出力，利用發(fā)電流量消落水庫水位，不僅對后期的防洪調(diào)度有利，同時亦達到充分利用水能、降低耗水率、減少棄水損失電量的作用。綜上所述，烏江渡發(fā)電廠在近五年的節(jié)能降耗工作中，不斷堅持分析和總結(jié)經(jīng)驗，積極采用先進的科技手段，加強設(shè)備的管理和維護，認真開展廠內(nèi)經(jīng)濟運行，采取避免雙機帶低負荷，嚴格按水庫調(diào)度圖安排出力，降低發(fā)電耗水率，合理進行水庫調(diào)度等有效方法和措施，使水能利用提高率均超過5.0%以上（見表1），共節(jié)能增發(fā)電6.3665億，若按上網(wǎng)不變價0.079元kW計算，創(chuàng)經(jīng)濟效益0.50億元，取得了顯著的效益。四、CFB機組火電廠節(jié)能管理措施和技術(shù)建議4.1火電廠節(jié)能管理的六個方面電廠設(shè)立廠級、部門、班組三級節(jié)能減排管理網(wǎng)絡(luò)，進行三級考核，設(shè)立專職節(jié)能工程師，下設(shè)專職節(jié)能員負責(zé)日常節(jié)能管理工作，結(jié)合下面六個方面工作細化和完善節(jié)能管理工作，制定出強有力的技術(shù)保障措施。在運行、檢修、維護全過程中，按火電標準化管理可操作化地分級實施的原則，各自做好節(jié)能管理工作。制定好明確的日常節(jié)能管理工作的責(zé)任、權(quán)力、獎懲、義務(wù)、計量和監(jiān)督等方面的可操作的數(shù)字化、表格化、文字簡明化的管理制度，真正地從深層次的行政與技術(shù)管理方面開展有效的實質(zhì)性管理。切忌開篇冗長、內(nèi)容繁雜、層次不清、難于執(zhí)行和概念模糊。運行工況的好壞直接影響到機組的運行效率與環(huán)保排放指標。今天的運行技術(shù)不能非常單純地與節(jié)能指標和穩(wěn)定運轉(zhuǎn)水平掛鉤，必須同時滿足不同區(qū)域、不同環(huán)保時段的污染物排放指標要求。因此，我們必須用高于過去的眼光來看待節(jié)能的技術(shù)問題，在達到環(huán)保指標的基本前提下，來綜合考慮開展行之有效的節(jié)能工作具體措施。電廠的運行成本是決定企業(yè)收益的根本所在，在如今燃料價格飛漲的時期，對于電廠已有的確定火電機組更需要充分重視節(jié)能管理的運行技術(shù)，尤其是技術(shù)流派多樣且不完善的新型CFB機組，這方面的意義顯得非常重大?？梢赃@樣說，沒有清晰和準確的運行調(diào)整技術(shù)作支撐，即使設(shè)備再先進也難以保證整個電廠的節(jié)能指標能夠充分滿足設(shè)計性能，必須通過運行實踐、數(shù)據(jù)分析對比和專門的技術(shù)培訓(xùn)來更大限度地利用好現(xiàn)有設(shè)備充分挖掘節(jié)能降耗潛力。4.2燃料供應(yīng)與制備環(huán)節(jié)管理最近燃料價格上漲非常顯著，很多運行穩(wěn)定的電廠由于發(fā)電成本太高造成多發(fā)多賠的局面，不少電廠甚至因為煤價過高被迫停運，所以說重視電廠的燃料“進口關(guān)”是關(guān)系到一個電廠的生存問題，盡管國家已注意到這個情況并在適度地提高電價，但歸根到底控制燃料制備和消耗水平對帶來電廠效益至關(guān)重要。對應(yīng)一定的煤價和確定的機組設(shè)備硬件狀況，燃料的購置控制和制備管理確實是關(guān)鍵點所在，在能夠保證機組正常穩(wěn)定地經(jīng)濟運行的前提下，適度降低這方面的成本是可以考慮的。4.3熱力設(shè)備節(jié)能技術(shù)監(jiān)督對于一個完整的熱力系統(tǒng)來說，構(gòu)成系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，如高加、低加、除氧器、鍋爐本體、排渣、除灰、煙氣流程、汽水流程、燃燒室、保溫、真空系統(tǒng)、排污、疏水、嚴密性、機組各出入口熱力參數(shù)等等都會對電廠的節(jié)能產(chǎn)生直接或間接的影響。為此，電廠熱力、電氣系統(tǒng)所貫穿的整個過程都需要全方位地保證設(shè)備基本狀況良好、運轉(zhuǎn)調(diào)整合理、參數(shù)指示無誤。