0引言

随着我国电力装机容量不断扩大，MW火电机组已逐步成为主力机型，其运行的经济性直接影响到我国整体的电力能耗水平。通过调查研究，总结MW机组在节能方面存在的共性问题和先进经验，提出持续开展节能降耗的策略和技术路线，有着重要的意义。本文在调查了50台MW机组基础上，总结MW机组锅炉节能降耗方面存在的共性问题，并介绍了这些锅炉在节能方面的先进经验。

1MW机组锅炉设备概况

1.1锅炉概况

本次调查的50台MW级机组锅炉中：东方锅炉20台，占锅炉总数的40%，其中超临界锅炉16台；哈尔滨锅炉18台，占锅炉总数的36%，均为超临界锅炉；上海锅炉4台，占锅炉总数的8%，均为超临界锅炉；北京巴威4台，占锅炉总数的8%；英巴2台，占锅炉总数的4%；CE和加拿大巴威各1台，各占锅炉总数的2%。

从锅炉燃烧方式统计，8台锅炉为“W”火焰锅炉，占锅炉总数的16%；5台锅炉为四角切圆燃烧锅炉，占锅炉总数的10%；其他锅炉均为对冲燃烧方式。

表1：调研锅炉设备概况表

型号

锅炉

厂家

燃烧

方式

设计

效率

投产

日期

超临界机组

江苏CZ公司

HG/25.4-YM1

哈锅

前后墙

93.98

山东FX公司

HG/25.4-YM3

哈锅

前后墙

93.38

福建FZ公司

HG/25.4--YM3

哈锅

前后墙

94.42

辽宁ZH公司

HG/25.4-YM3

哈锅

前后墙

93.78

湖南YY公司

HG/25.4-PM

哈锅

前后墙

92.8

安徽BB公司

HG/25.4-YM7

哈锅

前后墙

93.99

黑龙江SYS公司

HG/25.4-YM3

哈锅

前后墙

93.16

辽宁KP公司

HG/25.4-YM3

哈锅

前后墙

92.7

福建QZ公司

HG/25.4-YM12

哈锅

前后墙

93.5

湖北JM公司

DG/25.4-∏2

东锅

前后墙

93.45

河南MQ公司

DG/25.4-∏1

东锅

前后墙

92.3

安徽TL公司

DG/25.4-∏1

东锅

前后墙

93.5

山东LC公司

DG/25.4-∏4

东锅

前后墙

91.5

山西DT公司

DG/25.4-∏6

东锅

前后墙

93.69

湖南BQ公司

DG/25.5-∏9

东锅

前后墙

92.2

广西NN公司

DG/25.4-∏12

东锅

前后墙

91.3

山西HZ公司

DG/25.4-∏9

东锅

前后墙

92.5

江西HJB公司

SG/25.4-M

上锅

四角

切圆

93.08

陕西BJ公司

SG/25.4-M

上锅

四角

切圆

93.6

河南XY公司

BWB-/25.4-M

北京

巴威

W火焰

91.54

亚临界机组

河北LS公司

BWB-/17.5-M

北京

巴威

前后墙

92.28

四川JT公司

DG/17.45-∏5

东锅

前后墙

92.57

山西DT公司

DG/17.6-∏1

东锅

前后墙

93.4

浙江BL公司

RBC

加拿大

巴威

前后墙

93.33

浙江BL公司

CC+RR

CE

四角

切圆

92.8

山东LC公司

MBEL-/17.30-1

英国

巴威

W火焰

92.5

1.2锅炉设计热效率

本次调研50台锅炉设计热效率在91.3%～94.42%之间，平均为92.97%。锅炉设计热效率决定于设计煤种。山东LC公司、河南XY公司、广西NN公司设计煤种为贫煤无烟煤，“W”火焰燃烧，湖南BQ公司设计煤种为70%无烟煤与30%烟煤混煤，设计效率均较低，平均为91.64%。其它均为烟煤锅炉，设计效率均在92.28%以上。

