S109FA发电机组能耗指标体系的建立及优化
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完成单位:杭州华电半山发电有限公司
登记编号:ZSCX-D4-J-2-52
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
成果主要完成人
项目概况
我国目前主要靠引进国外燃气轮机发电机组,对机组的掌握相对国内燃煤机组较少,能获得的技术资料也相对有限,主要借鉴燃煤机组的运行管理体系,同时参考燃气-蒸汽联合循环机组的实际运行经验,缺乏对热力系统的全面优化和研究,尤其是对热力系统局部变化的经济性定量分析研究,并没有一套成熟可靠的燃气-蒸汽联合循环机组技术经济指标体系用于指导机组运行管理。传统的小指标管理方法由于没有考虑指标之间的相互耦合关系使得运行人员很难确定最佳运行方式。对设备状态的了解多是依靠机组的性能试验,但由于性能试验的时效性较为局限,不能动态反映机组的性能情况,削弱了指导效果。
本项目“S109FA发电机组能耗指标体系的建立及优化”,是基于现代信息技术和热力学理论,针对半山电厂,建立 S109FA发电机组能耗指标体系。分析机组耗差的主要影响因素及其影响程度,指导开展机组运行优化、设备消缺以及技术改造等。对于促使发电企业形成系统规范的技术经济指标体系、节能对标和良好的管理降耗氛围,为发电企业节能减排工作提供有效技术支撑,提高燃气电厂的竞争力,实现我国电力行业的节能与低碳经济目标具有重要意义。
以往的技术经济指标提示都是针对燃煤机组,没有针对于燃气机组的技术经济指标体系,本项目从燃气轮机的运行特性入手来,基于核心指标逐层分级的指标体系,建立适合于 F 级燃机发电机组的指标体系。根据定义和机理逐层分解,直到机组运行过程中可以监控的最底层技术指标。
影响联合循环机组供电气耗的因素有很多,包括机组发电负荷、各设备系统经济性能、运行人员操作水平等。除了客观的、不受人为控制的因素(如电网调度负荷)以外,运行人员操作水平、电厂管理人员管理水平是影响发电机组经济效益的主要因素。要提高运行人员操作水平、电厂管理人员管理水平首先要做好机组经济性指标的管理。
联合循环发电机组由于系统布置、结构的差异,指标数量可能不尽相同,但是技术经济指标体系的基本结构大致相同,首先根据设备和系统的属性对指标进行分类,然后以厂级综合指标为顶层指标,根据指标间机理关系逐层分解,直至可以监控调整的运行小指标。
本项目关键技术和创新点:一是建立技术经济指标体系,指导机组开展运行优化;二是开展技术经济指标耗差分析,规范体系节能对标工作;三是实现燃机指标对标管理,挖掘机组节能潜力;四是搭建指标分析管理系统,实现运行监管和节能对标;
本项目可以优化燃气电厂的运行管理水平,提升机组的一次能源利用率,使发电企业获得显著的经济效益。本项目2017年6月开始在杭州华电半山发电有限公司#1、#2、#3、#7、#8、#9机组使用。按照原气耗0.2Nm3/kWh,相对效率提升0.5%,全厂燃气机组总容量241.5万千瓦计。
2017年6月-12月发电利用小时数634h,期间可名义减少燃料153.1万Nm3天然气,多发电765.5万KWh,电价按0.5135元/KWh计,可增加营收393.1万元,增加税收约66.8万元;按发电边际0.04元//KWh计,可增加利润30.62万元。
2018年发电利用小时数1243h,期间可名义减少燃料300.1万Nm3天然气,多发电1500万KWh,电价按0.5883元/KWh计,可增加营收883万元,增加税收约141万元;按发电边际0.04元//KWh计,可增加利润60万元。
2019年发电利用小时数1220h,期间可名义减少燃料294.6万Nm3天然气,多发电1473.1万KWh,电价按0.6306元/KWh计,可增加营收929万元,增加税收约120.7万元;按发电边际0.04元//KWh计,可增加利润58.9万元。
本项目可以在华电集团内部起到良好示范作用,对于进一步加大节能减排,有效提高燃机发电领域效率工作有实质推进作用。项目实施成功后具有较强可复制性,其项目实施步骤和方法,经济效益评估等可以形成成熟的操作模式,可在燃机电厂进行大力推广。
本项目应用大数据、信息技术与物联网技术、智能分析技术、传感器技术等构建的“基于大数据的燃气-蒸汽联合循环机组远程监控信息平台”, 紧紧围绕发电业务价值思维理念,将信息平台系统建设引入发电企业生产管理,达到提高能源使用效率、节能减排等作用,真正将电力生产能效监测诊断互联网化。不仅对发电企业信息进行了更深层次、更高阶的应用,而且从优化能源管理角度促进了我国电力行业节能减排目标的实现,符合产业政策引导的方向。