一、引言
隨著煤炭?jī)r(jià)格持續(xù)走高和國(guó)家能源政策的影響，火力發(fā)電企業(yè)節(jié)能減排壓力不斷增大。降低國(guó)產(chǎn)630MW發(fā)電機(jī)組供電煤耗，已成為各火力發(fā)電廠共同的難題。研究降低國(guó)產(chǎn)630MW發(fā)電機(jī)組供電煤耗，降低企業(yè)發(fā)電成本，提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)企業(yè)完成節(jié)能減排工作有重要意義。
二、用精益管理DMAIC工具降低630MW機(jī)組供電煤耗。
1. DMAIC是六西格瑪管理中流程改善的重要工具。六西格瑪管理不僅是理念，同時(shí)也是一套業(yè)績(jī)突破的方法。它將理念變?yōu)樾袆?dòng)，將目標(biāo)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。DMAIC是指定義Define、測(cè)量Measure、分析Analyze、改進(jìn)Improve、控制Control五個(gè)階段構(gòu)成的過(guò)程改進(jìn)方法，一般用于對(duì)現(xiàn)有流程的改進(jìn)，包括制造過(guò)程、服務(wù)過(guò)程以及工作過(guò)程等等。
2. .2017年我司#5、#6機(jī)組都進(jìn)行了重大技改，在經(jīng)濟(jì)性上有了大幅提升,在技改層面無(wú)改善空間, 2017年我司三期供電煤耗為300.56g/kWh，需進(jìn)一步挖潛。
三、降低630MW機(jī)組供電煤耗的因素。（Define，簡(jiǎn)稱D）
1. 通過(guò)DMAICD階段，分析現(xiàn)狀，定義CTQ和Y分析出影響供電煤耗的因素。
2. 汽機(jī)熱耗率高是因汽輪機(jī)高中低壓缸效率、初終參數(shù)、再熱循環(huán)和回?zé)嵫h(huán)效率下降引起。
3. 汽機(jī)熱耗率(單位:kJ/kWh)=（(主汽焓值*主汽流量+再熱蒸汽焓值*再熱蒸汽流量-給水流量*給水焓值-冷再熱蒸汽流量*冷再熱蒸汽焓值-過(guò)熱器減溫水流量*給水焓值-再熱器減溫水流量*再熱器減溫水焓值）*0.001-供熱量）/發(fā)電功率
4. 鍋爐效率低主要是因?yàn)榕艧煙釗p失（q2）、化學(xué)未完全燃燒損失（q3）、機(jī)械未完全燃燒損失（q4）、散熱損失（q5）及灰渣物理熱損失（q6）造成。
5. 鍋爐效率(單位:%) =（1-q2-q3-q4-q5-q6）*100
6. 發(fā)電機(jī)效率一般變化非常小，一般熱力計(jì)算中將其用0.9895常數(shù)進(jìn)行計(jì)算
7. 反平衡管道效率ηgd=（1- △Qgd/ Qgl） × 100%，管道效率取行業(yè)默認(rèn)值
8. 廠用電率=生產(chǎn)廠用電量/發(fā)電量，主要體現(xiàn)在發(fā)電過(guò)程中所消耗電量的大小
四、降低630MW機(jī)組供電煤耗的M階段（Measure 簡(jiǎn)稱M）
1. 通過(guò)DMAIC漏斗理論分析出影響供電煤耗的具體因素
以下是利用DMAIC工具中的M階段分析降低供電煤耗的因素。得出的結(jié)果：
1.1熱耗與煤耗正相關(guān)，關(guān)系吻合；熱耗的影響因素細(xì)化：
1) 機(jī)組負(fù)荷率。
2) 供熱量。
3) 循環(huán)水量及凝器真空。
4) 滑壓曲線。
5) 高壓加熱器及低壓加熱器端差。
6) 汽機(jī)葉片結(jié)垢即通流面積結(jié)垢。
7) 汽機(jī)系統(tǒng)存在泄漏。
1.2爐效與煤耗負(fù)相關(guān)，關(guān)系吻合；爐效的影響因素細(xì)化：
1) 鍋爐主再熱氣溫
2) 空預(yù)器漏風(fēng)量大
3) 鍋爐飛灰含碳量大
4) 機(jī)組負(fù)荷率
5) 鍋爐燃燒調(diào)整，不完全燃燒熱損失
1.3廠用電與煤耗正相關(guān)， 關(guān)系吻合合。
1) 吸風(fēng)機(jī)電耗
2) 循環(huán)水泵電耗
2. 通過(guò)DMAIC的M階段，樹(shù)圖，微觀流程圖，因果矩陣，F(xiàn)EMA等工具篩選出10個(gè)關(guān)鍵因子
3) X12供熱量
4) X15滑壓曲線
5) X16真空系統(tǒng)泄漏
6) X21磨煤機(jī)出口溫度
7) X22吹灰頻率
8) X23OOS系統(tǒng)輔助
9) X24飛灰含碳量
10) X25氧量設(shè)定自動(dòng)
11) X53循泵運(yùn)行方式
12) X54空預(yù)器差壓
3. 通過(guò)DMAIC的M階段快贏改善方法將其中5條完成改善
4. 改善漏斗的應(yīng)用
5. "降低供電煤耗"流程經(jīng)過(guò)FMEA后，仍然需要分析和驗(yàn)證的X有：
1) X12供熱量
2) X15滑壓曲線
3) X53循泵運(yùn)行方式
4) X24飛灰含碳量
5) X25氧量設(shè)定自動(dòng)
五、降低630MW機(jī)組供電煤耗的A階段（分析Analyze 簡(jiǎn)稱A）
