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摘 要：电力是国家经济发展和人民生活生产中必不可少的重要能源。截止2017年底，中国总装机容量17.7703亿kW，其中：火电11.0604亿kW，占62.24%，但是目前火力发电企业在生产过程中存在重污染、能源消耗大等问题，因此减少污染、降低能源消耗、提高能源利用效率是国家目前的主要任务，同时也符合国家倡导的资源节约型、环境友好型社会的要求。600MW火电机组是我国当前主流发电设备，在600MW火电机组电力生产过程中采取相应的节能降耗措施，才能够提高企业和社会的经济效益。本文主要通过对600MW火电机组进行节能降耗分析，希望能够为各位提供一些帮助。
关键词：600MW火电机组；节能降耗；分析
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）36-0089-02
1 引 言
电力是人们生产生活中不可缺少的重要能源。同时，火力发电厂是电力企业生产电力的主要途径，当前人们所需要的电力60%以上都是来自火力发电厂，火力发电厂是国家电力的主要“供给者”。火电机组节能降耗的意义重大，因此对于火电机组的节能降耗的優化研究有利于提高企业的经济效益，有利于减少能源消耗，提高能源利用效率，才能建立资源节约型、环境友好型社会，尤其作为主力机型的600MW发电机组，研究其节能减耗工作，对于降低电力企业生产成本、提高企业经济效益等方面具有重大影响。
2 对600MW火电机组节能降耗的分析
锅炉、汽轮机、发电机是常规火力发电厂的三大主机，三大主机效率代表着一个发电机组的能耗水平，锅炉效率、汽轮机热耗、发电厂用电率对机组能源消耗量产生直接的影响。
引起火电机组能耗偏差的主要原因有三个方面：本体、运行参数、系统缺陷，据不完全统计由于本体原因造成能耗能偏差的占57%，运行方式、参数调整造成的偏差占26%，系统缺陷造成的偏差占17%。对火电机组节能改造主要通过这三个方面开展相关工作。本文主要通过锅炉燃烧及制粉系统、汽轮机及热力系统和辅助系统这三个方面对600MW活力发电机进行分析和研究，旨在分析研究机组的节能降耗的能力，确定各个系统对机组节能降耗产生的影响。
3 600MW火电机组节能减耗的优化措施
3.1 本体节能、经济性优化措施
本体类的能耗偏差主要与三大主机的设计、制造有关，一旦定形很难去改变。只有通过不断的改造、优化主机的功能结构、提高主机效率才能更有效的达到节能减排的效果。我们可以看经典的火电厂汽水循环模型——朗肯循环如图2，我们可以通过改善汽水循环效率来提高整个循环的效率。
理想的朗肯循环热效率η=WT/q1=（h1-h2）/（h1-h3），其中为输出机械功WT，为炉内蒸汽吸热q1，h1、h2、h3分别对应3个过程焓变，如图3。其中最大的损失为冷源损失，这部分热量通过凝汽器由循环水带走，国内外目前没有较好的利用方法，但是它也是维持该循环稳定的基本因素，对凝结水初温的稳定性起了决定性作用。
（1）提高初温初压提效降耗
相对应影响效率的物理参数p、v、t，目前600MW的超临界机组，汽温每升高1℃，煤耗约降低0.65～0.7g/（kW·h），对提效降耗有明显的作用。国内如安徽田集电厂等企业在600MW级机组提高汽温方面做了较多改进，但是主要还是受受热面材料限制。
（2）抽气循环加热降耗
现阶段很多典型的火电厂通过蒸汽再热循环和做功能力较低的抽气循环加热来降低冷源损失，目前应用已比较成熟，现阶段国内600MW机组基本都采用蒸汽再热、抽气循环加热的模式。主要有高压缸排汽再次加热和汽轮机蒸汽通过3高8低的抽气循环加热模式。各发电厂略有不同但基本类似。
