摘要：呼伦贝尔市是全国最冷且实行集中供热的地区，供热期长达7.5个月，2017年2月份，低于-40℃的连续极端天气更是长达14天，每年供热任务极其繁重。呼伦贝尔市近2700万平方米的供热任务由华能呼伦贝尔公司承担，华能呼伦贝尔公司发电以与东北电网联网的伊敏发电厂600MW等级大机组为主，但由于本地区电网容量小，不能满足大容量供热机组运行的需要，供热工作只能由小机组承担。随着电网建设速度的加快，小机组面临着被大容量供热机组替代的必然，不可能投入太多资金进行节能改造，如何立足现有设备，在投入有限的情况下，做好供热机组的节能工作极其重要。在此情况下，华能呼伦贝尔公司大力开展供热机组系统节能工程，取得了明显的效果。
关键词：高寒地区；供热机组系统；节能
引言
通过系统节能研究，为小机组供热运行提供系统节能方案，对推动小机组节能减排具有重要意义。系统节能工程主要包括：立足现有设备，通过主、辅机不同运行方式的对比分析，获得最佳优化运行方式；通过精细化供热调整，获得最经济的供热方式；通过将节能工作与机组检修相结合，提高设备效率；加强煤场管理，降低煤场损失；通过强化技术培训，提高运行人员技术水平，降低消耗；通过技术监督保证节能工作的有效开展等。
1高寒地区机组低真空供热运行的优势
汽轮机的冷源损失是火力发电厂中能量损失最大的一部分，在常规的凝汽式火力发电厂中，汽轮机排汽在凝汽器中被冷却而凝结成水，同时冷却水被加热，其热量通过水塔散发到大气中，从而产生汽轮机的冷源损失。冷源损失约占发电能量的60%左右，是造成火电厂循环热效率低的主要原因。如果能将汽轮机的冷源损失加以利用，将大大提高火力发电厂的经济性。降低汽轮机冷源损失最有效的方法就是将冷源损失加以利用。呼伦贝尔市是第一个利用冷源损失，在高寒地区采用低真空运行实现集中供热的地区。低真空供热运行就是将冷却汽轮机排汽的冷却水输送至热用户用于采暖，其热量通过热网系统散发到居民住宅中，实现了对汽轮机冷源损失的利用。以12MW机组为例，纯凝运行时，供电煤耗高达550-560g/kwh，而采用低真空供热运行后，供电煤耗可降至190g/kwh，机组热效率可达60%以上。可见，采用低真空供热运行，由于减少了冷源损失，机组供电煤耗低、热效率高；在满足居民采暖需要的同时，替代了分散采暖的小锅炉，对环境的污染大大减轻，是实现节能减排的有效途径。
2通过优化运行方式，降低机组消耗
2.1机组负荷分配方式的优化
华能呼伦贝尔公司所属的各热电厂全部进行了负荷分配优化试验，相同工况下以汽耗率微增最小原则进行机组负荷的分配，同时重点考虑低真空供热运行的特性，总结出不同负荷区域的分配方案，通过机组负荷分配方式的优化，各厂均实现了各工况下汽耗率最小的目标。
2.2主要辅机运行方式的优化
给水泵、循环水泵、引风机、送风机等大电机的运行方式对厂用电率的影响极大，例如：各供热机组给水系统多数为母管制，2机配3泵的方式很普遍，当机组负荷超过1台给水泵最高出力时，必须启动2台给水泵运行，此时，给水泵的裕度最大，机组增加的电负荷几乎被给水泵多消耗的电量抵消，此时厂用电率最高，其它大电机也存在同样的情况。
在此情况下，只有通过优化辅机运行方式解决增发电量与降低厂用电率的矛盾，通过多发电量获得的收益与厂用电率增加影响煤耗增加的分析对比，即可得出最佳运行方案，通过实施最佳运行方案就可以使大电机尽可能运行在最佳耗电率区域内。
2.3锅炉优化燃烧调整
锅炉优化燃烧试验对于降低锅炉的热损失，提高锅炉效率作用明显。华能呼伦贝尔公司所属各电厂全部进行了锅炉优化燃烧调整试验，并得出了锅炉优化燃烧调整方案。该方案包含了经济煤粉细度、最优风粉配比、最佳氧量等各项数据，用以指导运行人员的燃烧调整。通过这些参数的确定，最大限度的减少了排烟热损失、不完全燃烧热损失等。
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3热网精细化管理
3.1热源运行方式精细化
