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先进节能技术在火电厂的应用及效果

文档作者：刘涤萍焦庆丰黄志丹黄学工李明文档来源： 1．湖南省节能中心 2．湖南省电力公司试验研究院大唐华银电力股份有限公司湖南省经委电力处		点击数：	更新时间： 2022年02月25日
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节能降耗专栏 湖南电力 第29 5~／2009年第3期
先进节能技术在火电厂的应用及效果
刘涤萍 。焦庆丰 ，黄志丹 ，·黄学工 。李明
(1．湖南省节能中心，湖南长沙410007；2．湖南省电力公司试验研究院，湖南长沙410007；
3．大唐华银电力股份有限公司，湖南长沙410007；湖南省经委电力处，湖南长沙410011)
摘要：科技进步对发电企业节能降耗具有明显的促进作用，先进实用的节能技术在火
电厂得到广泛应用。介绍了少油点火与稳燃、变频调速节能技术在湖南省火电厂的应用
情况及节能效果，明确提出了火电厂节能改造中应注意的问题。
关键词：火电厂；少油点火与稳燃；变频调速；节能技术；改造
中图分类号：TM621；TKO18 文献标识码：B 文章编号：1008-0198(2009)03-0054-03
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火电机组无论是冷、热态启动，还是机组低负
荷运行、锅炉燃用煤质变差时，都需投入油枪运
行。由于火电厂燃油量大且价格高，导致发电成本
增加、经济效益下降，而使用先进的技术，可使燃
油雾化效果更好，改善燃烧状况，提高燃烧效率，
减少点火与稳燃用油量，节油效果明显。
水泵与风机是火电厂的主要耗电辅机设备，一
般都采用定速驱动，其输出功率不能随负荷变化而
调节，只能通过改变挡板或阀门的开度来调整，势
必造成部分能源的节流损失。与发达国家相比，我
国火电厂的煤耗偏高10％ 以上，其中一个原因是
主要辅机运行效率低、厂用电率高。如何提高火电
厂辅机经济性，是一项重要的节能工作。
2 少油点火与稳燃节能技术
少油点火与稳燃节能技术是对锅炉燃烧器原有
点火及稳燃技术的创新和改进，是将锅炉大油枪改
造为能够满足使用要求的小油枪，同时对相关的燃
油、压缩空气系统和控制系统进行改造，以提高点
火系统燃油的雾化度和燃烧效率，一般在锅炉启动
和稳燃投油时具有良好的节油效果。
2．1 少油点火与稳燃技术特点
2．1．1 气化小油枪技术节油原理：利用压缩空气
的高速射流将燃油直接击碎，雾化成超细油滴后燃
烧，同时利用燃烧产生的热量对燃料进行初期加
收稿日期：2009-02-26
热、扩容、后期加热，在极短的时间内完成油滴的
蒸发气化，使油枪在正常工作过程中直接燃烧气体
燃料，从而大大提高燃烧效率和火焰温度。气化燃
烧后的火焰中心温度高达1 500～2 000oC，可作为
高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃煤粉燃烧，从而
实现在锅炉启、停及煤质变差、低负荷稳燃过程中
节约燃油的目的。气化小油枪出力一般为5O～
100 kg／h，对锅炉燃用煤质及稳定性均有较严格的
要求，同时，系统故障较多、油枪易堵塞，运行维
护成本较高。
2．1．2 机械雾化小油枪技术节油原理：直接改进
油枪雾化片，将雾化片的雾化孔径改小，提高燃油
的雾化效果和燃烧效率，达到快速点燃煤粉、稳定
燃烧及节油的目的。通常是拆除原有的大油枪，将
其改造为400～600 kg／h出力的小油枪。机械雾化
小油枪对锅炉燃用煤质及稳定性的要求低于气化小
油枪，且系统改造工作量小、改造费用低、运行维
护要求不高，现场实用性较好。
2．2 少油点火与稳燃技术的应用效果
2．2．1 湖南某电厂采用少油点火与稳燃技术作为
节能措施，应用于2台300 MW机组(w型火焰锅
炉，双调风旋流燃烧器)。改造方案是拆除3，4
号锅炉原有的A1，A2，A3，A ，C ，C2，C3，C4
