關(guān)于火力發(fā)電廠中電氣設(shè)備節(jié)能降耗的研究

張倩

【摘 要】火力發(fā)電廠運(yùn)行中所采用的主要原材料是石油和煤炭，能源消耗量是非常大的，而且這些原材料都屬于是不可再生能源。中國(guó)多年來(lái)的工業(yè)粗放型發(fā)展，使得這些原材料已經(jīng)大量減少，且會(huì)在火力發(fā)電廠運(yùn)行中會(huì)釋放出污染物，對(duì)環(huán)境造成了污染。隨著人們低碳環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，火力發(fā)電廠要適應(yīng)時(shí)代而發(fā)展，就要做好節(jié)約能源、降低能耗工作。電氣設(shè)備作為火力發(fā)電廠運(yùn)行中的主要設(shè)備，就需要對(duì)其節(jié)能降耗問(wèn)題更要給予關(guān)注。本論文針對(duì)關(guān)于火力發(fā)電廠中電氣設(shè)備的節(jié)能降耗展開(kāi)研究。

【關(guān)鍵詞】 火力發(fā)電廠 電氣設(shè)備 節(jié)約能源 降低能耗

火力發(fā)電廠是中國(guó)的基礎(chǔ)能源單位，長(zhǎng)期以來(lái)都承擔(dān)著供給電力能源的責(zé)任，且要確保所提供的電力能源能夠充分滿足電能用戶的需求。火力發(fā)電作為應(yīng)用電力資源的過(guò)程中的一種存在形式，也要確保所提供的電力資源能夠最大程度地滿足當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展需要。雖然科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，高端科技元素被用于火力發(fā)電廠運(yùn)行中，使得鍋爐的燃燒效率得以提高，當(dāng)能源傳輸?shù)臅r(shí)候而出現(xiàn)的熱量損耗已經(jīng)明顯減少，但是，由于中國(guó)電氣技術(shù)起步較晚，相比較于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)火力發(fā)電廠的節(jié)能技術(shù)依然存在著滯后性。特別是電氣設(shè)備的損耗問(wèn)題，還沒(méi)有切實(shí)得到解決，而這直接關(guān)乎到火力發(fā)電廠的生存與可持續(xù)發(fā)展。

1 火力發(fā)電廠運(yùn)行中所存在的電氣設(shè)備損耗問(wèn)題

1.1 火力發(fā)電廠運(yùn)行中存在嚴(yán)重的鐵磁性損耗問(wèn)題

當(dāng)火力發(fā)電廠處于運(yùn)行狀態(tài)，較為普遍存在的損耗形式就是鐵磁性損耗。隨著發(fā)電廠的各種電氣設(shè)備運(yùn)行，磁場(chǎng)環(huán)境就會(huì)產(chǎn)生，而且這些磁場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)交變的現(xiàn)象。在這樣的運(yùn)行環(huán)境下，就會(huì)影響到鐵質(zhì)的材料，而導(dǎo)致其出現(xiàn)了嚴(yán)重的損耗，并由此而導(dǎo)致發(fā)電廠的運(yùn)行成本提升。從技術(shù)的角度而言，當(dāng)這種磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)鐵質(zhì)的材料產(chǎn)生不良影響的時(shí)候，由于損耗形式的存在會(huì)使得線路在傳輸電能的時(shí)候的熱量存在形式發(fā)生了改變。在電磁場(chǎng)中有大量的熱量存在于其中，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)的磁場(chǎng)溫度瞬時(shí)提升，這就必然會(huì)對(duì)電氣設(shè)備的使用性能產(chǎn)生影響，使其功能性難以發(fā)揮出來(lái)，甚至?xí)斐呻姎庠O(shè)備的損壞，使得電氣設(shè)備的使用壽命降低。從現(xiàn)行的火力發(fā)電廠運(yùn)行情況來(lái)看，這種問(wèn)題的存在是非常普遍的，也是亟待解決的問(wèn)題。

1.2 火力發(fā)電廠對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行管理缺乏科學(xué)性

火力發(fā)電廠的管理是否規(guī)范，直接關(guān)乎到其運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)下效益。確?；鹆Πl(fā)電廠的系統(tǒng)化運(yùn)行也是確保其持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。從目前的多火力發(fā)電廠管理情況來(lái)看，雖然已經(jīng)形成了規(guī)范的管理體系，但是在具體執(zhí)行中，就會(huì)由于缺乏嚴(yán)格執(zhí)行而導(dǎo)致管理水平不高，對(duì)火力發(fā)電廠的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展非常不利。比如，對(duì)于火力發(fā)電廠的運(yùn)行管理，存在著監(jiān)督不到位的現(xiàn)象，加之工作人員的管理水平不高，技術(shù)素養(yǎng)不足，就會(huì)影響運(yùn)行管理的質(zhì)量。如果火力發(fā)電廠在運(yùn)行管理中沒(méi)有實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，就會(huì)對(duì)其正常的運(yùn)行造成負(fù)面影響，從而影響了火力發(fā)電廠的未來(lái)發(fā)展。