（3）排烟综合利用
目前国内600MW机组在排烟利用方面也做了很多优化，例如安徽凤台电厂采用低温省煤器，将其布置在引风机后，通过降低烟温、提高凝结水温度在提高初温方面提高凝结水、给水的温度，在600MW级机组中取得不错的效果，同时也是降低煤耗的主要措施之一。
3.2 改进火电机组运行方式降低热耗率
3.2.1 改进汽轮机组运行方式
汽轮机的进汽方式对机组效率的影响较大，通常情况下，国内东方的机组高压缸采用全周四阀运行方式，火电机组在运行半年或运行稳定后，火电机组的运行方式由原来的单阀切换为顺序阀。同时，为了避免高压缸节流所产生的损失，许多发电厂一般采用的发电方式是纯滑压式的。当电厂部分负荷采用纯滑压式时，能够提高发电厂火电机组的运行效率，为电力企业带来一定的效益。但当负荷越来越低时，随着主再热汽温、气压降低纯滑压式的运行方式不一定能够提高运行效率，有可能会降低企业的经济效益，减少供电的能源消耗率。
3.2.2 保持凝汽器的最优真空
在火电机组中，汽轮机组的运行参数能够直接影响到机组的安全性和稳定性。汽轮机组的凝汽器的真空是所有参数的基点，这个基点越低，能量的利用越充分。但因考虑综合电耗，当机组处于高、低负荷变化时，季节变化时循环水泵的综合电耗时电厂运行不断进行试验摸索。为了得到最优煤耗真空，很多厂不断调整循环水的运行方式。要想优化火电机组的节能降耗就必须对不同负荷状态下的凝汽器真空进行改变，有计划的改变循环水的运行方式。
国内从2010年后出现凝汽器真空泵深度冷却的技术能有效解决高温季循环水温偏高带来真空下降的问题，对600MW级机组节能降耗工作有一定的参考意义。
3.2.3 改变制粉、燃烧器系统的运行方式
制粉系统是火力发电厂的主要辅助设备，数量较多，国内600MW机组典型的布置方式为6台，每台磨对应4支燃烧器。目前燃烧器主要的布置方式主要有前后墙对冲布置和4角切圆布置。很多炉子达不到设计出力要求主要和制粉系统、燃烧器的布置运行有着直接的关系。所以，新建机组一定要做好锅炉燃烧试验，调整好燃烧器的运行方式。同时在安全可控的前提下，尽量提高制粉系统的出口风温等参数，对机组的节能意义较大，各厂的制粉系统应给根据所烧的煤种，做好燃烧的优化试验，提高燃烧效率，减少排渣损失，是运行节能降耗的重要方向。 3.3 优化设备用电量、降低能源消耗
3.3.1 调整改造火电机组的辅助系统
火电机组在运行过程中需要很多的辅助系统进行帮助，因此对火电机组的辅助系统的改造也是必不可少的。要想改变辅助系统，最主要的是改造辅助变频，从而提高变频器驱动率和电力节能效率。改变驱动电机的节能效率的最大优点是能够提高能源利用效率，降低能源消耗。不仅避免了轴承电流的产生，同时有效降低了轴承电流对设备损坏程度，很大程度上节省了能源的消耗，提高了能源利用效率。以往变频电机多用于380V的小电机，目前随着电子和变频技术的发展，600MW火电机组的引风机、凝结水泵等大功率电机也配置了变频装置，大大降低了发電厂辅助设备电能的消耗。
3.3.2 减少制粉系统的耗电量
制粉系统是发电厂炉侧的主要生产辅助设备，在使用磨煤机的过程中，为了提高磨煤机的运行速度和效率，就必须改进磨煤机的运行方式，提高磨煤机的效率，降低磨煤机能耗。目前国内600MW机组主要采用中速磨，很少使用能耗较高低速磨，为节能减排创造了有利条件。
3.3.3 利用蒸汽驱动代替电能
