摘要：考虑到我国“富煤、少气、缺油”的能源资源禀赋，在今后相当一段时间内燃煤发电仍将占有主力地位，因此当前应努力降低发电煤耗，实现用现有的煤多发电的目标。为了达到上述目标，需要对现有燃煤电厂进行改造。
关键词：燃气发电；机组煤耗；降低
引言
随着近几年全国经济增速放缓，社会用电需求量增幅逐年减少，各发电企业发电利用小时数下滑，上网电价下调，企业经营压力越来越大，只有不断降低生产成本，节能挖潜，才能度过当前经济发展的“寒冬”。因此，降低发、供电煤耗便成为了火力发电厂降低生产成本的首要任务，也是火电厂节能工程师的首要工作。
一、发展燃气发电的必要性
第一，我国现在正处于社会的高速发展时期，各个行业对电力资源的需求逐渐增高，同时对于电力质量也有了较高的要求。工业的发展，城市的建设，居民的生活等等，都离不开电力资源。因此，研究多种发电方式，提高发电效率及发电量，是目前经济发展中的重点课题。燃煤发电对于环境的污染非常严重，造成严重的空气问题，比如雾霾天等等，对人们的身体健康形成严重的威胁。燃气发电能够很好的解决这一难题，在国外已经得到了非常广泛的应用，并且逐渐成为将来电力资源的主要来源之一，这种发电方式的性价比是非常高的，因此在我国也需要重视对燃气发电技术的研究和应用，这不仅是经济发展的需求，更是社会可持续发展的必然要求。
二、燃气发电机组煤耗
1、汽机热耗的主要影响因素
据电厂的实际运行资料来看，当给水温度每降低1℃，那么热耗就会增加大概10kJ/kWh左右；当凝汽器真空每降低1kPa，那么热耗就会增加大概50kJ/kWh左右；当汽温每降低10℃，那么热耗就会增加大概1.5%左右，而汽耗量业增加1.5%；而当热耗每增加25kJ/kWh，供电煤耗就大概会增加1g/kWh左右。
同时，汽机热耗受到负荷率高低变化较大，负荷率低则热耗升高，负荷率高则热耗降低。而低负荷运行的状态下，往往会导致汽轮机炉膛温度水平偏低，为了保证锅炉达到最低稳燃负荷，那么就需要通过投油助燃的方式来保持较高的主汽流量，这样的话就会增加热耗，降低经济性，增加经济成本。试验证明，300MW级机组负荷每降低1%，那么热耗就会增加大概7.5kJ/kWh左右。
2、煤质含灰高，锅炉积灰
燃气发电中使用的煤质含灰高，煤质量差，锅炉积灰现象严重，是造成燃煤消耗量高的主要原因之一。含灰量高的煤，经过燃烧后灰多、渣多。煤灰、煤渣落在水冷器管、过热器管、省煤器管壁表面，造成积灰，加厚管壁，影响换热效果，降低热效率，为了满足温度要求就要多烧煤，导致耗煤升高；另一方面，煤质灰分大，很容易导致空气预热器堵塞，当堵塞严重，超过空气过热器透过效率的1/3～2/5时，就会大大降低空气的进入量，降低预热空气温度，导致燃烧环境恶劣，煤粉颗粒无法燃烧充分，燃煤的利用率降低，形成资源的浪费，还会造成燃煤环境处于恶性循环中。
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三、降低燃气发电机组煤耗方法
1、提高二次过热温度
如超超临界机组的过热蒸汽为600%，二次再热后还是600%，蒸汽在第一个600℃时压力为270atm，到第二个过热温度时蒸汽压力减少了70atm，在此条件下采用相同钢材，应力减少，因此可以把二次再热后的蒸汽温度提高到620℃，由此可大大提高电厂的净效率。日本的矶子电厂将两台22×10KW机组改造建成两台60×10KW超超临界机组时，就是采用这种提高二次过热温度20%的设计。
2、加强管道和阀门的保温