1.3 火力發(fā)電廠電機(jī)的能量消耗量大

火力發(fā)電廠運(yùn)行中，電機(jī)是發(fā)電的重要電氣設(shè)備。但是，所使用的電機(jī)消耗的電能過(guò)大，特別是火力發(fā)電廠會(huì)使用大型的電機(jī)，比如，大型的電動(dòng)機(jī)、大型的變壓器等。當(dāng)這些設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候，就會(huì)將火力發(fā)電廠的電能大量消耗。要降低這些電氣設(shè)備的電能消耗量，就需要采用節(jié)能降耗措施。這也是火力發(fā)電廠運(yùn)行中需要直接面對(duì)的問(wèn)題。從目前的火力發(fā)電廠電氣設(shè)備配置情況來(lái)看，并沒(méi)有從發(fā)電廠的實(shí)際運(yùn)行情況出發(fā)選擇電氣設(shè)備，且在接線方式以及在運(yùn)行參數(shù)的選擇上都存在著不合理性。所以，火力發(fā)電廠在選擇大型的電機(jī)設(shè)備的時(shí)候，要對(duì)發(fā)電廠的電氣設(shè)備實(shí)際需要充分考慮，還要使得電氣設(shè)備能夠滿足火力發(fā)電廠的運(yùn)行需求，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2 火力發(fā)電廠的電氣設(shè)備節(jié)能降耗的處理措施

2.1 火力發(fā)電廠要根據(jù)電廠運(yùn)行實(shí)際選擇電動(dòng)機(jī)

火力發(fā)電廠運(yùn)行中，電動(dòng)機(jī)是極為關(guān)鍵的電氣設(shè)備，其運(yùn)行效率直接關(guān)乎到發(fā)電廠的運(yùn)行質(zhì)量。隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域大量地使用電氣設(shè)備，火力發(fā)電廠為了滿足日益增長(zhǎng)的電能需求，已經(jīng)對(duì)原有的發(fā)電模式予以改進(jìn)，引進(jìn)了技術(shù)先進(jìn)的發(fā)電設(shè)備?；鹆Πl(fā)電廠的生產(chǎn)輔助機(jī)械要實(shí)現(xiàn)有效做功，就要應(yīng)用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)之后拖動(dòng)完成。當(dāng)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，就會(huì)帶動(dòng)各種機(jī)械設(shè)備完成機(jī)械化施工。可見(jiàn)，生產(chǎn)輔助機(jī)械做功屬于是系統(tǒng)化工程。電力拖動(dòng)所要完成的任務(wù)是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，整個(gè)過(guò)程都是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，使得生產(chǎn)輔助機(jī)械啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)整速度并制動(dòng)作業(yè)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)候，主要的運(yùn)行理論就是電磁理論。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候會(huì)對(duì)有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行消耗，前者實(shí)現(xiàn)了電能向機(jī)械能轉(zhuǎn)換，后者則將旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)建立起來(lái)。所以，電動(dòng)機(jī)的能量消耗就會(huì)有所降低，不僅可以有效地提高運(yùn)行效率，而且還可以使得有功消耗量得以降低，相應(yīng)地，運(yùn)行功率因數(shù)就會(huì)有所提高，隨之，無(wú)功消耗就會(huì)有所減少。

火力發(fā)電廠要實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的節(jié)能降耗，就要取締原有的低效率運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)而采用高效運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。通過(guò)采取這種節(jié)約能源的措施，可以為提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，提高功率因數(shù)奠定良好的基礎(chǔ)。高效電動(dòng)機(jī)是運(yùn)行效率很高的電動(dòng)機(jī)，與普通的電動(dòng)機(jī)相比較，其能源消耗量會(huì)降低五分之一。高效電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理是，在組成部件的使用上，包括轉(zhuǎn)子鐵芯以及定子鐵芯等等，都采用的是電工硅鋼片，這種材料的導(dǎo)磁性比較高，損耗率也比較低，屬于是質(zhì)量?jī)?yōu)良的鋼片。從制造工藝技術(shù)上，也是目前較為先進(jìn)的。所以，當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，就會(huì)提高運(yùn)行效率，降低損耗，隨著功率因數(shù)的提高，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的熱穩(wěn)定性也會(huì)有所提高，從而延長(zhǎng)了電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

