新建火電項目節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用

邢文平

【摘 要】能源是經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和保證。我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展極大地刺激了對能源的需求，而近期頻繁在各地出現(xiàn)的霧霾天氣也使得各方對環(huán)保的關(guān)注達(dá)到了前所未有的高度。新建火電項目從設(shè)計和設(shè)備選型入手，提出了幾項目前應(yīng)用較廣泛的電氣節(jié)能措施，從而降低本工程的廠用電率，并達(dá)到了積極相應(yīng)國家提出的節(jié)能減排政策的目的。

【關(guān)鍵詞】能源；高效；低耗；環(huán)保

0引言

改革開放以來，我國的國民經(jīng)濟(jì)保持在8%的高速增長率上迅猛增長，使能源的供給成為了經(jīng)濟(jì)增長的瓶頸，節(jié)能已成為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。我國能源資源雖然豐富，但年消耗量大，浪費嚴(yán)重?；鹆Πl(fā)電廠作為能源消耗和污染物排放大戶，采取有效措施節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境對國家和社會有著深遠(yuǎn)意義。

新建火電項目容量大，設(shè)備及原材料多，系統(tǒng)復(fù)雜。我們從電氣專業(yè)工作出發(fā)，精心設(shè)計，優(yōu)先采用可靠成熟的節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品，采取切實有效的措施，從建設(shè)、運行、消費等各個環(huán)節(jié)節(jié)約能源，提高能源的綜合利用率，并加強建設(shè)及生產(chǎn)的環(huán)境保護(hù)。

1變壓器選用高效節(jié)能產(chǎn)品

變壓器是配電系統(tǒng)的重要設(shè)備，其自身要產(chǎn)生有功功率損失和無功功率消耗。它的材質(zhì)選擇、參數(shù)選擇和接線方式對功率消耗影響較大。

1.1 變壓器的材質(zhì)選擇和參數(shù)選擇型

主變壓器、起動/備用變壓器、高壓廠用變壓器等油浸變壓器的鐵芯宜選用高導(dǎo)磁優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片，變壓器的線圈宜采用優(yōu)質(zhì)無氧銅線。選用節(jié)能型變壓器，可較大地降低變壓器損耗。目前大型節(jié)能型變壓器的效率可達(dá)99.8%，比效率99.77%時減少損耗15%以上。變壓器的空載損耗不隨負(fù)載變化而變化，與變壓器的選型有關(guān)；變壓器的負(fù)載損耗隨負(fù)載的大小而變化，在確定變壓器容量和運行方式時應(yīng)加以注意。合理選擇變壓器阻抗，在不致引起下級系統(tǒng)設(shè)備短路水平提高的情況下，選擇較低的阻抗參數(shù)，降低變壓器本身損耗。

1.2 變壓器的型式及布置

300MW級機組單元連接的主變壓器，采用三相變壓器。對于起動/備用變壓器和高壓廠用變壓器等分裂繞組變壓器，分裂繞組的負(fù)荷應(yīng)盡量保持平衡，使得變壓器正常運行時處于最佳經(jīng)濟(jì)負(fù)載狀態(tài)。盡量避免分裂變的兩個分裂繞組并聯(lián)運行，以免產(chǎn)生環(huán)流能。低壓廠用變壓器選擇接線組別時，宜選用一側(cè)星形、一側(cè)三角形接線，減少三次諧波污染引起的損耗及功率因數(shù)的降低。

2電動機節(jié)能措施

2.1 電動機的選擇

中國高效電機行業(yè)已形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，在新型繞制工藝、硅鋼片精密沖壓、鑄銅轉(zhuǎn)子、高壓精密壓鑄成型等方面，中國電機企業(yè)已經(jīng)掌握高效及超高效電機生產(chǎn)技術(shù)。高效電機和超高效電機的效率分別比普通電機要高3%和5%，而稀土永磁電機的效率甚可以提高10%以上。最新生產(chǎn)的YX，Y3系列高效三相異步電動機的加權(quán)平均效率比Y系列電動機高3%～5%。本工程所有電機均采用高效節(jié)能電機。

2.2 合理確定電動機的負(fù)載系數(shù)

一般電動機的負(fù)載系數(shù)在0.75～1.0時的效率最高，而0.5以下時，效率下降非常明顯，應(yīng)盡量避免。對生產(chǎn)中經(jīng)常處于輕載運行的電動機，可將三角形接法的電動機改為星形接法，節(jié)電效果明顯。資料表明對負(fù)載系數(shù)為0.1～0.3的電動機，改接后效率可提高27%～4%，負(fù)載系數(shù)越低，效果越明顯。主要原因是改接后，電動機的許用功率為銘牌功率的40%左右，相當(dāng)于提高了負(fù)載系數(shù)。

2.3 采用變頻節(jié)能技術(shù)

為了提高運行的經(jīng)濟(jì)型，對負(fù)荷變化較大的電動機經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可采用變頻調(diào)速電動機。火電廠輔機采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)，通過多年的應(yīng)用實踐證明是可行的，技術(shù)性能優(yōu)于其它調(diào)節(jié)方式。本工程中凝結(jié)水泵、一次風(fēng)機、熱網(wǎng)疏水泵、循環(huán)水泵配置高壓變頻器，經(jīng)過計算節(jié)能效果明顯，且經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3除塵器系統(tǒng)采用高頻電源

