【解決方案】火力發電廠節能降耗管理與技術分析

 

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

0 概述

   我國地域廣闊，是一個資源大國，豐富的煤炭資源使得火力發電仍是我國主要的發電方式，但隨著資源消耗量的增加，地下蘊藏的自然資源不斷減少，環保節能生產成為我國電力行業未來發展的主流方向。

  一大批發電量小于4 000萬kW·h的發電廠被關閉，推動產業結構進一步優化調整，有效避免了自然資源浪費。

1 供電煤耗

  可用供電煤耗表示能源轉換率，具體公式如下：（1）

  如果是原煤，則可將其折算成標準煤量來進行計算，具體計算公式如下：（2）

  在公式（1）和公式（2）中，b 代表供電標準煤耗，也就是產生1kW·h的電量需要消耗多少煤；Bs代表每個單位時間需要消耗的煤量；PG代表發電機累計發出能量值；PP代表累計用電消耗值；BR代表送入鍋爐原煤量 代表實測原煤低熱情況下的發熱量；29 308代表每單位標準煤的發熱量。

  廠用電量與供電量之和為機組的發出電量，用廠用電量與發電量的比值作為廠用電率，用符號表示：（3）

  如果將定義為在不考慮廠用電率情況下機組的發電煤耗，那么就可以將式（1）表示如下：（4）

  通過公式（3）、公式（4）能夠看到，影響耗煤量的因素主要是發電廠用電率及標準煤耗率，要想降低發電廠發電煤耗，主要從這兩個方面入手。

2 對煤耗率影響因素的分析

2.1 發電機組工作狀態的影響

  煤耗率又稱發電效率，如果火力發電廠的發電效率高則其煤耗率就相應降低，然而，影響發電效率的主要因素就包括發電機組的工作狀況。如果在運行過程中，蒸汽流量、溫度及蒸汽壓力等參數發生異常，將會影響到整個發電機組的標準煤耗率，進而增加發電過程消耗的煤炭數量。

2.2 發電機組工作負荷的影響

  除了發電機組在工作過程中的發電狀態因素外，其所攜帶的負荷也是影響標準煤耗率的重要因素。

  如果發電機組是在上升的負荷率下工作，那么汽機、鍋爐相應地就會運行在*效區間，其所產生的效率同樣提升，煤耗率同時降低，反之，所產生的耗煤量就會增加。

通  過對一個 600 MW 發電機組運行情況的觀察記錄分析，發現發電機組的經濟性受到其負荷和發電量高低的顯著影響；在機組有600 MW的負荷情況下，其所消耗的煤量為294.5 g/kW·h，此時為*佳經濟性，當機組工作情況偏離這一數值時，煤耗就會迅速上升。

2.3 廠用電率產生的影響

  生產廠的用電在很大程度上會影響到供電的煤耗，如果發電煤耗為291 g/kW·h，生產廠的用電率為0.05，那么供電煤耗就是306.32 g/kW·h。如果用電率上下浮動不超過0.05，那么其實際的煤耗就變為 307.94 g/kW·h到 304.71g/kW·h，變化量為1.6 g/kW·h。

通過使用變頻技術改造高壓發電機，比如對三大風機、循環水泵等進行改造，能達到降低廠用電率的效果。

3 節能降耗管理技術

3.1 加強機組優化

（1） 溫度在機組運行過程中對其工作效率影響重大，所以控制其產生的蒸汽溫度至關重要，避免其過高或過低。

   當溫度較高時，會發生鍋爐爆管或損壞受熱材質；溫度較低時，又會對汽輪機的工作效率產生影響，甚至使汽輪機的末級葉片發生汽蝕現象。

   600 MW的汽輪發電機組，主蒸汽每降低1℃，電量煤耗就會升高 0.11g/kW·h，每降低1℃再熱汽溫度，電量煤耗就會升高0.072g/kW·h，這些影響因素都不能忽略。

（2）壓力是影響機電設備的主要因素，所以要對主蒸汽壓力進行控制。600 MW的發電機組，其壓力越高就具備越好的經濟性，每降低 0.1MPa 的主蒸汽壓力，發電煤耗將降低 0.21g/kW·h，所以在設計過程中要確保主蒸汽壓力保持在合理區間。

（3）真空度對凝汽器來說具有重要意義，每降低1kPa的機組真空，相應發電煤耗將降低1.67g/kW·h。

   然而一味提高真空度并不能夠做到用煤經濟性，還需要考慮提高真空度所使用的廠用電量是否能夠做到兩者均衡。

   比如在600MW的機組中，將原有的5.85 kPa真空度調整到4.65 kPa，使得 1 kW·h 發電煤耗降低2g，但循環水泵需要比平時多用電3150kW·h，按照電價0.391 2元 /kW·h、1 t標準煤 990元計算，那么1h煤耗較正常來說要少花792元，但循環水泵在這種情況下要比正常多花電費1232.28元，所以，就經濟性來說，提高真空度并不能有效降低煤耗。