管道和阀门的保温对于节约能源具有重要意义，曾有过测算，一个8in的高温高压阀门若不采取保温措施，一年将损失8t标煤的热量。现在的保温标准是表面温度不超过50%，但据笔者考察，部分保温往往不达标，手摸上去感到烫手，温度肯定高于50%，这种情况在许多电厂都存在。因此笔者建议，对管道和阀门的保温做一次普查，表面温度高于50%的要重新采取保温措施。鉴于目前煤炭价格上涨以及环保要求的降低发电煤耗增加燃煤发电量提高，能否考虑把表面保温标准由50%降到45%，虽然由此产生一些工作量，但可以大大降低电厂的燃料消耗量。
3、用冷凝水冷却发电机
现在的发电机通常采用定子水冷，转子和线圈氢冷，即水-氢-氢。冷却发电机的水还要引出降温后再用，氢气也要用水冷却降低温度，这些都需要冷却用水。如果改用冷凝水冷却，对发电机来说是冷却，对发电系统来说是回收热量。现在发电机定子线圈的空心导线已由铜改为不锈钢，用冷凝水是完全可行的，既可以回收热量也可以简化电厂的冷却系统。同理，可以采用冷凝水冷却润滑油，对于润滑油来说是冷却，对于发电系统来说是回收热量。采取以上措施可以简化系统、提高效率。但空冷机组，特别是直接冷却机组由于背压高、冷凝水温度高，又随空气温度的变化而变化，很难采用这种方法。
4、合理掺配燃用煤种，提高入炉煤挥发份
通过合理掺配燃用煤种，能够使设计煤种和燃煤的特性不致偏差过大，以便保证入炉煤的低位发热量、灰分、挥发分达到一定值。相关实验表明，在运行氧量一直的条件下，飞灰可燃物含量比原来降低2％左右。掺入的本地煤挥发分较高，煤粉燃尽性向好，所以，飞灰可燃物含量下降，大大提高了锅炉热效率。
5、改进电厂布局，缩短主蒸汽管道长度，降低蒸汽压力损失
现在蒸汽由锅炉到汽轮机，经过管道后蒸汽压力一般会降低10atm。缩短主蒸汽管道长度，可以采取两个措施：一是将锅炉出来的蒸汽直接接到汽轮机厂房，去掉中间的建筑设施，控制室可另行找地方安排，这样就使蒸汽由锅炉到汽轮机的距离缩短很多；二是将现有的汽轮机横向布置改为纵向布置，将汽轮机的前部高压缸直接对着锅炉，前苏联的50×10kW机组和捷克的20×10kW机组都是采用这种设计，现在的核电站也是采用这种设计，将汽轮机的前部直接对着反应堆。
6、采用可调节气封，可减少漏气量，提高机组效率
汽轮机转子和定子由气封来密封，气封的间隙选择比较大，这是因为轴的长度在静止时有一个弯度，虽然弯度不大，但气封间隙太小会受到影响；转动部分在正常转速内还有一个临界转速，在临界转速时轴的跳动较大，气封的间隙选择较大就是基于这两点考虑。采用可调气封，在静止或临界转速时气封间隙较大，在正常转速运行时气封间隙自动缩小，以此达到减少漏气量、提高效率的目的。
结语
随着我国经济的发展与社会的进步，每个行业都在积极的进步着，处于快速运转的状态，需要大量的电力资源作支撑。目前我国发电方式仍然以火电为主，但是这种发电方式存在很大的问题，会造成严重的环境污染与资源浪费，虽然燃气发电在一定程度上解决了环境问题，但是在燃煤的使用上仍然存在效率不高的问题。因此，为了积极响应国家的节能减排的政策，对燃气发电中机组煤耗的降低具有重要意义。
参考文献
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论文作者:高建武,陈效,何锦峰,霍元
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/24
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