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摘要：通过对华能海拉尔2x200MW供热电厂的经济指标先进性的分析，从设计角度分析总结了提高火电厂经济指标的措施，对新建机组如何在设计过程中提高经济指标先进性起到参考作用。
关键词：经济指标 节能
1、前言
华能海拉尔热电厂三期2x200MW扩建工程于2009年末投产，运行至今取得了很好的社会效益和经济效益，主要经济指标达到了同行业先进水平。其中发电煤耗302.45 g/kwh， 供热煤耗39.80kg/GJ，综合厂用电率7.57%， 水耗指标为2.09 kg / kwh。本文从设计角度分析了海拉尔热电厂经济指标的先进性，并总结了提高热电厂热电效率的措施。
2、提高经济指标的措施分析
2.1汽轮发电机组型式、容量及参数选择合理
机组的型式主要根据热负荷种类和特性以及热负荷的中近期发展规划来确定。因此在设计热电厂时，为了正确的选择设备及合理的拟定供热方案，必须对各种热负荷的大小，参数作详细的调查、计算。为拟定合理的运行方式和进行供热调节，还应对各种热负荷的变化规律作精确的调查分析。这是热电厂规划、设计与技术经济分析的重要基本资料。本工程正是通过对热负荷的详细计算及技术经济性比较研究确定了机组和热网的主要型式。
对于新建供热机组来说，主机设备选型时应结合投资效益比和工程实际外部条件，如燃料供应、电力负荷、供热负荷、并网等情况，及主机设备供货等情况，合理选择机组配置。比如在同等规模情况下，高参数、大容量的机组配置优势明显，这对提高电厂的经济性非常可观。本工程装机容量为2×200MW凝汽供热式汽轮发电机组，取缔供热小锅炉318台，热电联产项目建成后，年节约标煤量为22×104 t。
2.2锅炉容量选择合理
锅炉容量选择不合理，就会造成因锅炉汽机容量不匹配，使锅炉及其辅机长期处于不经济工况下运行，设备效率较其额定工况低很多。为了避免这种情况，应在合理进行热平衡计算的前提下，确定合理的锅炉容量，必要时还可以要求锅炉厂及主要辅机厂进行非标设计，使其出力和汽轮发电机组相匹配。因此本工程锅炉型式为超高压，自然循环单炉膛，一次再热，喷水调温﹑平衡通风，四角喷燃，固态排渣，全钢架悬吊结构汽包炉，燃用褐煤，型号：HG-670/13.7-HM18。
2.3辅机选用合理
辅机是构成电厂设备的重要组成部分，是电厂设备正常运行的不可缺少设备。随着电厂高参数大容量机组的不断发展，与之相配的辅机也趋向大型化，因此它在火电厂中的地位与作用也就显得愈加重要。电力生产实践告诉我们，辅机不仅对火电厂的节能起着重要的作用，而且辅机如发生故障将危及主机运行可靠性，对单元式机组将直接影响发电出力，或使机组强迫停运。因此本工程辅机的选用特别重视以下两点：
1）辅机选用经鉴定有实际运行业绩、能耗低、运行安全可靠、成熟的辅机设备节能机电产品，绝不采用淘汰、质量低劣的产品。
2）电厂内耗能辅机较多，其中对于锅炉给水泵、送风机、引风机、热网水泵、循环泵等大功率高能耗的设备，这些设备的耗电占厂用电的30%以上，因此辅机的合理选型是降低厂用电率的关键因素。选型时要把设备效率作为一个重要技术因素，确定合理的设备裕度，避免设备长时间低效率运行。
