如何評估火電廠發電過程中每個環節的能損情況，確定節能潛力的部位、分布及改進的技術手段，并加強技術監督及管理，是目前火電廠節能監督工作的重要研究課題。我國節能管理多年來沿用的方法是小指標分析法，它將經濟指標分解成若干運行小指標進行獨立考評，有力推動了我國的節能工作，但未解決各指標變化時對煤耗水平影響的定量關系。后又推出并流行的耗差分析方法，解決了生產中關鍵控制參數變化后對機組能耗水平的影響，引導運行人員按正確的方法進行操作調整，是比小指標更科學的一種方法。
　　
　　本文采用節能監督邏輯樹方法，幫助技術人員全面分析機組供電煤耗變化的原因，找到關鍵部位并實施相應的技術改進，實現節能降耗的目標。這種管理方法把火電廠節能工作范圍擴大延伸到設備選型、運行管理、檢修維護、設備改造等全過程，使節能工作的范圍、力度與效果都有明顯增加。
　　
　　一、應用原理
　　
　　電廠節能監督邏輯樹是基于結構和系統推理的方法，通過建立節能監督邏輯樹，分析引起供電煤耗變化的原因及相互之間的關系。邏輯樹以供電煤耗為根，結合設備、系統的等級關系，給出可能引起煤耗增高的更多細節，形成一棵"有根有葉"的故障樹結構，把節能監督工作系統化，邏輯化。相關人員可從第1層開始，自上而下逐步推理，根據每層內容，逐層查明機組供電煤耗變化的原因與關鍵因素，也可從zui低層開始，自下而上逐步查看，方便快捷地找到某個因素變化時對煤耗的影響。通過節能監督邏輯樹找到對煤耗影響的根源后，經運行方式調整與設備檢修、技術改造來消除這些影響。因此，節能監督邏輯樹是幫助專業人員分析和解決供電煤耗問題的有效工具。
　　
　　二、節能監督邏輯樹的建立
　　
　　火電廠中由熱能向電能轉化要經過鍋爐、汽輪機、發電機等環節，在各環節中其效率對供電煤耗均有影響，效率越高，廠用電率越低，供電煤耗就越低。以供電煤耗為起點，找出引起煤耗變化的"主枝"，即:鍋爐效率、汽輪機熱耗、廠用電率、管道效率及燃料管理，之后的每一層都更加具體、細化，不斷形成分支。利用圖1～5所示結構，就可逐層找出影響供電煤耗變化的原因，一般在邏輯樹的zui后一層即能確定能耗變化的根本原因。因此，它是一個分層次、網狀結構、清晰的診斷分析系統，非常方便節能監督和指標的分析。各電廠在具體應用中，可根據機組運行情況、系統配置和節能監控重點的不同，建立本單位的煤耗控制邏輯樹，但要把重點放在zui能反映機組性能、問題的參數和設備上。
　　
　　三、節能監督邏輯樹的應用思路
　　
　　節能監督邏輯樹的建立，不僅可通過確認關鍵設備和參數簡化對熱力循環的評價，而且還可作為專業人員解決供電煤耗升高問題的分析工具。沿邏輯樹的各路徑，結合設備、系統在生產中的重要程度、影響程度、健康水平、設備zui小合理能耗等進行界定與評估，把反映設備性能變化的關鍵部位收集整理并列出清單，直到找出引起煤耗增大的根本原因。
　　
　　由圖1的邏輯樹可明確看出，降低供電煤耗的主要方向有5個，其中管道效率可控性差，實際可操作的主要有提高鍋爐效率，降低汽輪機熱耗、廠用電率，加強燃料管理4個方面，因而，節能監督分析與控制也主要從這幾個方面入手。　　
　　3.1鍋爐效率分析
　　
　　提高鍋爐效率主要通過燃燒調整來減少排煙熱損失、固體未*燃燒損失等（如圖2所示），以實現鍋爐節能的目的。減少排煙損失的一般途徑是通過強化燃燒與傳熱來降低排煙溫度。　　
　　強化燃燒的手段:在保證安全的基礎上，適當降低一次風速（減少一次風量）;提高煤粉濃度;調整旋流燃燒器中煤粉的旋流強度;保持合適的一次風與二次風的配比等。
　　
