燃气发电机组能效指标修正与对标管理分析

许仕渊 李福

Abstract： In order to improve the correction level of energy efficiency index of gas generator set and improve its benchmarking management system， this paper starts from the establishment of benchmarking system of energy efficiency index of gas generator set， and puts forward enterprise benchmarking management strategy by analyzing the existing problems in benchmarking management of gas power generation enterprises. Energy efficiency benchmarking boundary factor modification is also described in environmental temperature， fuel composition， load rate and other aspects.

关键词： 燃气发电机组;对标管理;能效指标;边界因素

Key words： gas generator set;benchmarking management;energy efficiency index;boundary factors

中图分类号：TM314                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）04-0212-03

0  引言

随着时代的发展，社会对于能源管理以及生活环境的可持续发展也愈加重视。在我国目前的高耗能企业运行之中，能效指标对标是一个受到广泛欢迎的节能管理方法，但其在我国燃气发电企业中的应用仍存在着一些问题，基于此，需要相关部门与企业正视能效指标对标管理中存在的问题，并深入落实解决。

1  能效指标对标体系的建立

由于燃气发电企业具备一定的自身特殊性，所以在燃气发电机组中存在的能效指标相较于其他行业來说是偏多的，在对标管理中，应该选择能够反映出燃气发电机组能源利用量以及能源消耗量、机组主机的耗能水平、主系统和主设备运行状况是否良好的关键性指标，并根据以上的三项指标来建立一个完善的能效指标对标体系。第一层级的指标代表的是燃气发电机组供电时，所需要消耗的标准气耗，主要是用来反映整个燃气发电机组的能耗水平。第二层级的指标包括燃气轮机效率、汽轮机热耗、发电厂用电率等多个对燃气发电机组正常供电所产生的能耗有着直接影响的指标。第三层级与第二层及关联度较大，第三层级中所包括的凝汽器真空度、余热锅炉运行、辅机耗电率等多项指标都是能够对第二层级中指标产生直接影响的[1]。

2  燃气发电企业对标管理存在的问题

在燃气发电企业中，由于经验不足、对标企业的数量较少和政策不稳定等原因，很容易发生问题，进而影响燃气发电企业的发展。

2.1 指标选取涵盖不全

在燃气发电企业中，经常出现指标选取涵盖不全的问题，因此很难清晰地显示出企业生产运营的全部情况。在进行指标的选取工作时，为了更加快速方便地进行对标工作，企业会在满足生产经营过程平衡的基础上，选取更加合适的易量化考核指标和燃机专用指标，再进行二者的对标，在此过程中，很少会进行非量化指标的选取和对标，一定程度上影响了企业的发展和实际效益。

2.2 对标企业范围受限

在进行燃气发电企业的对标中，还容易出现对标企业广度不足、范围受限的问题，影响企业的发展。在燃气发电企业中，燃气机组一次只能发送2%-3%的电量，企业中存在的发电机组数量不足，因此很难选择相应的对标企业。同一政策区域可选择的目标企业较少，很难进行对标。在燃气发电企业的对标中，对标过程只是简单进行同机型机组的指标对比，很少进行机组状况、维护成本和边际条件等相关发电机组情况的了解和分析，使对标的广度和深度都难以达到标准，进而影响对标的效率。

2.3 对标结果对企业经营效果改善有限

在燃气发电企业中，主要是通过气、电政策和机组运行方式进行利益的获取，在目前的燃气发电企业中，通过对发电量、综合厂用电率、单位边际利润、发电水耗、气耗和EOH的贡献率的选用，可以良好地对企业的发电能力、节能降耗水平和盈利能力等对标结果进行了解，通过以上对标结果可以加强对企业的内部经营管理模式和管理方式进行指导，不断优化运行方式，但考虑到相关气电价格和机组运行方式等方面的情况，很难良好地进行对标工作，无法促进企业经营的改善，具有一定程度的局限性[2]。

2.4 节能减排的指标体系不够完善

在我国的燃气发电厂中，存在着一种“安全火炬”这种汇聚日夜不停地燃烧着，目的就是为了将发电厂所排出的可燃气体燃烧掉。虽然这种方式能够帮助燃气发电厂排出废气，但这种气体经过燃烧后，会在大气中产生很多其他气体，经过一段时间的蔓延和沉积，会对环境造成严重的污染甚至会危害人类的身体健康。燃气发电企业的指标体系中还存在着特性指标不充分的问题，导致其很难适应清洁能源发电的崛起。除此之外，在燃气发电企业中，还存在着过度重视设备管理和运行技术方面、不在意企业制度和员工管理等问题，影响燃气发电企业标管理工作的正常进行，因此企业应该对相关问题进行解决，提升自身对标管理体系的优势，促进价值的提升。