对于本工程送风机来说，风机所需轴功率为：N=Q×H/（1000×η×3600×0.9）其中Q为风机风量，H为风机全压，η为风机效率。由此可见风机所需轴功率和风量、风压成正比，其中风量可以通过风机入口调节阀来控制，以适应锅炉负荷要求，对风机所需功率影响不大；而风压基本上不随锅炉负荷波动，因此风压合理计算、选择对降低锅炉自身能耗起着关键作用。风压合理计算、选择取决于三个方面因素。1、烟风道设计过程中要布置得当，尽量减少局部阻力，通过计算比较较为合理的风道布置，其阻力可减少约200Pa，占风侧阻力的1.5%。2、对锅炉本体侧阻力计算和锅炉厂家应充分沟通，要求锅炉厂提供详尽烟风阻力计算书，认真分析其烟风阻力计算过程，避免重复考虑风压余量系数。3、要求建设单位提供真实详尽的煤质资料，将额定工况下的计算风量、风压数据交于风机设计人员，由其核定风机机号，必要时对风机重新设计，保证风机额定工况下处于高效率点。
另外如水泵的选型也要注意整体效率，扬程的选择要进行细致水力计算，避免扬程选择过高，造成介质压能浪费等。
2.4积极选用节能设备
2.4.1采用锅炉少油点火和超低负荷稳燃技术
该技术是用少量的油（对应单只煤粉燃烧器用油量50㎏/h～400㎏/h）强化燃烧，通过专门设计的燃烧器，点燃大量的煤粉，从而达到以煤代油启动锅炉的目的；另外在锅炉低负荷时，可以将该燃烧器投入，用少量的油实现锅炉的超低负荷稳燃。节油率在90%以上，综合节能效益80%。该技术可以大幅度减少火力发电厂点火启动和助燃用油，降低发电成本，为电力企业创造巨大的经济、社会效益。
本工程少油点火夏季采用0号轻柴油，冬季采用-20号轻柴油，自该系统投运以来，一直稳定运行。现冷启炉平均耗油仅8～9t，与常规15～25t大油枪冷启动点火相比，节油7～16t。
2.4.2采用变频节能装置
电厂辅机的设计原则是电机的最大功率必须满足负载下的机械功率和转矩，对于不同的负载，最大值并非时时刻刻都发生，负载的变化是非线性的，而电机的输出功率是恒定的，这就意味着在非最大负载时电机输出了相当一部分多于功率，电能就白白的浪费掉了，风机水泵等就是典型的例子，这些设备都是很长时间运行，甚至久不停机。
变频节能装置在火电机组的辅机应用上主要为传动调速，这种调速控制系统是人为的改变电动机的机械特性来获得不同的转速，根据电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系可知，根据不同的流量调节转速后将极大节省电机的功率，从而达到节约能源。变频控制传动调速对于负载性质和负载率的不同，节电率也是不同，据相关资料显示，变频控制设备一般负载率在50%左右，节电率在20%-47%左右，例如循环水泵电机，凝结水排污泵电机，除氧风机等等，基本上平均节电率都在25%-60%左右。 本工程全厂共设置有12台埋刮板给煤机，均采用变频调速，节能效果显著，理论计算节能可达49%以上。本工程采用变频调速设备还有凝结水泵等。
2.4.3采用节能型变压器
本工程主变压器、高压厂用变压器、高压起动/备用变压器、低压厂用变压器均采用低损耗、节能型电力变压器，节能型电力变压器较普通型电力变压器一般可降低损耗10～20%。
2.5合理选择保温材料及经济厚度
对于保温材料的选择根据不同的温度，采用不同的保温材料及保温经济厚度，减少热能损失。在热网管道保温方面，选用质量可靠的聚氨酯直埋保温管，保证热网传输的热效率≥98%。
2.6优化工艺系统
优化工艺系统主要体现在合理选择辅机的工艺系统，合理布置管道减少管道内介质的流动阻力等，以达到节约能源的目的。如本工程除氧器采用滑压运行方式，减少除氧器加热蒸汽的节流损失；循环水泵选型要充分考虑循环水量随季节、气候变化以及发电供热负荷变化，选择合理的运行方式，使整个循环冷却水系统处于较为理想的工况等；每台机组装设3台50%容量凝结水泵，冬季1台运行，2台备用，夏季2台运行，1台备用；优化布置烟风道的布置，减少沿程阻力损失，以合理选择风机的压升等。