　　強化傳熱的主要手段:通過提高爐內燃燒溫度強化爐內傳熱;用磨煤機的組合及擺動火嘴等手段，調節爐膛火焰中心位置來改變爐膛出口溫度，改變對流換熱器的傳熱溫壓;通過減少鍋爐漏風，特別是對流受熱面煙道的漏風和空氣預熱器漏風，提高對流傳熱段的煙氣溫度，使對流受熱面的傳熱得到強化;通過維持爐內火焰位于爐膛中心以避免爐內結焦，同時優化吹灰，消除煙道、空氣預熱器積灰，保證受熱面的清潔，以此提高傳熱系數來強化傳熱;此外，通過提高一次風溫、減少磨煤機調溫風來增加空氣預熱器通風量，強化空氣預熱器的對流換熱，也可很好地降低排煙溫度，提高鍋爐效率。
　　
　　固體未*燃燒損失主要由灰渣含碳量表征，化學不*燃燒損失主要由煙氣中的CO表征，均與煤粉細度及配風關系有關。國內大部分鍋爐都很難在設計煤質條件下運行，所以，必須分析實際燃用煤種與鍋爐的匹配情況，提出合理的煤粉細度選擇及配風方式，而不能單純套用設計值。一般的原則是:根據煤質變化及時調整煤粉細度，煤粉細度可維持與收到基揮發分相當的數值。在不引起飛灰、大渣含碳量增加的情況下，盡可能地放粗煤粉細度，以達到節約廠用電的目的。總體配風以爐膛出口氧量作為控制目標，爐膛出口氧量要控制在排煙中基本不出現CO的水平。在風量的分配上，要考慮煤種的特性，揮發分小、難著火、難燃盡的煤種，宜采用"上大下小"的倒塔型配風方式;揮發分高、易燃的煤種，可采用均等配風或"下大上小"的正塔型配風方式。若飛灰含碳量控制在合理的范圍（如1%）以內，則不*燃燒損失可維持在較小的水平。
　　
　　鍋爐燃燒過程中的點火及助燃油的消耗也是節能控制重點。合理安排機組啟停方式，提高機組檢修質量，減少鍋爐啟停及非計劃停運次數，提高運行水平等都是節約燃油的重要措施。另外采用等離子點火裝置、節能型油槍，在降低鍋爐啟動、停爐及低負荷運行期間的點火及助燃油量方面收效明顯。
　　
　　3.2汽輪機效率分析
　　
　　提高汽輪機效率主要是提高汽輪機高、中、低壓缸效率，降低級內損失和減少排汽造成的冷源損失（如圖3所示）。反映汽輪機效率水平的主要指標是熱耗率。　　
　　提高汽輪機高、中、低壓缸效率的手段:除運行中嚴格控制進汽參數外，大修或揭缸檢修時對通流部分動、靜葉進行打磨、噴砂（丸）處理，*清除動靜葉表面結垢，提高表面光潔度，減小動靜葉附面層摩擦損失。檢查、調整隔板汽封、軸封、葉頂汽封間隙，嚴格按照檢修工藝標準進行調整。國產引進型30OMW機組高、中壓缸進行局部汽封改進，煤耗可降低2g/（kW.h）以上。華能沁北電廠精細調整汽輪機各缸的內部通流間隙，機組熱耗率降低了180.79kJ/（kW.h）。
　　
　　減少減溫水量也是提高汽輪機效率的主要控制點。主汽溫調節應通過鍋爐燃燒調整來實現，其他方式作為輔助手段。再熱汽溫主要應通過擺動火咀、煙氣擋板等方式進行調節，盡可能避免噴水調節。減溫水會改變汽輪機的熱力循環，其中再熱器噴水減溫更會導致機組經濟性嚴重下降，一般再熱蒸汽每噴水lOt/h，機組熱效率就會降低0.2%~0.3%。過熱汽溫每降10℃，汽耗增加1.3%-1.5%，熱效率降低0.3%。因此，運行中應盡量控制汽壓、汽溫在規定范圍內，zui大程度降低減溫水量。
　　
　　對汽輪機本體，還應定期進行高、中壓缸效率測試，加強機組閥門內漏的監督等工作。如果設備本身存在問題，則可考慮汽輪機的節能改造措施，如通流部分改造、汽封系統改造、調節系統運行方式改進等。
　　
　　加強對汽輪機回熱系統的節能監督，對加熱器溫升、上下端差進行定期記錄和分析。
　　
　　在冷源端，應注意提高機組真空嚴密性以保證凝汽器壓力（真空）保持在合理的范圍內。有效的手段為:保證機組循環水水質;保證膠球清洗裝置的可靠投入率，提高收球率;合理調整循環水泵運行方式;定期對凝汽器進行清洗及保證水塔的經濟運行，消除無水區，達到*淋水密度，降低出口水溫盡可能達到設計值（如圖4所示）。這些手段可有效維持汽輪機背壓，提高機組運行的經濟性。　　
