任重道远！漫谈大型火力发电机组节能降耗那些事

先说第一个方面，如何优化机组整体工艺。这里面包含了很多方面，大家首先想到的是提高机组的蒸汽参数。我查了一些资料，一般超临界机组设计参数为24.2MPa/566℃/566℃,超超临界机组为26.2MPa/600℃/600℃，而在超超临界机组之上，我们每提高1MPa蒸汽压力，汽机热耗降低0.1%，而再热温度提高10℃，降低热耗0.15%，对应参数下煤耗将降低1.5~2.5g/Kw*h。根据这个计算结果，在电厂设计之初，我们就可以对设计参数进行高效设计。

当然由于受到管道材料对温度和压力的限制，我们不可能无休止的对设计参数进行提高。我目前查到的资料是，安徽田集电厂二期2*660MW机组工程，该工程3号机组采用先进的27MPa/600℃/620℃的装机方案，是世界首台66万千瓦等级再热蒸汽温度达到623℃超超临界π型锅炉燃煤机组。这样的参数设计，对于超超临界机组来讲已经是极致，该机组目前已经稳定运行多年，可以说经受住了时间的检验。

在机组工艺设计方面，采用二次再热的超临界或者超超临界机组目前也有案例，所谓二次再热就是在一次再热的基础上再增加一段回热。具体来说，汽轮机在原来高中压三个缸的基础上增加一个超高压缸，超高压缸排汽经锅炉加热后进入高压缸为一次再热，高压缸排汽经锅炉加热后进行中压缸为二次再热。拥有二次再热的机组比一次再热机组效率可以提高2%，降低煤耗8g/Kw*h。

大唐东营电厂采用六缸六排汽方案(机组采用一个高压缸、一个超高压缸、一个中压缸和三个低压缸串联的布置方式)，超超临界、二次再热、纯凝汽轮发电机组。这在国内，属于首创。可以预见的是，随着一批二次再热机组的诞生，未来大型火力发电机组将更倾向于这种工艺。

优化机组整体工艺，还包括其它部分，比如采用低温省煤器、对汽轮机通流部分和汽封部分进行改造。对汽轮机通流部分和汽封部分进行改造这个很好理解，无非就是增加蒸汽在汽轮机内部做功的效率，同时减少蒸汽泄露，据说对一些老机组改造首煤耗能降低10g/Kw*h。我没有找到很合适的案例，不过按照相关参数计算，理论上是可以达到这样的目标。不过，这也是要建立在机组新建设计或者汽轮机整体改造的基础之上的，对于运行机组很难实现这一点。

而采用低温省煤器的方式在目前锅炉工艺中较为常见，一般是在除尘器入口增加低温省煤器，用凝结水（或者其它工业水）回收烟气余热。这样做不仅可以降低烟气整体温度，从而降低引风机出力，同时可以将凝结水提前进行加热，整体上可以降低煤耗1g/Kw*h。

第二个方面，关于优化机组管道设计，其实这个问题是与第一个方面相呼应的，我们甚至可以将汽轮机也看作整个管道的一部分。在提高机组蒸汽参数的同时，对于机组管道材质、硬度、长度、通流设计等都有了新的更高的要求。在管道设计过程当中，应该尽量避免管道过多的弯道、可以适当放大管径等方式。

对于机组四大管道，除了安全因素考虑外，管道的整体布置应该以蒸汽的流畅同行为目的。管道周边建筑物、设备的安装设计，应该避开四大管道的行走路线，尽量保证蒸汽管道的畅行无阻。

管道的优化设计给设计院提出了更高的要求，这里面不仅仅是管道走向的一个问题，更牵涉到管道固定、管道长度等方方面面。特别是四大管道设计参数较高，成本较高，合理的设计和布置也是机组节能降耗的一部分。

第三个方面是机组辅助系统的优化。前文说的是机组的本体设备，辅助系统很大程度上也会影响机组的整体效率。前文我们提到了对机组的风机系统使用变频改造，其实就是辅机系统的一种优化。这种优化不仅仅是降低了辅机电耗，通过变频或者其它模拟量的控制方式，可以合理降低排烟温度，排烟温度的降低其实也是提高机组效率的一种体现，根据能力守恒定律，排烟温度降低说明有更多的热量被机组消化吸收。

我查过一些资料，目前大型火力发电机组的自耗电部分，电除尘的耗电占了很大的比例。目前电厂使用的电除尘设备是一般是可调或者设置多台电除尘设备，根据机组负荷的变化在保证除尘效果的情况下合理安排电除尘设备参数，这也算是在考虑环保的情况下对节能降耗的一种优化。