火電廠廠用電率計(jì)算方法及其降低措施

蔡鋒 張明澤

摘要：隨著十八大報(bào)告對當(dāng)今中國經(jīng)濟(jì)增長模式發(fā)展方式的加

速轉(zhuǎn)化要求，面對能源危機(jī)中國建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會(huì)，建設(shè)生態(tài)文明的迫切需要，能源如電、水、煤、石油價(jià)格的一度高漲，導(dǎo)致如今電力企業(yè)之間的競爭愈演愈烈，如何在保證不降低電力企業(yè)盈利能力的基礎(chǔ)上最大可能降低能源損耗成為了首要問題。本文以火電廠為例，討論發(fā)電過程中能源損耗以及尋找節(jié)能減少損耗的方法。

關(guān)鍵詞：火電廠 用電率 計(jì)算 變壓器 負(fù)荷率

1 火電廠廠用電率的計(jì)算方法

相比于水電廠，火電廠的廠用電用電量相對較高，一般占到總發(fā)電量的5%～10%。廠用電率為在機(jī)組正常運(yùn)行條件下一段時(shí)間本廠范圍內(nèi)各主、輔系統(tǒng)總耗電量占總發(fā)電量的百分比，不僅是機(jī)組運(yùn)行的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，而且還對煤耗，供電量等指標(biāo)有直接影響。

計(jì)算廠用電率的方法通常有兩種，一種是電廠投產(chǎn)發(fā)電后運(yùn)行人員通過在關(guān)口計(jì)量表上測得的總發(fā)電量與并網(wǎng)電量的差值作比值計(jì)算得到廠用電率。

e=■×100%（1）

式中e為廠用電率，%；W0為總發(fā)電量，kW·h；W1為并網(wǎng)電量，kW·h。

另一種方法是通過負(fù)荷情況估算得到，按照機(jī)組滿發(fā)工況模擬全年進(jìn)行計(jì)算的，如凝汽式火電廠，通常按如下?lián)Q算系數(shù)法估算：

■

式中e為廠用電率，%；S為廠用電計(jì)算負(fù)荷，kV·A；cos？漬為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)平均功率因數(shù)，一般取0.8；P為發(fā)電機(jī)的額定功率，kW；K值參考表一。

表一 各類型負(fù)荷換算系數(shù)

■

由于計(jì)算誤差等原因，這兩種方法計(jì)算的廠用電率與實(shí)際值均存在一定的差異。

2 火電廠影響廠用電率的主要因素

2.1 輔機(jī)的選擇

高壓電動(dòng)機(jī)的耗電量在廠用電中所占比例很大，輔機(jī)在設(shè)計(jì)的時(shí)候不同按照不同基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)計(jì)的型號之間容量相差很大，加之帶動(dòng)輔機(jī)的原動(dòng)機(jī)的容量還要留有一定的裕度。因此輔機(jī)的選型若不合適，實(shí)際功率就跟額定功率相差很大，造成了多余的損耗。

2.2 輔機(jī)的運(yùn)行效率

電廠的輔機(jī)主要包括泵與輔機(jī)，由于泵、風(fēng)機(jī)等輔機(jī)運(yùn)行時(shí)，流體與管道之間存在阻力。設(shè)備長久運(yùn)行老化問題以及密封、絕緣性能的降低，各聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)之間由于間隙等存在機(jī)械能的損失。這些微小的因素使得輔機(jī)在不間斷運(yùn)行時(shí)效率降低，進(jìn)而增加了耗電量。

2.3 變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

變壓器在變換電壓以及傳遞功率過程中自身會(huì)產(chǎn)生有功功率損耗跟無功功率損耗，有功功率以及無功功率損耗又與變壓器的技術(shù)特性有關(guān)，同時(shí)又受到負(fù)載變化的影響。影響變壓器電耗的因素有很多，比如與設(shè)備之間的運(yùn)行方式是否合理，主變與廠變是否各自運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)區(qū)間，分接頭的選擇是否合理，備用變壓器備用時(shí)是否帶電等。

2.4 機(jī)組負(fù)荷率的影響

實(shí)際上我國絕大多數(shù)火力發(fā)電廠都存在負(fù)荷率較低的問題，600MW的主力機(jī)組出力不到500MW的問題普遍存在，實(shí)際狀況中如果機(jī)組在70%～80%額定負(fù)荷率下運(yùn)行時(shí)，廠用電率大約是額定狀態(tài)下的1.1～1.2倍。而電廠的輔機(jī)是按照機(jī)組的額定容量選擇的，這樣即使實(shí)際運(yùn)行中的實(shí)際耗電量要比額定耗電量低，但是兩者之間沒有比例關(guān)系，想降低廠用電率就必須使機(jī)組在較高的負(fù)荷率下運(yùn)行。

2.5 煤質(zhì)的影響

煤的發(fā)熱值的高低直接影響到燃煤量，煤的發(fā)熱值高則燃煤量相對較低，煤的發(fā)熱值低則燃煤量相對較高。由于能源供應(yīng)越來越緊張，我國很多電廠在燃煤的同時(shí)摻雜一些雜質(zhì)，這樣就導(dǎo)致了煤的純度不夠，達(dá)不到要求的發(fā)熱量，不得不燃燒更多的煤以滿足機(jī)組出力的要求，使得磨煤系統(tǒng)與風(fēng)煙系統(tǒng)耗電量增加。

3 降低廠用電率的方法

前面提到過輔機(jī)在選型的時(shí)候往往留有很大的裕度，況且許多機(jī)組出力不滿，造成了電能的浪費(fèi)。所以合理選擇電氣設(shè)備參數(shù)對降低廠用電率是至關(guān)重要的。