2.7采取有效的节水措施
热电厂机组规格较小，但因为热电联产项目仍然消耗相当数量的水，节约用水不仅仅是降低发电厂供热成本措施之一，也有保护水资源的意义，特别是对水资源缺乏地区，水资源的紧张往往制约着热电厂项目发展的规模，因此，节约用水势在必行。
本工程采取的主要节水措施为：①采用节约用水量、减少耗水量的用水系统工艺措施：水源采用城市污水处理厂中水，节约了大量的新鲜水，符合国家的用水政策。冷却塔装设除水器，减少漂滴损失，风吹损失可以减少0.3%Q（Q为循环水量）。循环水采用加药处理，提高浓缩倍数，降低补充水的碳酸盐硬度，以减少循环水排污损失。采用干式除灰方式，杜绝灰场的除灰用水的蒸发损失。②水的循环使用：凝汽器的冷却水、辅机冷却水和汽水取样冷却水等采用循环冷却系统。③水的循序使用：在本期工程设计中，主要是把循环水排污水回收利用，供给除灰渣加湿用水等；锅炉排污水经降温后回收用于循环水补水，连续排污水量约16t/h，作为做为热网循环水的部分补水；主厂房内的工业冷却水系统采用闭式系统，可比采用开式水系统节水25% ～30%。④污水处理后再利用：输煤栈桥冲洗水经回收处理后重复使用。
3、结束语
经济指标反映了电厂的经济效益，也反映了电厂的设计水平。以上为从设计角度简要分析了海拉尔工程经济指标先进性的原因，相应列举了提高热电厂经济指标的几项措施，希望这些措施在以后的电厂设计中可以起到借鉴参考的作用。由于咨询设计是工程建设的龙头，重视从电厂规划到方案设计到设备选择每一个环节的经济性是提高电厂经济指标的基础，另外在电厂的施工、运行中还有方方面面的措施，需要各个环节共同努力。
参考文献
[1] 杨玉恒.发电厂热电联合生产及供热，水利电力出版社，1989。
[2] 樊泉桂.锅炉原理，中国电力出版社，2004。
[3] 林万超.火电厂热力系统节能理论.西安交通大学出版社，1994
关键词：经济指标 节能
1、前言
华能海拉尔热电厂三期2x200MW扩建工程于2009年末投产，运行至今取得了很好的社会效益和经济效益，主要经济指标达到了同行业先进水平。其中发电煤耗302.45 g/kwh， 供热煤耗39.80kg/GJ，综合厂用电率7.57%， 水耗指标为2.09 kg / kwh。本文从设计角度分析了海拉尔热电厂经济指标的先进性，并总结了提高热电厂热电效率的措施。
2、提高经济指标的措施分析
2.1汽轮发电机组型式、容量及参数选择合理
机组的型式主要根据热负荷种类和特性以及热负荷的中近期发展规划来确定。因此在设计热电厂时，为了正确的选择设备及合理的拟定供热方案，必须对各种热负荷的大小，参数作详细的调查、计算。为拟定合理的运行方式和进行供热调节，还应对各种热负荷的变化规律作精确的调查分析。这是热电厂规划、设计与技术经济分析的重要基本资料。本工程正是通过对热负荷的详细计算及技术经济性比较研究确定了机组和热网的主要型式。
对于新建供热机组来说，主机设备选型时应结合投资效益比和工程实际外部条件，如燃料供应、电力负荷、供热负荷、并网等情况，及主机设备供货等情况，合理选择机组配置。比如在同等规模情况下，高参数、大容量的机组配置优势明显，这对提高电厂的经济性非常可观。本工程装机容量为2×200MW凝汽供热式汽轮发电机组，取缔供热小锅炉318台，热电联产项目建成后，年节约标煤量为22×104 t。
2.2锅炉容量选择合理
