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铝厂节能降耗优化分析

摘要:目前,电厂内各个机组输灰系统独立设置、同步输灰,通过对我厂两台机组输灰系统逻辑进行优化,由两台机组同步输灰模式调整为顺序输灰模式,从而减少单台机组输灰时间、减少输灰系统耗气量,降低输灰空压机耗电量,从而达到节能降耗的目的。

关键词:输灰系统、节能、逻辑、顺序、优化

目前,正压浓相气力输灰系统是国内外燃煤火力发电厂采用的最为广泛的输灰系统,具有系统结构简单、布置灵活、DCS/PLC可控程度高、投资少、灰气比高、流速低、检修维护量少、运行可靠成本低等特点,主要由装料阀、排气阀、仓泵、主吹阀、伴吹阀、助吹阀及管道等组成,在DCS/PLC控制系统下自动按序对电场或布袋区逐个进行输灰,输送动力为压缩空气。输灰压缩空气主要通过空气压缩设备消耗电能做功而产生,在此过程中,做功热量损失较大,系统损失能耗较高[1]。因此,在确保正压浓相气力输灰系统安全可靠的前提下,尽可能的减少压缩空气使用量,就可大幅降低压缩空气系统能耗,提升经济效益。

1正压浓相气力输灰系统简介

我公司除尘系统为电袋复合式除尘器,根据电区、袋区将每台机组输灰系统分为电场区A/B、布袋一区A/B、布袋二区、布袋三区六个输灰单元,电场区A和布袋一区A、电场区B和布袋一区B、布袋二区和布袋三区分别共用一个输灰母管,共三个输灰母管,输送至灰库。单台机组输灰单元分布,如图1所示:近期,对我公司输灰系统逻辑进行优化,将1、2号机组独立、24小时同步输灰模式修改为1、2号机组顺序、间隔输灰,减少输灰系统耗气量,减少输灰空压机运行时间,尤其是在机组深度调峰、低负荷时,节能降耗经济效益尤为明显。

2正压浓相气力输灰系统同步输灰逻辑

1、2号机组同步输灰逻辑为:1、2号机组输灰系统独立设置、24小时同步输灰,两台机组之间输灰系统互不影响。当两台机组均运行时,无论负荷高低,为确保输灰系统运行正常、输灰压缩空气压力正常,需维持两台输灰空压机运行,输灰耗气量较大,系统能耗较高。

3正压浓相气力输灰系统顺序输灰逻辑

1、2号机组顺序输灰逻辑为:1、2号机组输灰系统逻辑有机结合在一起,实现1、2号机组顺序、间隔输灰,当1号机组输灰时,2号机组自动停止输灰;当2号机组输灰时,1号机组自动停止输灰。在启停机、深度调峰或正常运行时,均可维持一台空压机运行,减少空压机设备耗电量。当采用顺序输灰时停运一台空压机,另一台空压机加载时间延长,卸载时间缩短,从而整体达到节省电量的目的,也提高了设备的有效利用率,避免出现频繁加卸载现象。顺序输灰模式,如图3所示:

4正压浓相气力输灰系统顺序输灰逻辑节能分析

通过对输灰系统输灰逻辑进行优化,将1、2号机组同步输灰调整为顺序输灰,可以实现启停机过程、低负荷深度调峰甚至正常负荷下间断停运空压机,从而达到减少压缩空气设备耗电量,降低输灰系统能耗的目的。通过对输灰逻辑进行调整,每个输灰单元输送间隔时间大比例延长,单次输灰灰量增加,大幅度降低输灰耗气量,一台空压机运行即可满足两台机组输灰用气量,大幅度降低输灰系统耗电量。2号炉电场A区单元输灰逻辑调整前后对比,同一时间内输灰次数明显减少,输灰耗气量明显降低,如图4所示:4.1启停机节能降耗分析。在机组启、停阶段投入顺序输灰,充分利用机组负荷变化及灰斗暂存粉煤灰的功能,停运一台空压机,仅运行一台空压机,减少输灰空压机耗电量。启机时:从输灰系统试运、输灰管道清扫直至负荷正常,按照8小时计算,每小时节约220~280Kw.h,每次启机可节约1760~2240Kw.h。停机时:利用灰斗暂存粉煤灰空间提前投入顺序输灰直至锅炉拉灰结束、灰斗存灰输送完毕,按照15小时计算,每小时节约220~280Kw.h,每次停机可节约3300~4200Kw.h。按照一年两台机组停运15次计算,在机组启、停阶段充分利用顺序输灰模式,每年可节约7.59~9.66万Kw.h,经济效益可观。4.2深度调峰及低负荷时节能分降耗析。为充分利用风电,减少弃电现象,提高绿色能源的使用率,越来越多的机组参与深度调峰或者降低机组负荷。在低负荷下,粉煤灰产生量较低,若继续维持两台输灰空压机运行,势必造成压缩空气及电量的大量浪费。通过实验获得,在机组深度调峰或低负荷阶段,若两台机组负荷均在200MW以下或两台机组负荷总量在400MW以下时,可长期维持一台输灰空压机运行,每小时节约220~280Kw.h,每天可节约5280~6720Kw.h,按照秋冬季节及春节调峰30天计算,可节约15.84~20.16万Kw.h;4.3机组正常运行时节能分析。当两台机组均正常运行,负荷维持在较高水平时,此时机组产生灰量较大,此时若长期停运一台输灰空压机,势必造成灰斗积灰增多,甚至出现高料位,影响机组安全运行。但是通过实验获得,可间断停运一台输灰空压机运行,充分利用灰斗暂存粉煤灰的功能,停运时间控制在6—12小时。通过实验获得,当两台机组负荷均在200MW以上时,每天可间断停运一台空压机约6小时,每小时可节约220~280Kw.h,每天约1320~1680Kw.h,按照双机运行200天计算,可节约26.4~33.6万Kw.h。以2018年4月17日输灰系统耗电为例分析,发电量、输灰耗电量、输灰耗电率统计如下表,变化曲线(为便于对比,将三条曲线合理移动)如图5所示:通过对2018年4月17日发电量、输灰耗电量、耗电率数据及变化曲线分析,当采用顺序输灰模式时平均每小时可节约248Kw.h、电率下降0.0488%,节能降耗效果显著。对全年机组启停次数、深度调峰天数、正常运行天数进行分类统计分析,预计每年可节约电量约49.83~63.42万Kw.h。

5结语

通过对1、2号机组输灰系统逻辑进行节能降耗优化调整,有效地降低机组输灰时间,减少压缩空气耗气量,降低输灰系统耗电量,同时输灰时间缩短,使输灰仓泵、管道等系统磨损程度降低,设备使用寿命延长。在未增加任何设备投资的情况下,仅是通过逻辑优化调整,就使输灰系统达到了较高的节能降耗效果,此方法广泛适合同类发电机组输灰系统或者其它粉粒物料输送系统,值得广泛试验、采用。

作者:王守彬 单位:大唐鲁北发电有限责任公司

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