3.1 主機(jī)設(shè)備的節(jié)電方法

①新機(jī)組投產(chǎn)，機(jī)組的控制系統(tǒng)往往沒有經(jīng)過細(xì)致的調(diào)整，特別是鍋爐系統(tǒng)有必要進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整方案，可以通過一系列的實(shí)驗(yàn)調(diào)整鍋爐的控制邏輯，控制函數(shù)與整定參數(shù)，這樣可以消除設(shè)備的缺陷，提高可靠性與經(jīng)濟(jì)性。參數(shù)鍋爐設(shè)備的風(fēng)阻、風(fēng)壓等要認(rèn)真進(jìn)行測量計(jì)算，切勿保守，向電力設(shè)計(jì)院提出過高要求，最終導(dǎo)致鍋爐設(shè)備在正常工作時(shí)造成不必要的電耗。

②汽輪機(jī)系統(tǒng)主要提高汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率，根據(jù)實(shí)際情況更換那些設(shè)計(jì)水平低，制造工藝差的噴嘴、動(dòng)葉等，用設(shè)計(jì)更先進(jìn)、精度更高的內(nèi)部流通部件代替。前面提到了火電廠機(jī)組負(fù)荷率較低的問題普遍存在，各大電廠在大修時(shí)主要目的提高機(jī)組可靠性與安全性，而機(jī)組不能在額定工況下運(yùn)行的問題卻沒有得到足夠的重視。實(shí)際大修時(shí)應(yīng)該主要考慮流通部分的損傷、變形以及尺寸是否合理，使流通部件在最佳工況下運(yùn)行，提高汽輪機(jī)內(nèi)效率。

3.2 變壓器節(jié)電法

首先要保證電壓器與設(shè)備之間的運(yùn)行方式合理結(jié)合起來，在保證設(shè)備電壓穩(wěn)定，出力額定的前提下減少電耗，保證變壓器的不變損耗與可變損耗近乎相等，合理選擇分接頭，保證備用變壓器備用時(shí)不帶電，這樣可以有效減少變壓器的電耗。

3.3 輔機(jī)設(shè)備的節(jié)電方法

①引、送風(fēng)機(jī)的煙道應(yīng)保證消除漏風(fēng)，減少對風(fēng)量的損耗，進(jìn)而減少對電能的損耗。確?？諝庖约盁煔馔ǖ篱y門關(guān)閉時(shí)的密閉性，嚴(yán)格執(zhí)行吹灰規(guī)定，減少空預(yù)器以及省煤器的受熱面出現(xiàn)積灰現(xiàn)象。

②磨煤機(jī)鋼球的裝載量、運(yùn)行方式要進(jìn)行合理的研究與搭配；確定一個(gè)最合適的裝載量，同時(shí)合理選擇鋼球的尺寸，另外還可以添加一個(gè)自動(dòng)篩分裝置，將破碎的鋼球、石子等雜物自動(dòng)篩分出去，增加了鋼球的使用壽命同時(shí)還能減少電耗；由于碎煤機(jī)要比磨煤機(jī)省電，可以根據(jù)情況增加一臺碎煤機(jī)，與磨煤機(jī)搭配使用，將破碎過的煤顆粒送入磨煤機(jī)磨成煤粉，這樣即省電又可以延長設(shè)備使用壽命。

③給水泵應(yīng)該主要提高檢修工藝與減少泄漏損失，在檢修時(shí)提高流道的光潔度，去除銹垢減少水力損失，在正常運(yùn)行時(shí)保證系統(tǒng)與泵體的放水門、疏水門關(guān)閉嚴(yán)密，閥門不嚴(yán)要及時(shí)處理來減少泄漏損失。另外給水泵可以根據(jù)情況，在高負(fù)荷時(shí)保持主汽壓力在額定值，在低負(fù)荷時(shí)，可以適當(dāng)降低主汽壓力值，可以有效降低給水泵單耗。

④循環(huán)水泵要保證有很高的工作效率，可以將循環(huán)水泵電機(jī)由單速改成雙速，當(dāng)環(huán)境允許時(shí)可以改成低速運(yùn)行，此改造投資相對較小而且降低電耗效果明顯。如果效率低于80%，就應(yīng)該及時(shí)對管道的內(nèi)壁進(jìn)行適當(dāng)打磨，最高可以提高10%左右的效率。如果循環(huán)水泵的管道內(nèi)有多余的閥門，應(yīng)該精簡去除，減少阻力的損失從而降低電耗。

⑤空壓機(jī)與冷干機(jī)配合運(yùn)行時(shí)，每多啟停一組空壓機(jī)與冷干機(jī)，都會(huì)對廠用電率有較大影響，由于脫硫系統(tǒng)對壓縮空氣的使用量較大，所以應(yīng)保持壓縮空氣系統(tǒng)的嚴(yán)密性，進(jìn)而降低廠用電率。

4 結(jié)束語

降低電廠的廠用電率，實(shí)際上就是要提高電廠效益；電廠在最開始設(shè)計(jì)的時(shí)候就是最經(jīng)濟(jì)的廠用電率，但隨著投產(chǎn)時(shí)間的增加，新舊設(shè)備磨合，電耗不斷增加，這時(shí)候我們需要更多的關(guān)注一些細(xì)節(jié)，如降低電動(dòng)機(jī)的耗電率，應(yīng)該主要關(guān)注循環(huán)水泵，引、送風(fēng)機(jī)，磨煤機(jī)等設(shè)備上，及早發(fā)現(xiàn)并且改善解決才能滿足要求。

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