3.2 加強機組運行管理

（1）完善計劃管理，適當提升機組運行過程中的負荷率。

  這就要求發電企業制訂計劃指標，對全部工作的控制、協調、指揮及組織做到有計劃性，在對全年工作進行計劃安排時做到統籌兼顧。

（2）完善運行管理，強化運行分析。

  要保障機組安全運行，首先要做好運行階段的管理，通過運行分析提高相關管理和工作人員掌握設備運行規律與性能程度，進而提升其業務技術水平，保障機組運行過程中的安全。

  在加強該階段管理過程中，首要監控好供電標準煤耗率一系列能耗指標，落實節能降耗工作。

  加強指標檢查分析、監督和考核，實行對標工作，*大限度地降低煤耗。

  如果發現指標異常，要及時找出原因，通 過相應措施進行整改。

（3）對設備加強管理，保證機組能夠長期高負荷穩定運行。

  該過程比較復雜，屬于一項系統工程，其能夠確保發電設備完好，對提高技術設備素質及設備健康水平具有重要意義，使設備效能得到充分發揮。

  在設備管理過程中，要做好消缺維護，以此提升可靠性，使其始終處于*佳狀態。

  制定檢修時間時要依照相關檢修要求合理分為ABCD級開展，盡量避免在夏季、冬季用電高峰期進行。

  嚴格把控檢修工藝，及時維護存在問題的機組，保證其能夠正常工作，進而優化供電標準煤耗率。

3.3 嚴格貫徹節能管理制度，強化節能降耗意識

  火力發電廠在運行過程中，要秉承國家能源政策，積極研發引進前沿節能技術，將節能降耗管理融入企業日常管理中，對有限的資源進行*效合理地利用，*大限度地降低能耗。

  通過對生產技術的革新改造，淘汰影響供電標準煤耗率的工藝及設備。

  當前，國內發電廠廣泛使用的節能技術主要是微油點火、汽輪機本體優化、永磁調速、無電泵啟動及對電動機開展變頻改造技術等。

  發電廠在生產過程中還要加大對節能知識的宣傳，增強節能意識，通過節能技術運用盡可能在每一個環節上都能夠節約能源，*終達到提高全廠燃煤發電效率、降低廠用電率指標及供電標準煤耗率的目的。

4安科瑞建筑能耗分析系統

4.1概述

  Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照國家有關規定實施能源計算，分析現狀，查找問題，挖掘節能潛力，提出切實可行的節能措施，并向縣級以上管理節能工作的部門報送能源計算報告。

4.2應用場所

  適用于公共建筑、集團公司、工業園區、大型物業、學校、醫院、企業等不同行業的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。

4.3系統功能

4.3.1系統概況

  平臺運行狀態，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。

4.3.2用能概況

  對建筑、部門、區域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統計對比、總能耗同環比對比。

4.3.3用能統計

  對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類能源用能進行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進行生成柱狀圖。

4.3.4復費率統計

  復費率報表按日、月、年統計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統計分析。支持數據導出到EXCEL。

4.3.5同比分析

  對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進行用能數據同比分析。

4.3.6能源流向圖

  能源流向圖展示單棟建筑時段內各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。

4.3.7夜間能耗分析

  夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在時段工作時間與非工作時間用能統計對比，支持導出報表。

4.3.8設備管理

  設備管理包括，設備類型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設備，確保設備的運行。

4.3.9用戶報告

  用戶報告針對選定的建筑自動統計各能源的月使用的同環比趨勢，并提供簡單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的復費率用能分析，報告可編輯。

5.系統硬件配置

 

6 結語

  在火力發電廠中，判斷能源消耗程度的指標主要是供電標準煤耗率，其對于火力發電廠有針對性地開展一系列措施降低能源消耗具有十分重要的意義。以該指標為基礎，進而對發電機組所具備的性能狀況開展有效分析和判斷，以此加強對發電生產過程的管理，從而獲得較好的社會效益和經濟效益。

參 考 文 獻

［1］武枷.火力發電廠電氣節能降耗的問題與技術措施［J］ 電子技術與軟件工程，2015（7）：239

［2] 王濤.新時期火力發電廠中的電氣節能降耗問題分析［J］ 山東工業技術，2016（20）： 189

［3］郭寅.新時期火力發電廠中的電氣節能降耗問題分析［J］ 中國高新技術企業， 2014（2）：72-73

［4］安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版.

［5］馬靜姝. 火力發電廠節能降耗管理與技術分析