2MW机组锅炉能耗问题统计分析

2.1实际热效率

（1）指标统计

根据现场数据计算及性能试验报告,MW级机组锅炉热效率平均值93.03%。50台机组中统计44台锅炉实际热效率，其中锅炉热效率偏低的有20台，占统计锅炉台数的45%；热效率低于设计值的20台锅炉中，东锅为11台，哈锅为6台，上锅2台，英巴锅炉1台。

表2：锅炉热效率汇总表

电厂

单位

炉号

试验值

试验值

设计值

超临界机组

安徽BB公司

%

#1/2

93.94

94.04

93.85

江苏CZ公司

%

#1/2

94.23

93.96

93.98

辽宁ZH公司

%

#1/2

93.22

93

93.78

山东FX公司

%

#1/2

93.69

93.81

93.38

福建FZ公司

%

#1/2

94.03

93.79

94.42

湖南BQ公司

%

#1/2

92.39

92.33

92.2

江西HJB公司

%

#1/2

91.92

90.41

93.08

沈阳KP公司

%

#1/2

94.59

93.85

92.7

山西HZ公司

%

#3/4

-

-

91.5

山西HZ公司

%

#1/2

91.85

91.85

92.3

山西HZ公司

%

#1/2

92.66

-

91.3

山西HZ公司

%

#3/4

94.64

94.14

93.5

山西HZ公司

%

#5/6

93.13

94.02

93.16

山西HZ公司

%

#1/2

93.46

93.96

93.5

山西HZ公司

%

#3/4

93.55

92.87

92.8

山西HZ公司

%

#1/2

92.86

93.3

91.54

山西HZ公司

%

#6/7

92.3

91.72

93.45

山西HZ公司

%

#9/10

-

-

93.69

山西HZ公司

%

#5/6

94.19

-

93.6

山西HZ公司

%

#1/2

93.7

-

92.5

亚临界机组

山东LC公司

%

#1/2

91.82

92.47

92.5

浙江BL公司

%

#1/2

93.44

93.49

92.8/93.33

四川JT公司

%

#61/62

91.12

91.68

92.57

山西DT公司

%

#7/8

92.78

92.82

93.4

河北LS公司

%

#1/2

91.1

92.36

92.28

注：上表数据来源于调研现场估算数据及性能试验数据，部分机组数据不全。

MW超临界机组锅炉热效率平均值为93.25%，福建QZ公司#1机组（哈锅）锅炉热效率最高，为94.64%；江西HJB公司#2机组（上锅）锅炉热效率最低，为90.41%；锅炉热效率最高值与最低值相差4.23个百分点，发电标准煤耗相差约13.5g/kWh。

MW亚临界机组锅炉热效率平均值为92.31%，浙江BL公司#2机组（加拿大巴威）锅炉热效率最高，为93.49%；河北LS公司#1机组（北京巴威）锅炉热效率最低，为91.10%；锅炉热效率最高值与最低值相差2.39个百分点，发电标准煤耗相差约7.6g/kWh。

（2）原因分析

锅炉热效率偏低的主要原因分别是煤质差、排烟温度高、飞灰炉渣可燃物偏高等。

在锅炉热效率偏低的锅炉中，存在排烟温度高的有20台，占热效率偏低锅炉比例的%，飞灰炉渣高的有6台，占热效率偏低锅炉比例的30%。其中江西HJB公司（上锅）锅炉效率异常偏低，主要是锅炉燃烧煤种差，锅炉对难燃煤种适应能力差，此外底部托粉风口设计面积偏小，也影响炉渣燃尽。