各8个机械雾化大油枪，将其改造为机械雾化小油
枪，油枪出力由原来的1 500 kg／h改为600 kg／h，
同时更换原来的推进装置及汽缸、附属设施，改进
火检系统。2008年7月改造竣工后，取得了明显
第29~-／2009年第3期 湖南电力 节能降耗专栏
的经济效益，见表1。
表1 300 MW 机组小油枪改造前后耗油情况
从表1可看出，改造后该电厂2台300 Mw机
组每年可节油240 t，若燃油价格按5 000 t计
算，则每年可产生直接经济效益120万元。
2．2．2 湖南某电厂2 X 310 blW 机组的w型火焰
锅炉，油枪采用前后墙布置，共24支，对2台锅
炉各12支油枪进行机械雾化小油枪改造，油枪出
力由原来的950 kg／h改为450 kg／h，没有改变安
装方式以及油枪枪身，只改进油枪雾化片，将雾化
片的雾化孔径改小，目前已经使用2年多时间，实
际使用情况理想，生产了较好的节能效益见表2。
表2 310 MW 机组锅炉小油枪改造前后耗油情况
2台锅炉小油枪改造后年节油200 t，按燃油
5 000 YvJt计算，每年可节约燃油成本100万元，
小油枪改造费用在当年即可收回。
3 变频调速节能技术
随着高压变频调速技术的发展，各种大容量高
压变频器产品，既能满足生产需要，又有节能效
果，同时可减少辅机设备检修维护费用，已成为火
电厂降低厂用电率、提高运行经济性的有效途径。
3．1 变频调速技术特点
3．1．1 调节性能好
采用变频调速后，调节范围增大，与现有的控
制系统相结合，具有优异的调节性能：调节平稳、
调节范围宽、调节线性度可达0．99、控制精度高；
可以运行在不同转速，满足流量连续变化的要求。
3．1．2 启动电流冲击小
在没有变频装置而直接启动时，一般会产生6
— 7倍额定值的启动电流，对电机、电缆、开关产
生很大的电流冲击，影响设备的使用性能；使用变
频装置启动时，电流从零开始，随转速升高而增
加，不会超过额定电流，真正实现了软启动。
3．1．3 电源容量利用率高
使用变频调速装置后，功率因数高(一般在
0．95以上)，节省无功，减轻了变压器负担，提高
了电源容量利用率。
此外，采用变频调速的电机运行频率一般为
40 Hz，运行噪音明显下降，在低速运行时基本听
不到噪音，明显改善了运行环境。
3．2 变频调速技术的应用效果
随着高压变频调速技术日趋成熟，高参数、大
容量变频器价格不断降低，已逐渐成为火电厂节能
降耗的重要措施之一。湖南省已有多家火电厂对风
机、水泵等电机进行了变频调速改造，降低了厂用
电率，实现了辅机的经济运行。
3．2．1 锅炉风机的变频改造
锅炉送、引风机及一次风机是火电厂内的耗电
大户，其耗电量约占厂用电量的30％、机组发电
量的2％左右，是变频技术改造的首选对象。
某电厂300 MW 机组，锅炉一次风机型号为
G5—54N0．19．5F，制粉系统为直吹式。采用了不
改变原有风机和电动机而只加装变频器的改造方
案，利用变频器来改变电机转速、调节风机风量，
取得了最大限度的节能效果。在200 Mw 负荷工况
下，与另1台没有改造机组的对比试验数据见表
3。
表3 一次风机变频改造节电效果比较
根据该电厂2008年统计数据，机组平均负荷
率72％ ，实际运行约6000h，1台一次风机变频
运行比工频运行每小时节电700 kW，则全年可节
电：700 kW X6 000 h=420万kwh；按平均电量价
格0．3~tJkWh，，机组全年节电获得的经济效益为：
420万kwh／'台×0．3~_／kWh×2台=252万元。
可见变频节能改造的经济效益很好。实际上，
低负荷下变频调节的节能效果明显，改造投资可以
很快收回。
3．2．2 水泵的变频改造
火电厂1台发电机组通常设计2台110％容量
的凝结水泵，1台运行，1台备用。由于凝结水泵
定速运行，靠出口调节门进行节流控制，节流量
大，出口压力高，经常发生管道法兰冲坏，造成大
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节能降耗专栏 湖南电力 第29；-f~／2009年第3期