锅炉容量选择不合理，就会造成因锅炉汽机容量不匹配，使锅炉及其辅机长期处于不经济工况下运行，设备效率较其额定工况低很多。为了避免这种情况，应在合理进行热平衡计算的前提下，确定合理的锅炉容量，必要时还可以要求锅炉厂及主要辅机厂进行非标设计，使其出力和汽轮发电机组相匹配。因此本工程锅炉型式为超高压，自然循环单炉膛，一次再热，喷水调温﹑平衡通风，四角喷燃，固态排渣，全钢架悬吊结构汽包炉，燃用褐煤，型号：HG-670/13.7-HM18。
2.3辅机选用合理
辅机是构成电厂设备的重要组成部分，是电厂设备正常运行的不可缺少设备。随着电厂高参数大容量机组的不断发展，与之相配的辅机也趋向大型化，因此它在火电厂中的地位与作用也就显得愈加重要。电力生产实践告诉我们，辅机不仅对火电厂的节能起着重要的作用，而且辅机如发生故障将危及主机运行可靠性，对单元式机组将直接影响发电出力，或使机组强迫停运。因此本工程辅机的选用特别重视以下两点：
1）辅机选用经鉴定有实际运行业绩、能耗低、运行安全可靠、成熟的辅机设备节能机电产品，绝不采用淘汰、质量低劣的产品。
2）电厂内耗能辅机较多，其中对于锅炉给水泵、送风机、引风机、热网水泵、循环泵等大功率高能耗的设备，这些设备的耗电占厂用电的30%以上，因此辅机的合理选型是降低厂用电率的关键因素。选型时要把设备效率作为一个重要技术因素，确定合理的设备裕度，避免设备长时间低效率运行。
对于本工程送风机来说，风机所需轴功率为：N=Q×H/（1000×η×3600×0.9）其中Q为风机风量，H为风机全压，η为风机效率。由此可见风机所需轴功率和风量、风压成正比，其中风量可以通过风机入口调节阀来控制，以适应锅炉负荷要求，对风机所需功率影响不大；而风压基本上不随锅炉负荷波动，因此风压合理计算、选择对降低锅炉自身能耗起着关键作用。风压合理计算、选择取决于三个方面因素。1、烟风道设计过程中要布置得当，尽量减少局部阻力，通过计算比较较为合理的风道布置，其阻力可减少约200Pa，占风侧阻力的1.5%。2、对锅炉本体侧阻力计算和锅炉厂家应充分沟通，要求锅炉厂提供详尽烟风阻力计算书，认真分析其烟风阻力计算过程，避免重复考虑风压余量系数。3、要求建设单位提供真实详尽的煤质资料，将额定工况下的计算风量、风压数据交于风机设计人员，由其核定风机机号，必要时对风机重新设计，保证风机额定工况下处于高效率点。
另外如水泵的选型也要注意整体效率，扬程的选择要进行细致水力计算，避免扬程选择过高，造成介质压能浪费等。
2.4积极选用节能设备
2.4.1采用锅炉少油点火和超低负荷稳燃技术
该技术是用少量的油（对应单只煤粉燃烧器用油量50㎏/h～400㎏/h）强化燃烧，通过专门设计的燃烧器，点燃大量的煤粉，从而达到以煤代油启动锅炉的目的；另外在锅炉低负荷时，可以将该燃烧器投入，用少量的油实现锅炉的超低负荷稳燃。节油率在90%以上，综合节能效益80%。该技术可以大幅度减少火力发电厂点火启动和助燃用油，降低发电成本，为电力企业创造巨大的经济、社会效益。
本工程少油点火夏季采用0号轻柴油，冬季采用-20号轻柴油，自该系统投运以来，一直稳定运行。现冷启炉平均耗油仅8～9t，与常规15～25t大油枪冷启动点火相比，节油7～16t。
2.4.2采用变频节能装置
电厂辅机的设计原则是电机的最大功率必须满足负载下的机械功率和转矩，对于不同的负载，最大值并非时时刻刻都发生，负载的变化是非线性的，而电机的输出功率是恒定的，这就意味着在非最大负载时电机输出了相当一部分多于功率，电能就白白的浪费掉了，风机水泵等就是典型的例子，这些设备都是很长时间运行，甚至久不停机。