2.2排烟温度

排烟温度高会引起锅炉热效率的降低，但是排烟温度低也会引起锅炉尾部低温腐蚀，影响设备安全运行，因此锅炉运行应按照燃煤的折算硫分合理控制排烟温度。

（1）指标统计

50台机组中有排烟温度统计数据有33台锅炉，,排烟温度较设计值高的锅炉为30台，占统计锅炉的90%。有17台锅炉排烟温度高于设计值10℃以上,占52%，有13台锅炉排烟温度高于设计值0℃～10℃，占40%，有3台锅炉排烟温度低于设计值，占9%。数据表明排烟温度指标对MW级机组锅炉经济性影响较大，排烟温度升高20℃影响锅炉热效率达1%，对发电标准煤耗的影响达到3.3～3.6g/kWh。

MW超临界机组锅炉额定负荷排烟温度平均值为℃，湖南BQ公司#1炉额定负荷排烟温度最低，为.17℃；黑龙江SYS公司#1炉额定负荷排烟温度最高，为.5℃；排烟温度最高值与最低值相差56.33℃，发电标准煤耗相差约9.32g/kWh。

MW亚临界机组锅炉额定负荷排烟温度平均值为℃，四川JT公司#2炉额定负荷排烟温度最低，为℃；四川JT公司#1炉额定负荷排烟温度最高，为℃；排烟温度最高值与最低值相差12℃，发电标准煤耗相差约1.9g/kWh。

表3：锅炉额定负荷修正后排烟温度统计表

公司

单位

炉号

试验值

设计值

MW超临界机组（17台）

安徽BB公司

℃

#1/2

.41/.69

江苏CZ公司

℃

#1/2

.08/.23

辽宁ZH公司

℃

#1/2

.58/.80

山东FX公司

℃

#1/2

.58/.82

福建FZ

℃

#1/2

.00/.43

湖南BQ公司

℃

#1/2

.17/.50

江西HJB公司

℃

#1/2

.10/.00

沈阳KP公司

℃

#1/2

.00/.00

河南MQ公司

℃

#1/2

.92/-

黑龙江SYS公司

℃

#5/6

.50/.00

安徽TL公司

℃

#1/2

.18/.55

湖南YY公司

℃

#3/4

.87/.60

河南XY公司

℃

#1/2

.23/.56

湖北JM公司

℃

#5/6

.96/.81

MW超临界空冷机组（3台）

山西DT公司

℃

#9/10

-

-

陕西BJ公司

℃

#5/6

/-

山西HZ公司

℃

#1/2

-

-

MW亚临界湿冷机组（3台）

四川JT公司

℃

#61/62

.00/.00

MW亚临界空冷机组（2台）

山西DT公司

℃

#7/8

-/.96

河北LS公司

℃

#1/2

.78/.38

（2）原因分析

影响排烟温度偏高的主要原因：

1）预热器堵灰和脏污造成换热不足。

2）制粉系统、干除渣系统掺入冷风较高。

3）大量掺烧褐煤的锅炉均都存在锅炉排烟温度高的问题。

表4：MW锅炉排烟温度与设计值的偏差分析

公司

单位

与设计偏差值

原因

安徽BB公司

℃

6.41/3.69

掺冷风

江苏CZ公司

℃

12.08/2.23

掺烧褐煤；空预器积灰

辽宁ZH公司

℃

22.58/26.80

掺烧褐煤

山东FX公司

℃

7.58/1.82

空预器积灰

福建FZ公司

℃

14.00/17.43

预热器吸热不足

湖南BQ公司

℃

3.