雖然高效電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率非常高，而且能夠起到節(jié)約能源、降低能耗的作用，但是，與普通的電動(dòng)機(jī)相比較，制造成本也相對(duì)較高。如果火力發(fā)電廠的輔助機(jī)械并不需要對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，就可以使用高效電動(dòng)機(jī)取締原有的普通電動(dòng)機(jī)，可謂是非常有效的方法。要調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，就要對(duì)輔助機(jī)械進(jìn)行調(diào)節(jié)。采用高效電動(dòng)機(jī)所存在的不足之處在于，其不僅制造成本比普通電動(dòng)機(jī)要高很多，導(dǎo)致高效電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，而且其維修成本也比較高。當(dāng)高效電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，是能夠?qū)崿F(xiàn)定速運(yùn)行，對(duì)于火力發(fā)電廠電力生產(chǎn)中需要調(diào)節(jié)流量的問(wèn)題依然無(wú)法有效解決。所以，火力發(fā)電廠在選擇電動(dòng)機(jī)的時(shí)候，要根據(jù)發(fā)電廠的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。如果經(jīng)濟(jì)條件良好，就可以應(yīng)用高效電動(dòng)機(jī)以改善發(fā)電廠的運(yùn)行環(huán)境，不僅可以使得發(fā)電的投入成本降低，而且還能夠達(dá)到節(jié)約能源、降低能源消耗的目的。

2.2 火力發(fā)電廠的變壓器要避免空載運(yùn)行

火力發(fā)電廠為了滿足自身的發(fā)電需要，通常都安裝有備用變壓器，這種變壓器為高壓?jiǎn)?dòng)，一方面是作為備用的變壓器存在，同時(shí)還發(fā)揮著啟動(dòng)發(fā)電廠電源的作用。備用變壓器的容量通常都會(huì)等同于最大的高壓廠用變壓器的容量，如果其在火力發(fā)電廠運(yùn)行的過(guò)程中處于空載運(yùn)行狀態(tài)，能源消耗量是非常大的。如果在對(duì)備用變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，將其啟動(dòng)的設(shè)計(jì)和備用的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)椤袄鋫溆谩钡脑O(shè)計(jì)，就意味著當(dāng)備用變壓器處于備用狀態(tài)的時(shí)候不帶電，就可以降低能源消耗，由此而節(jié)約了電力能源，降低了發(fā)電廠運(yùn)行成本。但是，火力發(fā)電廠在使用冷備用的時(shí)候，要與電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)定相符合。備用變壓器采用“冷備用”，在進(jìn)行變壓器設(shè)置的時(shí)候，要使備用變壓器在啟動(dòng)的過(guò)程中不會(huì)帶有公用的負(fù)荷，而應(yīng)將這部分負(fù)荷合理分配到1號(hào)機(jī)組高壓廠用變壓器上和2號(hào)機(jī)組高壓廠用變壓器上，并確保所輸出的電能能夠滿足用電規(guī)范，以提高用電的可靠性。

2.3 火力發(fā)電廠中照明設(shè)備應(yīng)盡量選用節(jié)能型燈具

火力發(fā)電廠日常生產(chǎn)和工作中，長(zhǎng)期使用的照明設(shè)備也會(huì)大量的消耗電力能源且產(chǎn)生大量的照明損耗。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，相對(duì)于之前大功率的照明燈具來(lái)講，節(jié)能燈具的好處已經(jīng)顯現(xiàn)出來(lái)：一個(gè)白熾燈泡的平均壽命是1000小時(shí)，一個(gè)普通日光燈的平均壽命是6000小時(shí)以上，而現(xiàn)如今大力推廣的LED節(jié)能燈具使用壽命理論可達(dá)100000小時(shí)。它跟白熾燈泡相比節(jié)能90%，跟普通日光燈相比節(jié)能60%，LED型節(jié)能燈理論上1000小時(shí)僅耗1度電。且其綠色環(huán)保、安全可靠，不含汞和鉛等有害元素，利于回收、利用，并且不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。從以上分析我們可以看到選用節(jié)能型燈具已經(jīng)是一個(gè)必然趨勢(shì)，其在節(jié)能降耗方面有極大的推動(dòng)作用。因此，火力發(fā)電廠大力推廣使用節(jié)能型燈具是做好節(jié)能降耗從實(shí)際出發(fā)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是真正能夠?qū)⒐?jié)能降耗行動(dòng)從小處著手的表現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，因火電廠在發(fā)電時(shí)，會(huì)消耗大量的電能，要想在電氣方面做好節(jié)能降耗工作，應(yīng)盡量節(jié)省廠用電率。為了解決電氣設(shè)備能源消耗過(guò)大的問(wèn)題并且還應(yīng)保證機(jī)組的安全正常運(yùn)行，必須相應(yīng)的采取一系列針對(duì)性措施來(lái)降低能耗，以實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

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