火力發(fā)電廠廠用電率影響因素分析及降低措施

高小波

摘 要：火力發(fā)電廠是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的服務型工廠，生產(chǎn)過程是完全機械化和自動化的。需要許多用電動機拖動的機械設備為發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機、發(fā)電機等主要設備和輔助設備服務，這些機械稱為廠用機械。發(fā)電廠的廠用機械的耗電，加上全廠的運行操作、實驗、照明、修配等設備的用電，合稱為廠用電。廠用電占發(fā)電廠總發(fā)電量的百分數(shù)，稱為廠用電率。廠用電率是發(fā)電廠的主要經(jīng)濟指標之一，找到影響廠用電的因素，降低廠用電率，可以大大降低發(fā)電成本，提高發(fā)電廠的經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；用電率；降低措施

前言

節(jié)能降耗一直是我國經(jīng)濟發(fā)展的國策，也是一項長遠的戰(zhàn)略方針。火電廠廠用電率一直是備受各方關(guān)注的技術(shù)經(jīng)濟指標之一，它直接反映的是廠用系統(tǒng)耗電量的多少，是衡量火電廠電氣部分經(jīng)濟運行的重要指標，代表著電廠的運行管理水平。合理的運行方式，可以使電廠的設備處于最佳運行狀態(tài)，廠用電率可以維持在較低的水平，這對創(chuàng)造較好的經(jīng)濟效益，降低能源消耗，都有很大的意義。

1 影響火力發(fā)電廠廠用電率的因素

1.1 火力發(fā)電機組全流程運行效率的影響

火力發(fā)電廠是通過燃煤在鍋爐內(nèi)燃燒，加熱水變成高溫高壓蒸汽，沖動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。整個熱力系統(tǒng)朗肯循環(huán)的效率高低，發(fā)電機的效率高低，都會影響到廠用電率。舉例來說，燃煤鍋爐的飛灰含碳量，是指在爐膛燃燒結(jié)束，進入電除塵器之前爐灰中沒有燃燒完的煤粉的含量。這些煤粉本來應該在鍋爐中完全燃燒，產(chǎn)生熱能去發(fā)電，結(jié)果卻作為廢料進入灰場。由此帶來的是制粉電耗上升，風機電耗上升，除灰電耗上升。有資料表明，鍋爐飛灰含碳量每增加1%，機組的廠用電率增加0.01～0.02%。鍋爐漏風系數(shù)增加10%，廠用電率增加0.08～0.1%。

1.2 燃煤種類的影響

火力發(fā)電廠最大的原料就是煤炭，一個裝機容量在1200MW的火力發(fā)電廠，年燃煤消耗量在300萬噸左右。而要將這些燃煤所含有的化學能通過燃燒轉(zhuǎn)變成熱能，生產(chǎn)過程中的廠用輔機耗電量也是巨大的。常規(guī)而言，與燃煤種類有關(guān)的廠用輔機首先要是磨煤機、排粉機，合起來稱之為制粉系統(tǒng)耗電。次之為吸風機和送風機，稱為風機耗電。煤質(zhì)好，熱值高，轉(zhuǎn)化同樣的熱量需要的煤粉量就少，制粉電耗和風機電耗就會隨之下降。近幾年，因為環(huán)保改造的要求，衡量煤質(zhì)好壞的指標除了發(fā)熱量，還加上了含硫量，也稱為硫份。一般來說煤質(zhì)好，熱值高、硫份低。但這不是絕對的，高熱值高硫份的煤也比較常見。入爐煤硫份的高低，直接影響脫硫設備耗電量的多少。

1.3 設計方面的因素造成的影響

發(fā)電廠熱力系統(tǒng)和電氣設備的合理設計、優(yōu)化設計，對發(fā)電廠廠用電率的高低有著特別大的影響。一種是熱力系統(tǒng)設計不合理，造成廠用輔機耗電太多，造成浪費。一種是電氣設備的選型不合理，功率不匹配，“小馬拉大車”或者“大馬拉小車”，使廠用輔機工作在半載或者過載狀態(tài)，效率低下，造成能源浪費。如某發(fā)電廠兩臺配套300MW汽輪發(fā)電機組的1025t/h鍋爐，爐膛高度，受熱面的布置均有不同。在2010年前后完成低氮燃燒改造后，兩臺鍋爐的風機耗電率相差很大。在負荷率和發(fā)電量基本接近的一個月內(nèi)，兩臺機組的風機耗電率相差0.83個百分點。