江西HJB公司

℃

11.10/10.00

空预器换热面积不足

沈阳KP公司

℃

-1

掺冷风

河南MQ公司

℃

10.92/-

预热器积灰

黑龙江SYS公司

℃

41.50/14.00

预热器积灰；掺冷风

安徽TL公司

℃

14.18/18.55

掺烧褐煤；预热器积灰

湖南YY公司

℃

9.87/7.60

空预器换热能力不足；空预器积灰

河南XY公司

℃

23.23/35.56

干除渣系统掺入冷风量过大

湖北JM公司

℃

5.96/12.81

空预器换热能力未达到设计值

山西DT公司

℃

-

-

陕西BJ公司

℃

-

-

山西HZ公司

℃

-

-

山东LC公司

℃

-

-

浙江BL公司

℃

1

-

四川JT公司

℃

15.00/1.00

空预器积灰

山西DT公司

℃

-/16.96

空预器积灰

河北LS公司

℃

8.78/5.38

空预器积灰

2.3飞灰可燃物

（1）指标统计

飞灰可燃物是锅炉热效率的另一项主要影响因素。在有统计数据的32台锅炉中，有7家电厂共13台锅炉存在飞灰可燃物超标的问题，占统计锅炉的41%。

（2）原因分析

表5：飞灰、炉渣可燃物超标原因汇总

公司

煤质

制粉系统

其他设备因素

江西HJB公司

煤种偏离设计煤种

煤粉细度、一次风速等未优化

引风机出力不足

河南MQ公司

煤种偏离设计煤种

制粉系统分离器可靠性差

底层小油枪改造

湖南YY公司

掺烧贫煤和无烟煤

煤粉细度、一次风速等未优化

无

湖北JM公司

汽车煤掺有无烟煤

磨煤机磨辊磨损影响

无

浙江BL公司

无

无

改低NOX燃烧器

山西DT公司

煤种偏离设计煤种

煤粉细度、一次风速等未优化

无

河北LS公司

煤种偏离设计煤种

制粉系统分离器堵塞

无

飞灰可燃物主要受煤质的影响较大，其次制粉系统、燃烧工况未优化也对飞灰可燃物有较大影响。

因煤质偏离设计值，或者烟煤锅炉掺烧贫煤、无烟煤导致飞灰、炉渣可燃物含量超标，影响锅炉经济性的锅炉台数有12台，占飞灰炉渣可燃物超标锅炉台数的92%。由统计数据可知，锅炉飞灰炉渣可燃物超标主要由煤质影响，煤质是影响飞灰炉渣可燃物的首要因素。当煤质接近设计值时，锅炉飞灰炉渣可燃物大部分能恢复正常水平。

制粉系统的维护和优化对飞灰炉渣可燃物影响也较大，在飞灰炉渣可燃物超标锅炉中，有12台锅炉制粉系统存在问题，占飞灰炉渣可燃物超标锅炉台数的92%。其中：制粉系统优化对飞灰可燃物的影响较大，在统计的锅炉中，有6台锅炉存在煤质劣化后,未进行煤粉细度、一次风速等制粉系统参数的优化，此因素占飞灰炉渣可燃物超标锅炉台数的46%。制粉系统设备存在问题的锅炉有6台，主要是双进双出磨煤机的分离器堵塞和HP磨煤机磨辊磨损，制粉设备问题占飞灰炉渣可燃物超标锅炉台数的30%。

因其他设备问题影响锅炉飞灰炉渣可燃物升高的锅炉有5台，占飞灰炉渣可燃物超标锅炉台数的38%。江西HJB公司引风机出力不足，影响高负荷氧量提高；浙江BL公司#2炉低NOX燃烧器改造，喉部面积偏小，二次风通流能力不足，燃烧区缺氧；河南MQ公司锅炉底层燃烧器改造对炉渣可燃物影响较大。

2.4蒸汽参数及减温水

在统计的32台锅炉中，24台锅炉不同程度地存在过热和再热减温水超标问题，占锅炉总台数的75%。

哈尔滨锅炉厂生产的超临界锅炉存在主再热汽温偏差问题，统计的32台锅炉中，有6台锅炉汽温偏差较为明显（均为哈锅锅炉），其中沈阳KP公司的#2炉汽温偏差最大，高负荷时主汽偏差最大达到20℃以上，再热汽温偏差最大达到10℃。