1. A階段通過(guò)收集數(shù)據(jù)，采用回歸工具分析出影響因子，采取措施進(jìn)行改善。
2. 滑壓曲線設(shè)計(jì)
滑壓曲線更改后：
典型工況節(jié)能評(píng)估
負(fù)荷 MW 540 480 420 360
節(jié)能評(píng)估 g/(kW.h) 1.18 0.42 0.8 0.61
節(jié)流調(diào)節(jié)：就是全部蒸汽都經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)同時(shí)開(kāi)、關(guān)的調(diào)節(jié)汽門(mén)，然后流向第一級(jí)噴嘴。這種配汽方式主要是改變調(diào)節(jié)汽門(mén)的開(kāi)度對(duì)蒸汽進(jìn)行節(jié)流以改變進(jìn)汽壓力，使有用的焓降發(fā)生變化，并相應(yīng)改變蒸汽流量，來(lái)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的功率。采用節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)，減少汽輪機(jī)功率主要是借助節(jié)流作用，負(fù)荷越低節(jié)流損失越大，造成汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率降低。但節(jié)流調(diào)節(jié)與噴嘴調(diào)節(jié)比較，在負(fù)荷變化時(shí)級(jí)前溫度變化較小，對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性能較好。但只有帶額定負(fù)荷且調(diào)汽門(mén)全開(kāi)時(shí)，效率最高。
噴嘴調(diào)節(jié)：就是蒸汽經(jīng)過(guò)幾個(gè)依次開(kāi)、關(guān)的調(diào)汽門(mén)通向汽輪機(jī)的第一級(jí)，每個(gè)汽門(mén)分別控制一組調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴。調(diào)節(jié)級(jí)都是做成部分進(jìn)汽的，在設(shè)計(jì)工況下，除最后一個(gè)汽門(mén)外，其他調(diào)汽門(mén)都在全開(kāi)狀態(tài)，所以無(wú)節(jié)流損失。在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，噴嘴調(diào)節(jié)比節(jié)流調(diào)節(jié)效率高，且比較穩(wěn)定；但在工況變化時(shí)，噴嘴調(diào)節(jié)使機(jī)組高壓部分的溫度變化較大，容易使調(diào)節(jié)級(jí)處產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而使汽輪機(jī)負(fù)荷適應(yīng)性降低。
我廠采用高壓缸采用噴嘴配汽法。高壓調(diào)門(mén)與高壓噴嘴室分開(kāi)布置，由高壓導(dǎo)汽管連接。調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴分成四個(gè)弧段，分別由四只調(diào)門(mén)控制。正常運(yùn)行中采用順序閥控制，采用不適合的滑壓曲線運(yùn)行，汽機(jī)的最后一個(gè)調(diào)門(mén)節(jié)流損失大。
3. 循泵運(yùn)行方式改善
1) 以真空擬合汽耗，R方只有38.2，但整體影響的趨勢(shì)仍能反應(yīng)出真空與汽耗為反相關(guān)，即同等條件下，真空越高，經(jīng)濟(jì)性越好。
2) 以循環(huán)水量、水溫?cái)M合真空，R方只有43，但整體影響的趨勢(shì)仍能反應(yīng)出循環(huán)水量、水溫與真空相關(guān)，即同等條件下，循環(huán)水量越高、循環(huán)水溫越低，真空越高。
3) 循泵運(yùn)行方式改善。
通過(guò)分析循環(huán)水量、水溫與真空關(guān)系以及對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響，整理循泵啟停歷史數(shù)據(jù)，分析在當(dāng)前煤價(jià)情況下，增開(kāi)循泵的成本與降低煤耗的平衡點(diǎn)（最佳真空）。確定最佳真空所對(duì)應(yīng)的循環(huán)水溫升11℃，為循泵啟、停用分界點(diǎn)。
4. 提高大機(jī)組的供熱量。
提高供熱量，對(duì)降低煤耗有利；增加現(xiàn)有的供熱客戶的用量和持續(xù)開(kāi)發(fā)新的熱用戶；優(yōu)化供熱的運(yùn)行方式，提高大機(jī)組供熱量。
5. 降低飛灰含碳量的措施：
根據(jù)汽機(jī)的優(yōu)化過(guò)的滑壓曲線控制主蒸汽壓力?？刂棋仩t主再汽溫在較高水平?？刂棋仩t飛灰含碳量在一個(gè)較低的水平上?？偨Y(jié)出飛灰含碳量高問(wèn)題點(diǎn)有：
