百萬容量火電機組廠用電率設計值與運行值的差異淺析(1)

1、 * 收稿日期:2009-12-10作者簡介:戴悅(1975-,女,湖南雙峰縣人,高級工程師。戴 悅,汪海霞,李淑芳(中國電力工程顧問集團公司,北京 100120百萬容量火電機組廠用電率設計值與運行值的差異淺析1 問題的提出節(jié)能降耗是我國經(jīng)濟發(fā)展的國策,也是一項長遠的戰(zhàn)略方針。發(fā)電廠的廠用電率一直是備受各方關注的技術經(jīng)濟指標之一。1000MW 機組是我國目前單機容量最大的火電機組,其運行指標受到各方格外的關注。由于近期投運的部分1000MW 機組其運行廠用電率比設計廠用電率低較多,結合國內(nèi)已運行的幾個單機容 表1 設計廠用電率與實際運行廠用電率對比量為1000MW 機組的部分運行負荷和運行廠用

2、電率,本文通過對運行資料的初步分析,對廠用電率設計值和運行值的差異進行說明。2 設計廠用電率與實際運行廠用電 率的對比近期收集的幾個單機容量為百萬千瓦等級的電廠運行廠用電率值和設計值的對比見表1。 (續(xù)表2 換算系數(shù)百萬容量火電機組廠用電率設計值與運行值的差異淺析發(fā)電設計由上述對比表可以看出,設計廠用電率比運行平均值高0.250.94個百分點,比機組滿發(fā)值高0.731.86個百分點。3 設計和運行廠用電率差異的初步 分析3.1 設計和運行廠用電率計算方法的分析由于設計值與運行值存在著一定的差異,首先從計算方法上分析二者的差異。3.1.1 設計廠用電率的計算方法按電力行業(yè)標準火力發(fā)電廠廠用電設計

3、技術規(guī)定(DL/T 5153-2002的附錄A(提示的附錄給出的“火力發(fā)電廠廠用電率的估算方法(近似計算”,火力發(fā)電廠廠用電率的估算方法如下:e = × 100%式中: e 為廠用電率,%;S c 為廠用電計算負荷(kV A;cos av 為電動機在運行功率時的平均功率因數(shù),一般取0.8;P e 為發(fā)電機的額定功率(kW。其中對廠用電計算負荷S c 采用換算系數(shù)法計算,計算原則大部分與廠用變壓器的負荷計算原則相同(詳見附錄A。換算系數(shù)法的算式為:S c = (KP 式中:S c 為計算負荷(kV A;K 為換算系數(shù),可S c cos avP e取表2中的數(shù)值;P 為電動機的計算功率(

4、kW。換算系數(shù)是從多個同類型電廠運行實踐中統(tǒng)計分析而得到的經(jīng)驗數(shù)據(jù),目前均采用此法進行火電廠廠用電的負荷統(tǒng)計和廠用電率的計算。3.1.2 運行廠用電率的計算方法運行廠用電率即電廠在運行中實測的廠用電的消耗量占同一時期對應機組全部發(fā)電量的百分數(shù)。電廠每天都對全廠的廠用電率進行統(tǒng)計,累計一段時間后,再算出全年的全廠廠用電率。按電力行業(yè)標準火力發(fā)電廠技術經(jīng)濟指標計算方法(DL/T 904-2004,廠用電率分下列2種情況定義。 純凝汽電廠生產(chǎn)廠用電率L cy = × 100 = × 100式中:L cy 為生產(chǎn)廠用電率,(%;W f 為統(tǒng)計期內(nèi)的發(fā)電量,(kW·h ;W

5、 cy 為統(tǒng)計期內(nèi)的廠用電量,(kW·h;W h 為統(tǒng)計期內(nèi)的總耗用電量,(kW·h;W kc 為統(tǒng)計期內(nèi)按規(guī)定應扣除的電量,(kW·h。下列用電量不計入廠用電的計算:W cy W f W n - W kcW f 表3 電動機實際運行功率與額定功率對比 新設備或大修后設備的烘爐、煮爐、暖機、空載運行的電力的消耗量;設備在未移交生產(chǎn)前的帶負荷試運行期間耗用的電量;計劃大修以及基建、更改工程施工用的電量;發(fā)電機作調相運行時耗用的電量;廠外運輸用自備機車、船舶等耗用的電量;輸配電用的升、降壓變壓器(不包括廠用電變壓器、變波機、調相機等消耗的電量;修配車間、車庫、副業(yè)、綜