1.4 機組負荷率的影響

在我們的傳統(tǒng)觀念中，發(fā)電廠負荷率越高，廠用電率越低。在發(fā)電廠沒有進行節(jié)能改造前，確實如此。但在高壓變頻器等一些節(jié)能降耗產(chǎn)品大量應用于電力生產(chǎn)以后，負荷率和廠用電率不再是同大同小的關(guān)系。負荷率低，一些節(jié)能設備的節(jié)能效果會更明顯，影響廠用電率下降，但另一些固定容量的廠用輔機耗電率就會上升，影響廠用電率上升。反之相同?，F(xiàn)階段，發(fā)電機組的廠用電率和負荷率的關(guān)系曲線應該是一條U型曲線，負荷率過高過低，廠用電都會升高。一臺燃煤發(fā)電機組，最經(jīng)濟的負荷率則應該根據(jù)機組廠用輔機的具體情況，現(xiàn)場實驗得出。

1.5 運行方式的影響

熱力系統(tǒng)的運行方式是否合理，對廠用電率的影響非常大，而且這種影響是可以在生產(chǎn)過程中避免的。以一臺300MW機組為例，鍋爐的制粉系統(tǒng)有四套，機組負荷在150-210MW可以運行兩套制粉系統(tǒng)，210-300MW運行三套。在190-220MW中間是一個過渡階段，根據(jù)煤質(zhì)的不同，可以兩套或三套運行?？梢詢商走\行而運行三套制粉系統(tǒng)，那么制粉耗電率就會大幅上升。

2 改善措施

2.1 對原有發(fā)電設備進行改造

一般情況下，火電廠大多配置有3臺功率為3200KW的電動給水泵，每一電動給水泵的耗電量為平均7.6KW*h/t，在整個輔機組中的電量消耗比例最高。針對這一情況，火電廠可提前了解自身所處地理位置與環(huán)境，并將檢修工期納入到考慮范圍內(nèi)，將原有的電動給水泵進行更換，可使用汽動給水泵予以替代，如此便能夠很好地實現(xiàn)用電率的下降。在此過程中需注意的是，為了更好確?；痣姀S的正常運轉(zhuǎn)，在特殊情況下可預留一臺電動給水泵作為備用。理論數(shù)據(jù)顯示若改造成功，則火電廠的用電率將下降2%-3%。與此同時，對變頻器加以改造能夠更顯著地促進火電廠用電率的下降。目前火電廠較為常見的包括供水泵、循環(huán)泵以及灰渣泵等，上述設備在全負荷條件下運轉(zhuǎn)后，均能對其進行變頻改造。改造過程之中需要注意的是，變頻器的順利改造除了可以使火電廠的用電率下降，還能夠在很大程度上避免水泵等輔機的反復重啟。

2.2 避免發(fā)電之中使用輔機

火電廠合理使用與停用輔機，對于降低用電率很有幫助。但需引起注意的是，并非所有情況均可停用輔機。停用輔機的條件如下所示：第一，在充分了解運營商具體運作需求的前提下，應始終確保有功負荷曲線能夠很好滿足需求；第二，考慮到當出現(xiàn)非全負荷運轉(zhuǎn)的條件下，電廠需維持有充足的備用容量，若選擇停用輔機，則應確保在緊急狀態(tài)下剩余機組也能夠?qū)ω摵烧{(diào)整、符合缺失等引起的突發(fā)情況做好充分應對。此外，若已決定停用輔機，則應確保連鎖保護可在送風機切換過程中相應進行合理轉(zhuǎn)換，避免由此而導致的一系列意外事件。

3 結(jié)束語

火電廠為了自身的發(fā)展，贏取更大的經(jīng)濟效益和社會效益，以此，提高在同行業(yè)中的競爭力，越來越注重降低本廠的用電率管理的發(fā)展，這樣不僅能夠提高資源的利用率，還能降低本身的生產(chǎn)成本，進而帶動火電廠的發(fā)展，這樣才能更好的促進健康的火電行業(yè)的有序發(fā)展，從而帶動國民經(jīng)濟的健康可持續(xù)發(fā)展。火力發(fā)電廠廠用電率是衡量發(fā)電廠管理水平、運行經(jīng)濟性的重要指標，每個電廠的實際情況不同，可采用降低廠用電率的方法也不同。各廠應根據(jù)自己的實際情況，發(fā)掘潛力，爭取使廠用電率維持在一個較低的水平。這對降低企業(yè)的經(jīng)營成本、對減少能源消耗都有非常積極的意義。

參考文獻

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