各热电厂每年根据本地区管网结构、负荷分配情况和机组配置，制定热网运行方案和调节方案。多热源供热的地区，在制定供热运行方案时，充分发挥网架及各热源的优势，利用好初末供热期室外气温高的时机，做好运行方式的调整，达到最佳经济运行。以海拉尔热电厂为例，由于供热精细化工作的开展，该厂逐步摸索出初末供热期2个热源点的优化运行方式：尽可能将由小机组接带的热负荷切换为大机组接带，减少小机组的运行数量。采用此运行方式后，仅2017年3月份就可多获得100万元的经济效益。以后此运行方式将成为该厂的标准运行方式并在公司所属多热源地区推广。
3.2换热站的节能运行
为了实现换热站内灵活的运行方式，在设计之初就要考虑到供热初末期和高峰期的差别，从换热器、热网循环泵的设置及运行方式等方面加以考虑，华能呼伦贝尔公司成立后新建的换热站都考虑了设备的阶梯运行方式：在初末期，采用小流量泵变频运行，中期采用小流量泵工频运行或大流量泵变频运行，高峰期采用大流量泵工频运行。阶梯运行方式较原来采用大流量泵出口门调节运行方式节电10-15%。合理配置热网换热器，既可减少流动阻力，又可定期轮换清洗换热器，可有效提高换热效率。
4通过检修技改实现机组提效
4.1制定节能项目，实现机组检修提效
华能呼伦贝尔公司尽管每年的检修资金有限，但是在检修项目确定上都考虑了项目的节能效益。各单位每年都制定各自的节能项目实施方案，在方案中确定修后目标值、实现目标值的保证措施、落实项目的具体责任人、修后要检验节能效果，对超额完成预期目标的给予一定的奖励，对没有达到预期目标的项目认真分析问题产生原因并考核责任人员。以汇流河发电厂为例，在2017年检修中，该厂制定并实施了《汇流河发电厂节能项目实施方案》，修后磨煤机耗电率下降0.42个百分点，引风机耗电率下降0.3个百分点，综合厂用电率下降了0.8个百分点，效果非常明显。
4.2降技改与节能有机结合
技改对设备的节能提升作用明显。例如，公司所属汇流河发电厂的磨煤机是风扇磨，随着运行时间的延长，必须要购置新的叶轮进行补充，在呼伦贝尔能源公司成立前，该厂一直沿用老式重型叶轮。呼伦贝尔公司成立后，通过技术论证，将重型叶轮改型为轻型叶轮，在设备安全性、出力等完全满足需要的前提下，每更换一台磨煤机叶轮，可降低厂用电率0.15个百分点，该厂共有8台磨煤机，全部更换为轻型轮后，厂用电率可下降0.9个百分点（每台机组3运1备），年节约厂用电量558万千瓦时。
5加强培训，提高运行人员技术水平
人员始终都是企业经营中最活跃、最积极的因素，其操作能力和调整水平直接影响着发电企业的经济效益。华能呼伦贝尔公司自成立起，就高度重视人员培训，注重提高人员的实际操作水平，以缺什么补什么、用什么学什么的原则开展培训，通过技术比武等为优秀人才提供施展才能的空间，逐步推广全能值班员制度。各厂每个季度进行一次技术考试，对考试成绩突出人员进行奖励并重点培养和任用，将考试成绩作为岗位竞聘的重要依据，极大调动了人员自主学习的热情。
以海拉尔热电厂为例，由于加强培训，人员操作技能不断提高，锅炉冷态启动耗油量由23-26吨/次降至9-11吨/次，助燃用油由10吨/月降至0。
结论
华能呼伦贝尔公司自成立以来，在圆满完成具有政治意义、涉及百姓民生的供热工作基础上，通过供热机组系统节能工程的实施，各项生产指标连创新高：2018年供电煤耗完成312.91g/kwh，生产厂用电率完成4.86%，取得了社会效益与经济效益的双丰收，对目前仍运行的小机组节能减排具有指导和借鉴意义。
参考文献：
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[4]王祥图.基于热负荷特性的供热机组优化配置研究[D].东南大学，2017.
论文作者:于文成,孙昌海,王云鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/3
标签：机组论文; 呼伦贝尔论文; 节能论文; 方式论文; 损失论文; 汽轮机论文; 负荷论文; 《电力设备》2019年第20期论文;