3  燃气发电企业对标管理策略

3.1 争取外部政策

在目前看来，燃气发电这一技术在使用之中能够做到节能环保、使用高效，但是现如今的市场之中，燃气价格和用电价格收费标准都比较低，长此以往下去，燃气发电企业一定是入不敷出。其次，将目前燃气发电企业面临的市场状况向上级申报，向其争取对于燃气发电企业有利的政策补贴，同时可以申请提高用电企业的基础用电量，并在合理范围内适当调整电价，是燃气发电企业能够更顺利地运行。基于此，首先需要各燃气发电企业能够实现相互之间的和谐发展，减少通行内部竞争，明确彼此之间的共同利益，共同向国家申请有利政策，以实现燃气发电企业的长足发展。最后，企业要加强自身获取信息的速度与能力，在日常工作之中要积极与中石油公司、国家电网做沟通与交流，使燃气发电公司能够进一步节省成本，且要对天然气供需进行实时关注，才能够保证燃气发电企业将自身利益最大化，实现燃气发电技术的可持续发展[3]。

3.2 扩大对标范围

燃气发电企业应该致力于实现自身企业全面发展，并完善自身对标管理体系。在企业现有对标管理体系中更多的是技术性指标，为实现企业全面发展，企业应该在对标管理体系中添加一些与企业未来发展息息相关的指标，比如，企业转型发展、创新指标、经营指标等多项指标，且在选择时应该偏向于选择一些能够增加公司盈利额的指标，如机组的负荷率等，在燃气发电企业发展的过程之中，完善的对标体系建立是非常重要的，而将影响企业未来发展的各个环节重要指标都添加进对标管理体系中，才能使对标管理体系实现对企业的引导，进而实现燃气发电企业的长足发展[4]。

4  能效对标边界因素修正

4.1 能效对标边界因素修正的意义

燃气发电机组的运行相对是一个比较复杂且庞大的工程，在运行过程之中会存在调峰运行或连续运行两种机组运行模式，且燃气发电机组比较容易受到外部环境的影响，同时也因为在机组运行过程中，无法避免外界环境因素对其产生影响，这样就会使得能效指标对标的结果并不具备准确性及合理性，基于此，需要企业能够实现对于这些边界影响因素的及时修正，才能够保证燃气发电机组更好地投入使用。

4.2 环境温度修正

针对于其他因素来说，环境温度这一因素对燃气发电机组运行影响是最大的。由于受环境温度所影响的三个因素较为复杂，首先，外界环境温度的变化会使燃气轮机的运行强度及运行效率造成较为严重的影响。其次，随着外界温度的变化，燃气轮机中所排出的烟的温度也会随之发生变化，排烟温度的变化会影响到预热锅炉的蒸汽参数，最终导致燃气发电机组的运行效率大大下降。最后，外界环境温度变化，会使燃气发电机组中的冷却水温度发生改变，冷却水的溫度变化会使得机组内的凝汽器真空度发生一定程度的变化，这一变化过程同样会对燃气发电机组工作效率产生较为严重的影响。所以在修正过程中很难应用传统方式实现目标，为实现这一目标只能应用热力学仿真软件来进行进一步的计算与分析。例如，在某次针对于环境温度对燃气发电机组工作效率的影响这一实验中，分别利用了GE公司、三菱公司、西门子公司，三家公司的热力学仿真软件进行实现，将三种软件设定在同一工况之下，然后将不同温度下的燃气发电机组工作状态记录下来，得到最终的供电气耗修正系数。通过气耗系数可以很明显看出在8℃以下、11-22℃之间、22-45℃之间的温度之下，修正系数的计算差值处于最小状态。基于此就可以计算出燃气发电机组处于不同的季节中时，该季节所占全年发电量的比例，进而确定环境温度对燃气发电机组能耗的综合影响。

4.3 燃料成分修正

燃料是燃气发电中必不可少的因素，没有燃料，燃气发电机组也就无法投入使用，所以燃料的成分变化会对燃气发电机组的正常运行产生非常重要的影响。由于我国的天然气资源来源渠道众多，天然气来源不同，自然在成分上也会有一些细微的偏差，而这些燃料中的偏差会影响燃气发电机组的燃气透平以及压气机的正常运行性能，因此，为实现燃气发电机组高效率运行，在能效指标对标中将燃料成分影响做出细致计算是具有必要性的。例如，根据某次针对燃料成分对燃气发电机组工作影响的实验中，使用同样的燃气发电机组设备进行正常发电作业，但在机组运行燃料的选择上选用了不同来源和成分的天然气进行使用。在天然气含量不同的情况之下计算出了不同的燃气发电热耗修正系数。基于此，就能够实现对不同成分的燃料都能够形成计算，进而可以使能效指标对标更具备准确性以及合理性，推动燃气发电机组运行质量[5]。