量漏水，导致不能正常运行甚至损坏凝泵，增加了
维护工作量；电动调节门是电动机械结构，存在线
性度差、调节滞后、调节品质差等问题，影响水位
调节的稳定性；而且由于凝结水压力高，再循环门
容易发生内漏。这些严重威胁着机组安全经济运
行。
凝结水泵电动机的功率范围是500 —
1 500 kW，有必要进彳 寓压变频改造。因为凝结水
泵一用一备，采用1台高压变频器的“一拖二”方案
较为经济。典型工况下的对比试验数据见表4。
表4 凝结水泵变频改造节电效果比较
凝结水泵采用变频调速改造后，不需要调门节
流调节，运行压力降低，再循环门的泄漏可以消
除，部分负荷下电机的功耗大幅下降。
根据表4中的数据，以80％额定负荷的节电
效果计算，凝结水泵变频运行比定速运行每天节电
10680 kWh，1年按运行250d计算，全年可节电：
10680 kwh×250=267万kWh
按平均电量价格0．3 re／kWh，则全年节电获
得的经济效益为：267万kWh×0．3~／kWh=80．1
万元。
低负荷下变频调节具有节能效果，同时，由于
变频运行时压力降低，可避免管道震动、法兰冲
坏，还提高了机组的可靠性。
1台300 MW 机组的送、引风机、一次风机、
凝结水泵等主要辅机全部实施变频改造后，预计可
降低厂用电率1％ ～1．2％ ，折合供电煤耗可降低
约3．5—4．2 g／kWh，每年可节约标准煤约5 000 t，
减少发电成本350万元。
4 火电厂节能改造中应注意的问题
4．1 少油点火与稳燃改造
4．1．1 受煤炭市场影响，湖南省火电厂人厂煤种
杂、煤质差、煤质波动范围大，锅炉实际燃用煤质
严重偏离设计值，大部分设计燃用贫煤的锅炉被迫
掺烧大量无烟煤，因此，在这种燃煤状况下。锅炉
油枪改造不宜采用气化小油枪技术，主要因为在启
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动期间，特别是冷态启动时，气化小油枪出力偏
小，难以实现直接点燃无烟煤煤粉的目的，导致启
动时间大大延长，其节油效果并不明显。
4．1．2 机械雾化小油枪节能改造，是以降低油枪
出力实现节油为目标的，但同时也减弱了油枪点火
与稳燃的能力，因此在机组低负荷运行或锅炉燃用
煤质变差时，应特别注意炉内燃烧稳定性，提前做
好投油稳燃的技术和思想准备，防止发生锅炉灭火
甚至非停事故。
4．1．3 在机组启动，特别是冷态启动时一定注意
控制启动速度，防止启动速度过快或投粉过早，造
成煤粉燃烧不完全。当燃煤挥发分偏低(干燥无
灰基在5％左右)时，即使是在小油枪燃烧良好、
炉膛热风温度达到常规投粉要求的情况下，小油枪
也可能仅点燃少部分煤粉，使锅炉尾部烟道积粉，
因此，必须加强运行监视，适当调整运行方式，及
时消除安全隐患。
4．2 变频调速改造
4．2．1 电动机作为辅机的动力源其作用非常重要，
在变频调速改造时，首先须考虑系统的可靠性。如
果因为变频装置故障造成辅机跳闸甚至锅炉灭火，
带来的损失是不能简单地用节电效果来折算的。
4．2．2 变频调速改造，应科学地选择对象。对于
负荷变化较大的电动机，使用变频调速装置节电效
果较明显，而对于负荷变化较小的电动机，则节电
效果不明显，反而增加了中间环节和损耗，还有相
当可观的初始投资。
4．2．3 变频调速以转矩大、精度高、功能强、可
靠性高、操作简便等功能优于其它调速方式。但转
速调节范围不宜过大，通常应不低于额定转速的
50％，最好在70％ ～100％之间。当转速低于50％
额定转速时，风机、水泵本身的效率明显下降，采
用变频调速反而不经济。
参考文献
[1]锅炉油枪节油改造项目验收评审会议材料[R]．大唐华银电
力股份有限公司．2009．
[2]李明，黄丕维，朱光明，等．火电厂泵与风机变频改造技术
’及应用[J]．华电技术，2008，(8)．
作者简介：
刘涤萍(1961一)，女，副总工程师，长期从事节能测试、节能
技改、节能监测及能源审计监察工作。

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