变频节能装置在火电机组的辅机应用上主要为传动调速，这种调速控制系统是人为的改变电动机的机械特性来获得不同的转速，根据电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系可知，根据不同的流量调节转速后将极大节省电机的功率，从而达到节约能源。变频控制传动调速对于负载性质和负载率的不同，节电率也是不同，据相关资料显示，变频控制设备一般负载率在50%左右，节电率在20%-47%左右，例如循环水泵电机，凝结水排污泵电机，除氧风机等等，基本上平均节电率都在25%-60%左右。 本工程全厂共设置有12台埋刮板给煤机，均采用变频调速，节能效果显著，理论计算节能可达49%以上。本工程采用变频调速设备还有凝结水泵等。
2.4.3采用节能型变压器
本工程主变压器、高压厂用变压器、高压起动/备用变压器、低压厂用变压器均采用低损耗、节能型电力变压器，节能型电力变压器较普通型电力变压器一般可降低损耗10～20%。
2.5合理选择保温材料及经济厚度
对于保温材料的选择根据不同的温度，采用不同的保温材料及保温经济厚度，减少热能损失。在热网管道保温方面，选用质量可靠的聚氨酯直埋保温管，保证热网传输的热效率≥98%。
2.6优化工艺系统
优化工艺系统主要体现在合理选择辅机的工艺系统，合理布置管道减少管道内介质的流动阻力等，以达到节约能源的目的。如本工程除氧器采用滑压运行方式，减少除氧器加热蒸汽的节流损失；循环水泵选型要充分考虑循环水量随季节、气候变化以及发电供热负荷变化，选择合理的运行方式，使整个循环冷却水系统处于较为理想的工况等；每台机组装设3台50%容量凝结水泵，冬季1台运行，2台备用，夏季2台运行，1台备用；优化布置烟风道的布置，减少沿程阻力损失，以合理选择风机的压升等。
2.7采取有效的节水措施
热电厂机组规格较小，但因为热电联产项目仍然消耗相当数量的水，节约用水不仅仅是降低发电厂供热成本措施之一，也有保护水资源的意义，特别是对水资源缺乏地区，水资源的紧张往往制约着热电厂项目发展的规模，因此，节约用水势在必行。
本工程采取的主要节水措施为：①采用节约用水量、减少耗水量的用水系统工艺措施：水源采用城市污水处理厂中水，节约了大量的新鲜水，符合国家的用水政策。冷却塔装设除水器，减少漂滴损失，风吹损失可以减少0.3%Q（Q为循环水量）。循环水采用加药处理，提高浓缩倍数，降低补充水的碳酸盐硬度，以减少循环水排污损失。采用干式除灰方式，杜绝灰场的除灰用水的蒸发损失。②水的循环使用：凝汽器的冷却水、辅机冷却水和汽水取样冷却水等采用循环冷却系统。③水的循序使用：在本期工程设计中，主要是把循环水排污水回收利用，供给除灰渣加湿用水等；锅炉排污水经降温后回收用于循环水补水，连续排污水量约16t/h，作为做为热网循环水的部分补水；主厂房内的工业冷却水系统采用闭式系统，可比采用开式水系统节水25% ～30%。④污水处理后再利用：输煤栈桥冲洗水经回收处理后重复使用。
3、结束语
经济指标反映了电厂的经济效益，也反映了电厂的设计水平。以上为从设计角度简要分析了海拉尔工程经济指标先进性的原因，相应列举了提高热电厂经济指标的几项措施，希望这些措施在以后的电厂设计中可以起到借鉴参考的作用。由于咨询设计是工程建设的龙头，重视从电厂规划到方案设计到设备选择每一个环节的经济性是提高电厂经济指标的基础，另外在电厂的施工、运行中还有方方面面的措施，需要各个环节共同努力。
参考文献
[1] 杨玉恒.发电厂热电联合生产及供热，水利电力出版社，1989。
[2] 樊泉桂.锅炉原理，中国电力出版社，2004。
[3] 林万超.火电厂热力系统节能理论.西安交通大学出版社，1994