4.4 负荷率修正

在燃气发电机组正常工作之中，电网调峰这一过程中燃气轮机的参与度很高，而影响燃气轮机运行性能的关键性因素就是机组负荷率的变化，负荷率的变化还会进一步导致燃气轮机的排气参数随之发生变化，最终会导致燃气发电机组原本所具有的经济优势逐步丧失，严重影响了燃气发电企业的未来发展，例如，在进行负荷率变化对能效指标对标产生影响的实验中，所采用的获取负荷率修正系数的实验方法是对燃气发电机组正常运行状态下的数据进行集中分析，总共选取了28台燃气发电机组，其中16台是F级燃气发电机组，另外12台为E级发电机组，通过对这28台发电机组数据进行了近两年的数据统计，最终得到了在不同负荷率状态之下，F级燃气发电机组和E级燃气发电机组的不同机组修成系数的函数。函数的导出实现了对于燃气发电机组负荷率的修正，进一步推动了燃气发电企业的迅速发展（如图1）。

4.5 机组启停机次数修正

通过对燃气发电机组的日常数据调查可以发现，为了能够尽可能地满足城市电网需求，燃气发电企业经常会将燃气发电机组频繁开启或关闭，且同时还发现越是在经济发展较为发达的一线城市，这种频繁启停的现象越明显。

频繁启停机组设备之所以会对设备运行产生影响，是因为它能够影响机组发电厂中的用电率，来影响整个供电系统的能耗。因此，在进行机组启停机次数的修正系数计算之前要先明确频繁启停设备对企业用电率的影响如何，而机组启停机次数的修正系数也如负荷率修正系数计算方法相同，都是通过对设备的运行数据进行集中分析而得来的。如图2所示，在实验中，可以将燃气发电机组设备的启停次数与企业用电率绘制成变化图，然后根据其变化，来得到启停机次数修正系数。在该次试验中，通过对1年内机组设备数据进行分析后发现，400MW与200MW两个层级所得修正系数不同，同时还分析出，燃气发电企业中用电率每增加1%，燃气发电机组设备的能耗就会随之增加1%。

4.6 冷却方式修正

如表1所示，在我国的燃气发电企业之中，对于燃气发电机组设备的冷却工作还是较为重视的。燃气发电机组系统所提供的冷却方式有两个，第一是直流冷却，第二是循环冷却，这两种冷却方式都能够实现对于燃气发电设备的冷却工作，其中的循环冷却方式也包含两种，分别是自然通风塔冷却和机械通风塔冷却两种冷却形式。在冷却方式修正系数计算地过程中，需要明确的设备数据为，水泵进水口中心线到凝汽器入水口中心线的垂直距离、设备耗电率、水泵耗电率，通过这三项数据的获得能够计算出准确有效的修正系数，实现对于冷却方式的修正，进而实现燃气发电企业高速发展[6]。

4.7 燃氣供给稳定性修正

我国燃气发电企业供给稳定性方面还有待加强，为解决这一问题，我国燃气发电企业可以借鉴德国TGE海事公司的成功经验。据了解，该公司在为液化天然气动力船提供天然气供应系统，其主要目标是将液化天然气在合适的温度和压强之下转变为能够为发动机提供动力的燃气，以保证船只的正常运行。该公司的燃气发电技术能够保证供给稳定，其经验值得借鉴。

5  能效指标对标管理系统开发

在能效指标对标管理系统的深入落实过程之中，信息化平台建设符合当前新时代背景，进而受到了燃气发电企业的广泛欢迎。在某E级燃气发电企业中，就将数字化能效指标对标管理系统平台建设落实到了实际应用之中，最终实现了企业中综合能效指标与企业关键运行小指标之间的纵向数据对标及分析，还实现了企业中综合能效指标与运行小指标之间的横向、纵向对标。在这一对标系统建立之前，该企业将系统中所有涉及到的数据都进行了预计算和预处理，其中包括该企业整体用电率。负荷率、凝汽器真空度、发电能耗等多项数据。数字化能效指标对标管理平台的使用，使得该企业的对标管理有了显著的提升，企业内燃气发电机组设备的工作效率也实现了提升。

6  结束语

综上所述，燃气发电指标的能效指标对标管理，对燃气发电企业未来发展有着重要意义，这一管理手段能够实现对企业机组设备运行中过程存在的问题进行统一管理，通过对负荷率、供热。冷却方式的修正系数计算，能够实现对标管理系的进一步完善，进而使得对标管理体系更具实用性，最终促进燃气发电企业的可持续发展。

参考文献：

[1]朱亚迪，李琛，谢大幸，徐婷婷.燃气发电机组能效指标修正及对标管理[J].华电技术，2020，42（05）：37-42.

[2]徐宁，朱亚迪，徐婷婷.燃气发电主要能耗对标方法研究与应用[J].燃气轮机技术，2019.01.008.

[3]葛香东.天然气发电企业经营决策管理系统的研究与实践[J].管理观察，2019（34）：22-23.

[4]刘炳含.基于大数据技术的电站机组节能优化研究[D].华北电力大学（北京），2019.

[5]科学规范对标改进持续提升设备管理水平[J].电力设备管理，2019（03）：109-114.

[6]王鹏凯.基于燃气电厂的对标综合评价及敏感性分析研究及应用[D].华北电力大学（北京），2019.