为了达到节能降耗的目的，减少能源转化环节、提高转化效率，部分企业尝试采用蒸汽驱动辅机的模式部分代替电动辅机。凤台电厂2013年在两台660MW机组上在采用蒸汽驱动的背压式汽动引风机、属国内首次采用该类型引风机，给该厂的节能降耗工作带来巨大的效益。国内很多发电厂后续跟进，为发电厂用电设备优化提供了借鉴意义。
3.4 减少设备缺陷和原材料异常提高锅炉热效率
3.4.1 对锅炉进行漏点检查
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。因此对锅炉本体和其辅助设备都要进行检查，如果发现了漏风的位置，要及时解决问题，在检查的过程中要将漏点的问题解决好，保证锅炉的运行效率。另外要对锅底、看火孔等位置进行重点检查，确保锅炉的每一个部位都完整无损，同时要制定相应的对策，以便出现问题或是状况时，能够采取及时的措施处理问题。
3.4.2 对燃煤进行严格要求
煤在燃烧的过程中，煤的水分在煤的燃烧过程会造成很大的影响，如果煤本身所含的水分过多，就会增加煤的燃烧时间，炉温也会随之降低。另外，水分过多会增加煤的黏度，有可能造成筛孔的堵塞，降低燃煤的效率和质量。如果煤本身所含水分过少，就容易导致煤在燃烧过程中产生的煤渣过于分散，导致煤渣堆积，造成炉排下降，不利于煤渣的排放。保证燃煤中的煤中水分保持在9%左右比较适中。
4 结束语
当前国家许多电力企业都投身于对600MW火电机组的节能降耗技术研究，很大程度上影响着国家经济发展的安全、稳定，关系到国家电力企业发展的先进性。特别是当今处于国际油价不断上涨、世界经济处于疲软的状态下，600MW火电机组的优化研究有利于电力企业的发展，能有效提高电能的质量和效率，为国民经济的环保性发展打下良好的基础。
参考文献
[1]邵庆乐.600MW火电机组节能降耗分析与优化措施[A].2016年第五届热电联产与煤电深度节能新技术研讨会论文集[C].中国节能协会热电产业联盟：北京中能联创信息咨询有限公司，2016：4.
[2]梁景轩，徐春玲.600MW火电机组节能降耗分析[J].科技展望，2015，25（16）：89.
[3]宋 博.600MW火电机组节能降耗研究[J].科技风，2014（04）：53.
收稿日期：2018-11-12
作者简介：何德贵（1978-），男，工程师，本科，主要从事火力发电工作。
关键词：600MW火电机组；节能降耗；分析
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）36-0089-02
1 引 言
电力是人们生产生活中不可缺少的重要能源。同时，火力发电厂是电力企业生产电力的主要途径，当前人们所需要的电力60%以上都是来自火力发电厂，火力发电厂是国家电力的主要“供给者”。火电机组节能降耗的意义重大，因此对于火电机组的节能降耗的優化研究有利于提高企业的经济效益，有利于减少能源消耗，提高能源利用效率，才能建立资源节约型、环境友好型社会，尤其作为主力机型的600MW发电机组，研究其节能减耗工作，对于降低电力企业生产成本、提高企业经济效益等方面具有重大影响。
2 对600MW火电机组节能降耗的分析
锅炉、汽轮机、发电机是常规火力发电厂的三大主机，三大主机效率代表着一个发电机组的能耗水平，锅炉效率、汽轮机热耗、发电厂用电率对机组能源消耗量产生直接的影响。
引起火电机组能耗偏差的主要原因有三个方面：本体、运行参数、系统缺陷，据不完全统计由于本体原因造成能耗能偏差的占57%，运行方式、参数调整造成的偏差占26%，系统缺陷造成的偏差占17%。对火电机组节能改造主要通过这三个方面开展相关工作。本文主要通过锅炉燃烧及制粉系统、汽轮机及热力系统和辅助系统这三个方面对600MW活力发电机进行分析和研究，旨在分析研究机组的节能降耗的能力，确定各个系统对机组节能降耗产生的影响。