锅炉主再热汽温存在问题的锅炉有8台，汽温偏低的状况并不是很严重，大部分与汽温偏差、燃烧调整不及时有关。

锅炉过热减温水量偏大的设备有6台，其中，四川JT公司#61炉投产后过再热减温水量大，后经过受热面改造，减温水量大幅度降低，但仍较设计值偏高。有9台锅炉运行中明显投用再热减温水，其原因主要是由于未进行燃烧优化调整，此外也有因再热汽温偏差投用再热减温水的情况。

表6：锅炉汽水系统问题汇总

公司

汽温偏差问题

主再热汽温低问题

减温水量大问题

安徽BB公司

汽温偏差大

过、再热汽温平均值

略低

#2炉再热器因汽温偏差大，A侧投

用减温水

江苏CZ公司

-

-

#2炉有少量再热减温水

辽宁ZH公司

-

-

#1炉再热减温水量高

山东FX公司

#2炉高负荷主

蒸汽温度偏差

-

再热减温水量较大

福建FZ公司

汽温偏差大

-

高负荷存在一定的再热减温水量

江西HJB公司

-

低负荷时再热汽温低

-

沈阳KP公司

#2炉汽温偏差

大

过、再热汽温平均完

成值略低

-

黑龙江SYS公

司

#5炉存在再热

汽温偏差问题

-

-

浙江BL公司

-

-

#2炉过热减温水量高

四川JT公司

-

-

#61炉受热面改造后锅炉过热减温

水量仍偏高

山西DT公司

-

主再热汽温低

过、再热减温水量大

河北LS公司

-

-

过热减温水量大

2.5空预器漏风率

MW级机组空预器漏风率控制水平较高，除了河北LS公司、山西DT公司等少数公司的锅炉空预器漏风率略偏高外，其他锅炉空预器漏风率均控制在合格范围内。

3MW机组锅炉节能技术简介

在调查过程中，发现不少电厂在节能技改和运行优化方面做了大量工作，节能效果较为明显，下面介绍一些MW机组调研过程中了解的先进节能技术。

3.1锅炉排烟余热回收技术

低压省煤器技术是在空预器之后、脱硫塔之前烟道的合适位置通过加装烟气冷却器，用来加热凝结水、锅炉送风或城市热网低温回水，回收部分热量，从而达到节能提效、节水效果。按年平均排烟温度降低10℃计算，机组供电煤耗可降低1.6g/kWh。安徽BB公司等进行了低压省煤器改造。

3.2锅炉运行优化调整技术

近年电煤供应紧张，电厂实际燃用煤种与设计煤种差异较大，对锅炉燃烧造成很大影响。开展锅炉燃烧及制粉系统优化试验，确定合理的风量、风粉比、煤粉细度等，有利于电厂优化运行。

另外安徽TL公司锅炉安装了PROFI锅炉燃烧优化控制系统，可以实现：

1)各个控制回路和温度控制的完全自动,二次风挡板自动和最优空气和氧量控制,达到更好的燃烧效果；

2)满足AGC要求的4%负荷变化；

3)通过再热挡板自动减少再热喷水流量,提高机组效率；4)支持在无需AGC要求时的VWO方式运行，保证机组的最高效率。预计年减少二氧化碳排放2.15万吨。

江西HJB公司针对煤质多变与偏差大的问题，进行发电用煤燃烧与结焦特性分析研究，积极对混煤掺烧课题开展研究，有利于提高配煤掺烧的经济性。

3.3空预器清洗技术

安徽TL公司的空预器清洗工作较为出色，基本保证每台锅炉每年有一次拆包清洗工作。通过受热面芯包抽出拆包，用高压水冲洗，烟气侧阻力可以由1.8kPa降至1.2kPa，排烟温度降低约10℃。

3.4空预器柔性密封技术

空预器柔性密封能够自动弹性补偿空预器径向和轴向的密封间隙，其自由端始终与密封面接触，最大限度降低空预器的漏风；弹性密封件与扇形板形成弹性接触，有效减小密封件与转子之间的摩擦阻力。目前应用的柔性密封种类较多，有空预器滑块式密封、刷式密封、薄考登钢片等型式，MW级机组应用也较为广泛。