6、合利用及非生產(chǎn)用(食堂、宿舍、幼兒園、學校、醫(yī)院、服務公司和辦公室等的電量。 綜合廠用電率綜合廠用電率是指全廠發(fā)電量與上網(wǎng)電量的差值與全廠發(fā)電量的比值,即:L zh = × 100%式中:W wg 為全廠的外購電量,(kW·h;W gk 為全廠的關口電量,(kW·h。W f - W gk + W wgW f電廠提供的廠用電率為生產(chǎn)廠用電率。3.1.3 計算方法的差異通過比較上述兩種計算方法可以看出:設計是按照滿發(fā)的工況模擬全年情況進行計算;運行廠用電率是根據(jù)機組實際發(fā)電和自用電情況,取一定時期內(nèi)的實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出,實際運行時機組的出力和用電量是變化的,機組出力減小

7、廠用電率上升、機組滿發(fā)時廠用電率應最小。3.2 設計和運行廠用電率差異的原因分析按照設計與運行廠用電率計算方法的定義,考慮到設計值是按照機組額定功率為分母,運行值是以不同的負荷為分母,設計值應小于運行值才合理,然而統(tǒng)計的結果并非如此。下面就對引起二者不同的因素進行初步分析。 主要輔機換算系數(shù)(K 值導致設計和運行存在差異3個工程中機組100%出力時電動機實際運行功率與額定功率的對比,及電動機的負荷率和K 值的對比見表3 。 百萬容量火電機組廠用電率設計值與運行值的差異淺析發(fā)電設計 由表3可以看出,設計計算中換算系數(shù)的值基本都大于實際運行時的最大負荷率,尤其是鍋爐三大風機差距更大,最低的負荷率為

8、0.28,僅為相應K 值的33%。由于上述輔機容量較大,其占廠用負荷的比例高,換算系數(shù)值的差距,使設計廠用電率大于運行值?；鹆Πl(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定中的換算系數(shù)(K 值是考慮了電動機效率、功率因數(shù)、負荷因子和同時率等綜合因素的經(jīng)驗值,K 值的選取來自于大量的工程實踐經(jīng)驗。在80年代末期,東北院曾對K 值的選擇進行了復核,當時調研主要針對300M W 及以下機組。通過東北院的調研認為K 值的選取是合適的。隨著大容量機組的不斷增加,設計系統(tǒng)未對K 值進行復核,建議隨著大容量機組的不斷投運,應對K 值進行必要的復核,使K 值的選取更加接近實際輔機負荷率。 電動機額定功率和實際運行功率存在差異。表4

9、以外高橋三期工程的三大風機為例,列出三大風機各種工況下軸功率的設計值與電動機運行功率的對比值。表4 外高橋三期工程三大風機軸功率設計值和電動機功率對比 單位:kW(續(xù) 通過表4可以看出,三大風機電動機容量均按照對應TB 工況下軸功率進行選擇,而實際運行中不可能在TB 工況下運行,三大風機在BRL 工況下的軸功率只有TB 工況下的軸功率的0.42、0.51、0.58、0.56,因此,額定運行工況下電動機運行功率遠小于其額定功率。而且通過表3和表4都可以看出,當機組(下轉第43頁 等方面的風險。而四缸四排汽機組則設計、制造相對成熟,面臨的設計、制造、設計配合等方面的風險較小。綜合上述考慮,當機組處于負荷中心,年利用h數(shù)大于6000h時,宜優(yōu)先選擇四缸四排汽機型;當機組年利用h數(shù)小于5500h時,可選用三缸兩排汽機型,但宜根據(jù)制造廠家情況做更深入的比較分析。參考文獻:1 DJ5000-2000火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程S.2 張樂川,高永豐,李臨臨.