每個電廠都應(yīng)當非常重視技術(shù)監(jiān)督所涉及基本運行參數(shù)監(jiān)測在線指示的準確性，重視設(shè)備運轉(zhuǎn)的節(jié)能狀態(tài)監(jiān)督。運行表計的完善準確性是保證有效開展節(jié)能技術(shù)監(jiān)督的基本條件，同時要長期對設(shè)備運行狀態(tài)清晰地動態(tài)進行熱態(tài)和冷態(tài)的監(jiān)督診斷，技術(shù)監(jiān)督對設(shè)備的科學(xué)狀態(tài)檢修和技術(shù)改進具有很大的作用。節(jié)能監(jiān)督實際也是對機組安全運轉(zhuǎn)保證的基本前提，難以設(shè)想一個運轉(zhuǎn)不夠穩(wěn)定的設(shè)備可以產(chǎn)生理想的經(jīng)濟效果。4.4節(jié)能減排專項試驗節(jié)能減排試驗包括諸多方面，除了一般的水平衡、熱效率試驗、汽耗熱耗測定試驗外，作為有效的節(jié)能監(jiān)督還應(yīng)當定期開展灰平衡試驗、真空試驗研究、燃燒優(yōu)化調(diào)整、運行優(yōu)化調(diào)整和低排放相關(guān)試驗等專項試驗。事實上，發(fā)達國家是非常注意這方面的試驗工作的，定量科學(xué)的試驗研究工作往往可以帶來較明顯的直接收益，試驗分析是人類特有的對自然適應(yīng)的一大優(yōu)勢。4.5設(shè)備技術(shù)改造和檢修維護管理檢修的投入設(shè)備的更換帶來的是成本，而合理的設(shè)備技術(shù)改造又確實可以創(chuàng)造方案實施后長期的經(jīng)濟效益和安全穩(wěn)定運行。對于CFB記住，絕大多數(shù)電廠都曾經(jīng)或多或少地投入了相當?shù)馁Y金用于技改工作，實踐證明這些改進多數(shù)都產(chǎn)生了較好的效果，獲得因地制宜的針對性進步，我國25～135MW等級循環(huán)流化床機組目前已有很多突破200天以上的運行業(yè)績，個別的已達到300～400天以上的連續(xù)運行記錄，機組熱效率可以與煤粉爐相提并論，為低溫燃燒技術(shù)積累了大量的經(jīng)驗，這一切都與設(shè)備的技術(shù)改進工作密不可分。設(shè)備的檢修維護必須突破以往固定模式的大、中、小、臨修的定期檢修控制概念，檢修的內(nèi)容也不可簡單地按照檢修規(guī)定或程式化清單簡單生搬硬套，該修則修、該怎樣修就怎樣修，使狀態(tài)檢修和合理預(yù)算真正成為現(xiàn)實。4.6CFB機組的典型節(jié)能措施⑴合理的CFB料層厚度下，盡量采用較薄的料層厚度。⑵在可以保證理想的燃燒狀況下，盡量采用較細碎且原煤破碎功耗合理的分顆粒分布狀態(tài)。⑶在較低負荷和啟動工況下，如果流化均勻性和二次風(fēng)足夠保證，可以考慮單一次/二次風(fēng)機運行狀態(tài)，以求較低的廠用電率。⑷在連續(xù)運行的穩(wěn)定性得以保證的前提下，盡量多地使用低價的劣質(zhì)煤進行摻混。實際上，絕大多數(shù)燃煤CFB機組都可以摻燒至少15%左右的煤泥或低熱值其他固體燃料而不必進行專門熱力核算或設(shè)備改動。⑸選擇4.7～5.1m/s的設(shè)計流速，可以滿足絕大多數(shù)CFB機組燃用不同煤種的技術(shù)要求，磨損要比原來傳統(tǒng)概念的5.5～6.3m/s高流速CFB小許多，安全經(jīng)濟性顯著改善。⑹高溫汽水部件、煙氣通道等處的保溫必須保障，好的保溫效果帶來的收益是很明顯的，對安全也很有好處。⑺在運行指標保證的情況下應(yīng)當盡可能減少機組鍋爐、汽輪機側(cè)的疏水、排污、排空和其他對外無回收熱工質(zhì)排放的量，而有價汽、水、煤、灰、油、氣等環(huán)節(jié)的泄漏點要設(shè)法消除，確實保證整個流程系統(tǒng)的嚴密性。⑻盡一切可能消除運行表計的不準確性，尤其是關(guān)鍵參數(shù)的正常合理判斷。⑼充分考慮CFB燃燒室分級送風(fēng)的合理性，在保證流化充分可靠的前提下適當增加二次風(fēng)比例、注意不同高度下爐內(nèi)壓力的區(qū)別、減少風(fēng)機截流并嚴格控制爐膛氧量對提高燃燒燃盡率、控制排放指標極有好處。