1) 磨組運(yùn)行臺(tái)數(shù)偏多，磨組一次風(fēng)偏大。
2) 煤粉細(xì)度無(wú)法保證，鍋爐不完全燃燒損失增加。
3) 燃燒區(qū)低氧配風(fēng)，控制Nox的排放，以及運(yùn)行中對(duì)于鍋爐主再汽溫的控制要求，爐膛配風(fēng)經(jīng)常采用倒寶塔型配風(fēng)，與飛灰含碳量控制要求相反
4) 鍋爐燃燒調(diào)整優(yōu)化，控制鍋爐排煙損失降到最低。
6. 上述主要措施中可以降低機(jī)組廠用電率的有：
1) 調(diào)整磨煤機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)，降低制粉電耗
2) 減少空預(yù)器漏風(fēng)，一是在運(yùn)行中要定期吹灰，二是在運(yùn)行中要控制好SCR噴氨量，減少氨氣逃逸率，防止空預(yù)器低溫腐蝕，引起空預(yù)器前后差壓大，吸風(fēng)機(jī)電耗增大。
3) 調(diào)整好循泵運(yùn)行方式
4) 盡量保持較高的機(jī)組負(fù)荷率，調(diào)整運(yùn)行方式，大機(jī)組多發(fā)電。
六、降低630MW機(jī)組供電煤耗的I階段（分析改進(jìn)Improve簡(jiǎn)稱I）
通過(guò)之前測(cè)量M，分析A工作。我們找出了降低機(jī)組供電煤耗的幾個(gè)主要因數(shù)，制定出了如下改進(jìn)措施：
1. 滑壓曲線優(yōu)化，將機(jī)組運(yùn)行盡量運(yùn)行與優(yōu)化過(guò)的滑壓曲線附近，降低汽機(jī)熱耗。
2. 循泵運(yùn)優(yōu)化行方式。
通過(guò)分析循環(huán)水量、水溫與真空關(guān)系以及對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響，整理循泵啟停歷史數(shù)據(jù)，分析在當(dāng)前煤價(jià)情況下，增開(kāi)循泵的成本與降低煤耗的平衡點(diǎn)（最佳真空）。確定最佳真空所對(duì)應(yīng)的循環(huán)水溫升11℃，為循泵啟、停用分界點(diǎn)。
3. 提高大機(jī)組供熱量，提高大機(jī)組熱電比。
4. 采取降低飛灰含碳量的措施：
1) 優(yōu)化磨煤機(jī)運(yùn)行方式。下層磨維持高出力運(yùn)行，上層磨在低載方式下運(yùn)行?？刂颇ッ簷C(jī)進(jìn)口一次風(fēng)壓小于6.5KPa。
2) 根據(jù)煤種調(diào)整磨煤機(jī)折向擋板，保證煤粉細(xì)度，減小鍋爐不完全燃燒損失。
3) 燃燒器擺角置-5°；SOFA風(fēng)擺角置0°；D/E/F層燃料風(fēng)+10%偏置；CD/EF層二次風(fēng)+10%/15%偏置；50%負(fù)荷以上COFA風(fēng)全開(kāi)； SOFA風(fēng)開(kāi)度控制SCR入口NOX200mg/Nm3
4) 控制鍋爐參數(shù)在較高的水平。
5) 盡量降低鍋爐排煙損失等
七、降低630MW機(jī)組供電煤耗的C階段（控制Control 簡(jiǎn)稱C）。
總結(jié)改善經(jīng)驗(yàn)，形成標(biāo)準(zhǔn)化文件和持續(xù)改善的控制文件
八、改善收益。
我廠的供電煤耗從改善前的300.56g/kWh,降低到299.62g/kWh. 降低供電煤耗收益=降低供電煤耗值×年度供電量×年累標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)=(300.56-299.62）*64.8488*750*100=457.1840萬(wàn)元。
九、結(jié)束語(yǔ)：
1、項(xiàng)目小組成員更加深入的分析影響供電煤耗的因素，為后續(xù)改善打下基礎(chǔ)。
2、學(xué)習(xí)和掌握DMAIC的分析改善思路，分析問(wèn)題更加嚴(yán)謹(jǐn)邏輯性強(qiáng)，能力得到提升。
3、基本掌握了DMAIC回歸分析、假設(shè)檢驗(yàn)、SPC等改善工具。
4、通過(guò)運(yùn)行DMAIC工具，有助于引導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)行人員分析降低機(jī)組供電煤耗。更好的進(jìn)行機(jī)組的節(jié)能減排工作。
參考文獻(xiàn)：
[1] 岑可法，周昊等 大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)[M]第二版。北京：中國(guó)電力出版社。2003
[2] 黃新元 電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整[M] 第二版 北京，中國(guó)電力出版社
[3] 徐華清 中國(guó)能源環(huán)境發(fā)展報(bào)告。 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2006