3.5空预器改变转向

将热端、冷端径向密封片进行翻边，同时轴向密封片翻边，重新调整三向密封片间隙；两台空预器减速箱对调，重新调整大齿圈与围带销的间隙，确保空预器转动平稳。空预器反向改造主要针对热一次风温偏差，空预器由烟气侧→一次风侧→二次风侧，有利于提高一次风温，缓解制粉系统干燥出力不足情况；空预器由烟气侧→一次风侧→二次风侧，有利于降低一次风温，缓解制粉系统掺冷风的问题。江苏CZ公司、黑龙江SYS公司进行了此项改造。

3.6CO监测经济氧量运行技术

安徽TL公司在锅炉尾部加装CO测量装置，通过炉内监测CO和O2变化，调整炉内燃烧，采取经济氧量运行，提高锅炉效率，并有助于减少SO2和NOX的含量；控制锅炉燃烧区域高温腐蚀。

3.7等离子及微油点火技术

等离子点火技术：等离子发生器利用空气做等离子载体，利用直流接触引弧发电方法，制造高温等离子体，热一次风携带煤粉通过等离子体高温区域被点燃，形成稳定的二级煤粉的点火源，保证煤粉稳定燃烧，可以实现无油启动。MW级机组基本全面应用。

微油点火技术：通过煤粉主燃烧器的一次风粉瞬间加热到煤粉着火温度，风粉混合物受到了高温火焰的冲击，挥发分迅速析出同时开始燃烧，从而使煤粉中的碳颗粒在持续的高温加热下开始燃烧，形成高温火炬。改造后启动用油减少约40%以上，适用于贫煤无烟煤锅炉。

3.8再热汽温自动调整技术

再热汽温设计由烟气挡板调整的锅炉，大部分由于烟气挡板调节的滞后性和灵敏度较差的原因，造成再热汽温自动很难投入。安徽TL公司通过在烟气挡板增加4台同型号的进口电动执行器，减少故障率，实现烟气挡板自动控制，提高再热气温自动调节的可靠性，基本消除再热减温水。

3.9疏水回收技术

锅炉吹灰器疏水、暖风器疏水水质较好，将吹灰器疏水回收进入供热系统，或回收至凝结水系统，全部回收疏水的热质和工质，节能效果较明显。目前大部分MW级机组均能实现疏水合理回收。

4总结及建议

锅炉热效率达不到设计值的锅炉占38%，主要原因为煤质劣化，排烟温度高，部分锅炉飞灰可燃物也偏高。定期开展锅炉热效率试验是锅炉节能工作的基础，在锅炉热效率试验的基础上，寻找影响锅炉热效率的主要因素，并依此制定相应的调整、改造方案。

锅炉排烟温度偏高的锅炉占90%，排烟温度高的主要原因是空预器积灰和掺冷风，需从检修和运行方面进行治理，安徽TL公司在空预器清洗方面积累了先进的经验，值得借鉴；部分东方锅炉厂的锅炉存在空预器受热面不足的问题，需论证空预器改造或烟气余热利用改造。

锅炉飞灰炉渣可燃物存在问题的锅炉占41%，煤质是影响飞灰炉渣可燃物的主要原因。加强配煤掺烧工作是改善锅炉固体不完全燃烧热损失的主要手段，在煤质偏离设计值较大的情况下，要积极开展制粉系统的优化调整工作，通过煤粉细度、运行氧量、配风方式的优化摸索，努力降低飞灰可燃物。

锅炉蒸汽参数和减温水存在问题的锅炉占75%，哈尔滨锅炉存在普遍的汽温偏差问题对汽温和减温水影响较大，应从源头解决制粉系统的煤粉浓度分配不均问题。其它的汽温和减温水问题主要是由于运行调整不到位造成，电厂在控制氧化皮的前提下应严格执行压红线运行规定，提高机组经济性。

电力

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