　　降低補水率，主要通過加強設備缺陷管理和無滲漏治理力度，減少閥門內外泄漏，回收熱力系統疏水、暖風器及采暖疏水，提高閥門檢修質量，減少閥門內漏造成的汽水損失。
　　
　　3.3廠用電率分析
　　
　　降低廠用電率的工作主要在高壓電機，即磨煤機、泵與風機上。泵與風機效率低的部分原因是其設計出力與其管網阻力不匹配，國內在選型上往往偏大，尤其是引風機、一次風機的風量和風壓裕度常達20%~30%，過大的裕量使風機與泵往往運行在低效區。對于在建電廠，主要輔機設備選配和安裝是重要的節能控制點;對于已投運的電廠，泵與風機的節能主要是減少節流調節，加裝變頻器實現變速調節，定速電機改變速電機（如循環水泵改高、低速運行），把選型大的輔機改小等措施。
　　
　　在保證制粉系統出力、控制合理煤粉細度的前提下，降低制粉系統單耗的節能途徑是:負壓制粉系統，應減少系統漏風，保持*通風量，適當開啟再循環風門，減少三次風量;對于雙進雙出磨煤機直吹式制粉系統，應保持適當的密封風壓頭，防止漏粉、跑粉;直吹式正壓中速磨煤機系統，特別要注意降低煤中雜物，控制給煤顆粒均勻度;所有制粉系統中，都應將風煤比控制在合適范圍，因為它直接影響鍋爐燃燒及廠用電率。　　
　　做好電除塵器的優化運行，濁度儀、振打裝置運行良好，定期分析除塵器耗電率的變化。
　　
　　對于大部分低壓輔機和公用系統輔機，優化其啟、停、投運模式，也有很好的節能效果。電廠制定各自的邏輯樹時要充分考慮這些小輔機的節能問題。
　　
　　3.4燃料管理
　　
　　燃料占發電成本的60%~70%，對鍋爐及其輔機運行的安全性、經濟性影響很大，因此，燃料管理是發電廠節能工作的源頭。
　　
　　燃料管理包括計劃、采購、運輸、驗收、配煤、儲備及廠內輸送、煤粉制備等多個環節，每個環節都不可松懈。目前大部分電廠重視燃煤的計量驗收及質量驗收，嚴格控制入廠煤與入爐煤的熱值差，但僅這此還不夠，應加強各部門間的溝通，有健全的燃料管理制度（計劃、采購、調運、接卸、驗收、耗用、儲存、盤點、統計等），保證入廠、入爐煤計量裝置和機械采樣的正常投入和定期校驗，誤差率在規定范圍內。入廠煤和入爐煤的采、制、化工作嚴格按國家標準進行，且熱值差一般不應大于52OkJ/kg。汽運煤實現回空驗收，火車運煤按規定清掃車底。
　　
　　做到3個""，即入廠煤檢斤率達到、入廠檢斤合格率達到、入廠煤檢質率達到。堅持虧噸、虧卡、超硫索賠工作，嚴格進行定期煤場的盤點及分析。
　　
　　四、應用情況
　　
　　基于邏輯樹法在節能監督中的應用，大唐發電股份有限公司已在公司內數十個電廠作為標準配置得到了廣泛應用，多角度、分層次實現了供電煤耗、鍋爐效率、汽輪機熱耗、廠用電率等分層管理和分析，并達到定量分析與定性分析相結合的目的。某電廠邏輯樹分析畫面如圖6、7所示。　　
　　專業人員可查看各畫面的分析計算結果，定量地發現各種參數變化對供電煤耗的影響，找出zui大的影響因素，進行原因與整改措施分析，達到閉環控制。
　　
　　該系統運行7a來，為節能分析和監督工作帶來了很大方便，促進了節能工作的進一步深入開展。以某電廠*批投產的30OMW機組為例，通過實施節能監督邏輯樹分析，不斷改進工作，供電煤耗逐年下降，從2000年的350g/（kW.h）下降到2006年的342g/（kW.h），按全廠8臺機組每年發電量150億kW.h計，可節約標煤12萬t，節能效果非常顯著。
　　
　　五、結語
　　
　　節能技術監督應用邏輯樹法，掌握了火電廠主要生產環節及各環節中的節能控制關鍵點和相互關系，建立了、暢通和快速反應的分析管理網絡，對提高火電廠節能管理水平、降低能源消耗、節約生產成本具有很大的現實意義，為電廠經濟運行及檢修質量的提高提供了有效手段。