3 600MW火电机组节能减耗的优化措施
3.1 本体节能、经济性优化措施
本体类的能耗偏差主要与三大主机的设计、制造有关，一旦定形很难去改变。只有通过不断的改造、优化主机的功能结构、提高主机效率才能更有效的达到节能减排的效果。我们可以看经典的火电厂汽水循环模型——朗肯循环如图2，我们可以通过改善汽水循环效率来提高整个循环的效率。
理想的朗肯循环热效率η=WT/q1=（h1-h2）/（h1-h3），其中为输出机械功WT，为炉内蒸汽吸热q1，h1、h2、h3分别对应3个过程焓变，如图3。其中最大的损失为冷源损失，这部分热量通过凝汽器由循环水带走，国内外目前没有较好的利用方法，但是它也是维持该循环稳定的基本因素，对凝结水初温的稳定性起了决定性作用。
（1）提高初温初压提效降耗
相对应影响效率的物理参数p、v、t，目前600MW的超临界机组，汽温每升高1℃，煤耗约降低0.65～0.7g/（kW·h），对提效降耗有明显的作用。国内如安徽田集电厂等企业在600MW级机组提高汽温方面做了较多改进，但是主要还是受受热面材料限制。
（2）抽气循环加热降耗
现阶段很多典型的火电厂通过蒸汽再热循环和做功能力较低的抽气循环加热来降低冷源损失，目前应用已比较成熟，现阶段国内600MW机组基本都采用蒸汽再热、抽气循环加热的模式。主要有高压缸排汽再次加热和汽轮机蒸汽通过3高8低的抽气循环加热模式。各发电厂略有不同但基本类似。
（3）排烟综合利用
目前国内600MW机组在排烟利用方面也做了很多优化，例如安徽凤台电厂采用低温省煤器，将其布置在引风机后，通过降低烟温、提高凝结水温度在提高初温方面提高凝结水、给水的温度，在600MW级机组中取得不错的效果，同时也是降低煤耗的主要措施之一。
3.2 改进火电机组运行方式降低热耗率
3.2.1 改进汽轮机组运行方式
汽轮机的进汽方式对机组效率的影响较大，通常情况下，国内东方的机组高压缸采用全周四阀运行方式，火电机组在运行半年或运行稳定后，火电机组的运行方式由原来的单阀切换为顺序阀。同时，为了避免高压缸节流所产生的损失，许多发电厂一般采用的发电方式是纯滑压式的。当电厂部分负荷采用纯滑压式时，能够提高发电厂火电机组的运行效率，为电力企业带来一定的效益。但当负荷越来越低时，随着主再热汽温、气压降低纯滑压式的运行方式不一定能够提高运行效率，有可能会降低企业的经济效益，减少供电的能源消耗率。
3.2.2 保持凝汽器的最优真空
在火电机组中，汽轮机组的运行参数能够直接影响到机组的安全性和稳定性。汽轮机组的凝汽器的真空是所有参数的基点，这个基点越低，能量的利用越充分。但因考虑综合电耗，当机组处于高、低负荷变化时，季节变化时循环水泵的综合电耗时电厂运行不断进行试验摸索。为了得到最优煤耗真空，很多厂不断调整循环水的运行方式。要想优化火电机组的节能降耗就必须对不同负荷状态下的凝汽器真空进行改变，有计划的改变循环水的运行方式。
国内从2010年后出现凝汽器真空泵深度冷却的技术能有效解决高温季循环水温偏高带来真空下降的问题，对600MW级机组节能降耗工作有一定的参考意义。
3.2.3 改变制粉、燃烧器系统的运行方式
制粉系统是火力发电厂的主要辅助设备，数量较多，国内600MW机组典型的布置方式为6台，每台磨对应4支燃烧器。目前燃烧器主要的布置方式主要有前后墙对冲布置和4角切圆布置。很多炉子达不到设计出力要求主要和制粉系统、燃烧器的布置运行有着直接的关系。所以，新建机组一定要做好锅炉燃烧试验，调整好燃烧器的运行方式。同时在安全可控的前提下，尽量提高制粉系统的出口风温等参数，对机组的节能意义较大，各厂的制粉系统应给根据所烧的煤种，做好燃烧的优化试验，提高燃烧效率，减少排渣损失，是运行节能降耗的重要方向。 3.3 优化设备用电量、降低能源消耗