⑽不推薦單獨消耗專用排渣風(fēng)機功率的風(fēng)力冷渣機，推薦滾筒尤其是雙滾筒或其他可靠的小功率機械式冷渣機。⑾除了汽輪機和鍋爐側(cè)特殊的調(diào)溫、調(diào)水位、燃料調(diào)節(jié)、油量平衡、壓力平衡、進汽量調(diào)節(jié)等特殊閥門外，盡可能地將汽水風(fēng)煙介質(zhì)流通部分各截門開度開大減少截流損失，對節(jié)能降耗成果顯著。⑿回?zé)嵯到y(tǒng)盡可能保證健康的設(shè)備水平，使得給水溫度始終滿足不同負荷下的設(shè)計溫度對減少煤耗好處極大。⒀空冷機組的廣泛應(yīng)用出現(xiàn)了一系列問題，主要表現(xiàn)在真空度的不足。幾年來的多臺機組運用實踐表明，排汽壓力在15kPa38kPa。產(chǎn)生高于濕冷機組的汽耗量問題，使鍋爐運行的經(jīng)濟工況和整個熱力系統(tǒng)效率大為降低，也限制了機組的經(jīng)濟帶負荷能力。為此，應(yīng)重視最初設(shè)計散熱面積的裕度、系統(tǒng)嚴密性、噴淋噴嘴組的通流阻力，加強撿漏和排汽裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化絕對是有相當大的好處的。⒁在合理的時限內(nèi)盡量縮短啟動過程，在每次點火啟動以前先實行鍋爐鄰爐底部加熱，然后在投入油槍后盡快沖車并網(wǎng)，實現(xiàn)消耗與貢獻的平緩經(jīng)濟過渡。在可以正常點燃的情況下，盡量采用較低的投煤溫度。⒂床溫測點的監(jiān)視也是節(jié)能監(jiān)督的一個重要方面，流化程度在床溫上間接地表現(xiàn)明顯。CFB燃燒的核心就在于料層的流化程度，過高的流化不僅對磨損不利，更消耗了太多高壓的一次風(fēng)機電能消耗。⒃密切關(guān)注排煙溫度的準確性，保證熱工測點的準確代表性。實際上，排煙溫度的測量斷面范圍至少可以形成50～60℃的溫度場偏差，在定位排煙溫度測點以前，要對溫度場和流速分布準確網(wǎng)格法測定。一般來說，高于160⒄盡一切能力來降低甚至不使用再熱器的噴水減溫調(diào)節(jié)，使得整個熱力循環(huán)效率盡可能提高。⒅盡量控制鍋爐兩側(cè)爐內(nèi)煙氣溫度偏差不超過允許值，使得左右物料循環(huán)返料和汽水傳熱均衡，減小熱偏差帶來的各負荷經(jīng)濟運行工況的限制，尤其是對于細灰含量很高的煤種更是如此。這方面的控制主要在給煤平衡、用風(fēng)對稱、氧量適中、配風(fēng)正確、返料器循環(huán)勻稱、汽溫調(diào)節(jié)良好、顆粒度適當和床溫正常等幾個方面。許多情況下，對分離器出口溫度的監(jiān)視可以判斷出一些問題。⒆在可以保證物料循環(huán)正常的前提下，盡量降低高流風(fēng)機風(fēng)壓和風(fēng)量是有好處的。此時，要比較注意流化風(fēng)和松動風(fēng)、導(dǎo)向風(fēng)的比例配合，確保不出現(xiàn)“脈動”返料狀態(tài)。⒇控制良好的布風(fēng)板阻力，選擇合理的風(fēng)帽設(shè)計結(jié)構(gòu)，消除漏灰、減少磨損、均勻流化，對降耗有直接的作用。此外，應(yīng)當充分注意布風(fēng)板處燃燒區(qū)域施工與風(fēng)帽加工質(zhì)量。4.7影響經(jīng)濟性的因素主蒸汽溫度、壓力；再熱蒸汽溫度、壓力。低壓缸效率；中壓缸效率；高壓缸效率。小汽輪機進汽流量。鍋爐吹灰蒸汽流量。再熱器減溫水流量。凝汽器壓力/排汽裝置排汽壓力。最終給水溫度。再熱蒸汽壓損。加熱器給水端差。軸封漏汽量。凝結(jié)水泵焓升。給水泵焓升。調(diào)節(jié)閥運行方式及開度。機組補水率。設(shè)備散熱損失。閥門內(nèi)漏。凝汽器過冷度。凝汽器端差。加熱器疏水端差。實際上，CFB機組的節(jié)能降耗管理工作大有可為，只要我們留心觀察和總結(jié)，不難發(fā)現(xiàn)種種行之有效的節(jié)能措施。對于每個電廠來說，管理促效益、科技促進步、真實促安全是千真萬確的真理。在節(jié)能管理方面，CFB機組仍有不少的具體工作要大家去做，力爭取得新時期節(jié)能減排工作的更大進步。小結(jié)與致謝2009年9月，我開始了我的畢業(yè)論文，時至