本工程每臺鍋爐配置兩臺電袋復(fù)合型除塵器。電袋復(fù)合型除塵器是電除塵器與布袋除塵器的組合。它充分發(fā)揮電除塵器和布袋除塵器各自的除塵優(yōu)勢，以及兩者相結(jié)合產(chǎn)生新的性能優(yōu)點，具有除塵效率穩(wěn)定高效、濾袋阻力低壽命長、運行維護(hù)費用低、占地面積小等特點。

4導(dǎo)體及電纜的選型

電源電纜應(yīng)采用銅芯電纜，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時可擴大銅芯電纜的使用范圍。銅芯電纜的優(yōu)點為：銅芯電纜的載流量為鋁芯電纜的1.29倍，相同容量的負(fù)荷如采用銅芯電纜，截面可相應(yīng)縮?。煌瑯訔l件下，銅-銅連接的接觸電阻比銅-鋁連接的接觸電阻小10%-30%左右，減少接觸處損耗。為了提高機組運行的可靠性并降低損耗，本工程全部采用銅導(dǎo)體電纜。

本工程在電纜敷設(shè)設(shè)計時，采用專用電纜敷設(shè)程序，優(yōu)化電纜的敷設(shè)路徑、控制電纜的走向及流量，減少電纜線損及電纜長度，節(jié)省了電纜投資，減少了電纜的耗電損耗。

5采用綠色節(jié)能照明

節(jié)省照明用電，就是在保證合理有效的照明與亮度條件下，盡量設(shè)法降低照明用電的負(fù)荷。按照國家有關(guān)照明的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，通過合理選用及使用節(jié)能型高效光源，可有效降低電能消耗，節(jié)約能源：對燈具懸掛比較高的場所，應(yīng)采用高壓鈉燈或金屬鹵化物燈；在懸掛高度較低的場所如試驗室、辦公室和職工住宅居室，宜采用節(jié)能熒光燈或其他高效光源；當(dāng)燈具裝有遮光柵格時要特別注意遮光柵欄格保護(hù)角對低燈具效率的影響，其效率不宜低于 55%；采用非對稱光分布燈具，由于它具有減弱工作區(qū)反射眩光的特點，在一定的照度下，能夠大大改善視覺條件，因此可獲得較高的效能；LED燈節(jié)能效果顯著，但限于其價格過高，可推薦廠區(qū)道路照明和廠前區(qū)景觀燈采用；高空障礙燈、路燈可采用太陽能等。

設(shè)置合理的照明回路是節(jié)電的另一種重要方法：合理地分層、分區(qū)域配置開關(guān)，并采用電子調(diào)光器、延時開關(guān)、光控、聲控開關(guān)或感應(yīng)式開關(guān)取代蹺板式開關(guān)，在不需要大面積照明的情況下，照明燈具可合理開、關(guān)，大幅降低照明能耗和線損；照明電源回路中應(yīng)裝設(shè)調(diào)壓裝置或安裝補償裝置提高功率因數(shù)，補償后的功率因數(shù)不低于0.9，減少無功損耗，節(jié)能15%左右，使電氣照明的工作電壓保持在額定電壓的0～5%之內(nèi)，同時延長燈具使用壽命。

6其他電氣元件的選擇

高壓F-C 回路接觸器宜采用機械保持。如條件成熟，可以采用廠用高壓永磁式真空斷路器、接觸器。本工程全廠容量在200kW～1000kW的電動機和小于1250kVA的低壓變大約55臺，采用高壓熔斷器串真空接觸器的組合設(shè)備，機械型每臺一年節(jié)省1260kWh電能，55臺一年節(jié)能69300kWh電能。

傳統(tǒng)低壓接觸器的合閘保持是靠合閘線圈通電產(chǎn)生電磁力來克服分閘彈簧拉力來實現(xiàn)的，合閘線圈長期通電，通電電流從100mA到1000mA不等；永磁型低壓接觸器是利用永磁驅(qū)動機構(gòu)取代傳統(tǒng)電磁驅(qū)動機構(gòu)而構(gòu)成的微功耗接觸器，其工作原理是利用安裝在接觸器聯(lián)動機構(gòu)上極性不變的永磁鐵，與固化在接觸器底座上的可變極性軟磁鐵相互作用，從而達(dá)到吸合、保持與釋放的目的。軟磁鐵是通過與其固化在一起的電子模塊產(chǎn)生正反向脈沖電流，使其產(chǎn)生不同的極性。電子模塊的工作電流只有0.8mA～1.5mA，節(jié)電率在99.8%以上。

對于繼電器、二次元件、DCS、儀表及控制設(shè)備，本工程均采用低功耗微機型集成式產(chǎn)品及合理、節(jié)能的驅(qū)動方式和控制方式。

7結(jié)論

本文針對新建火電項目提出了幾項目前應(yīng)用較廣泛的電氣節(jié)能措施，從而降低本工程的廠用電率，達(dá)到了積極相應(yīng)國家提出的節(jié)能減排政策的目的。

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（作者單位：國電電力邯鄲東郊熱電有限責(zé)任公司）