3.3.1 调整改造火电机组的辅助系统
火电机组在运行过程中需要很多的辅助系统进行帮助，因此对火电机组的辅助系统的改造也是必不可少的。要想改变辅助系统，最主要的是改造辅助变频，从而提高变频器驱动率和电力节能效率。改变驱动电机的节能效率的最大优点是能够提高能源利用效率，降低能源消耗。不仅避免了轴承电流的产生，同时有效降低了轴承电流对设备损坏程度，很大程度上节省了能源的消耗，提高了能源利用效率。以往变频电机多用于380V的小电机，目前随着电子和变频技术的发展，600MW火电机组的引风机、凝结水泵等大功率电机也配置了变频装置，大大降低了发電厂辅助设备电能的消耗。
3.3.2 减少制粉系统的耗电量
制粉系统是发电厂炉侧的主要生产辅助设备，在使用磨煤机的过程中，为了提高磨煤机的运行速度和效率，就必须改进磨煤机的运行方式，提高磨煤机的效率，降低磨煤机能耗。目前国内600MW机组主要采用中速磨，很少使用能耗较高低速磨，为节能减排创造了有利条件。
3.3.3 利用蒸汽驱动代替电能
为了达到节能降耗的目的，减少能源转化环节、提高转化效率，部分企业尝试采用蒸汽驱动辅机的模式部分代替电动辅机。凤台电厂2013年在两台660MW机组上在采用蒸汽驱动的背压式汽动引风机、属国内首次采用该类型引风机，给该厂的节能降耗工作带来巨大的效益。国内很多发电厂后续跟进，为发电厂用电设备优化提供了借鉴意义。
3.4 减少设备缺陷和原材料异常提高锅炉热效率
3.4.1 对锅炉进行漏点检查
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。因此对锅炉本体和其辅助设备都要进行检查，如果发现了漏风的位置，要及时解决问题，在检查的过程中要将漏点的问题解决好，保证锅炉的运行效率。另外要对锅底、看火孔等位置进行重点检查，确保锅炉的每一个部位都完整无损，同时要制定相应的对策，以便出现问题或是状况时，能够采取及时的措施处理问题。
3.4.2 对燃煤进行严格要求
煤在燃烧的过程中，煤的水分在煤的燃烧过程会造成很大的影响，如果煤本身所含的水分过多，就会增加煤的燃烧时间，炉温也会随之降低。另外，水分过多会增加煤的黏度，有可能造成筛孔的堵塞，降低燃煤的效率和质量。如果煤本身所含水分过少，就容易导致煤在燃烧过程中产生的煤渣过于分散，导致煤渣堆积，造成炉排下降，不利于煤渣的排放。保证燃煤中的煤中水分保持在9%左右比较适中。
4 结束语
当前国家许多电力企业都投身于对600MW火电机组的节能降耗技术研究，很大程度上影响着国家经济发展的安全、稳定，关系到国家电力企业发展的先进性。特别是当今处于国际油价不断上涨、世界经济处于疲软的状态下，600MW火电机组的优化研究有利于电力企业的发展，能有效提高电能的质量和效率，为国民经济的环保性发展打下良好的基础。
参考文献
[1]邵庆乐.600MW火电机组节能降耗分析与优化措施[A].2016年第五届热电联产与煤电深度节能新技术研讨会论文集[C].中国节能协会热电产业联盟：北京中能联创信息咨询有限公司，2016：4.
[2]梁景轩，徐春玲.600MW火电机组节能降耗分析[J].科技展望，2015，25（16）：89.
[3]宋 博.600MW火电机组节能降耗研究[J].科技风，2014（04）：53.
收稿日期：2018-11-12
作者简介：何德贵（1978-），男，工程师，本科，主要从事火力发电工作。