【解決方案】火力發(fā)電廠節(jié)能降耗管理與技術(shù)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(fā)電仍是我國主要的發(fā)電方式，但隨著資源消耗量的增加，地下蘊(yùn)藏的自然資源不斷減少，環(huán)保節(jié)能生產(chǎn)成為我國電力行業(yè)未來發(fā)展的主流方向。

  一大批發(fā)電量小于4 000萬kW·h的發(fā)電廠被關(guān)閉，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整，有效避免了自然資源浪費(fèi)。

1 供電煤耗

  可用供電煤耗表示能源轉(zhuǎn)換率，具體公式如下：（1）

  如果是原煤，則可將其折算成標(biāo)準(zhǔn)煤量來進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)煤耗，也就是產(chǎn)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(fā)電機(jī)累計發(fā)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(shí)測原煤低熱情況下的發(fā)熱量；29 308代表每單位標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱量。

  廠用電量與供電量之和為機(jī)組的發(fā)出電量，用廠用電量與發(fā)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(jī)組的發(fā)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(fā)電廠用電率及標(biāo)準(zhǔn)煤耗率，要想降低發(fā)電廠發(fā)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(fā)電機(jī)組工作狀態(tài)的影響

  煤耗率又稱發(fā)電效率，如果火力發(fā)電廠的發(fā)電效率高則其煤耗率就相應(yīng)降低，然而，影響發(fā)電效率的主要因素就包括發(fā)電機(jī)組的工作狀況。如果在運(yùn)行過程中，蒸汽流量、溫度及蒸汽壓力等參數(shù)發(fā)生異常，將會影響到整個發(fā)電機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率，進(jìn)而增加發(fā)電過程消耗的煤炭數(shù)量。

2.2 發(fā)電機(jī)組工作負(fù)荷的影響

  除了發(fā)電機(jī)組在工作過程中的發(fā)電狀態(tài)因素外，其所攜帶的負(fù)荷也是影響標(biāo)準(zhǔn)煤耗率的重要因素。

  如果發(fā)電機(jī)組是在上升的負(fù)荷率下工作，那么汽機(jī)、鍋爐相應(yīng)地就會運(yùn)行在*效區(qū)間，其所產(chǎn)生的效率同樣提升，煤耗率同時降低，反之，所產(chǎn)生的耗煤量就會增加。

通  過對一個 600 MW 發(fā)電機(jī)組運(yùn)行情況的觀察記錄分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性受到其負(fù)荷和發(fā)電量高低的顯著影響；在機(jī)組有600 MW的負(fù)荷情況下，其所消耗的煤量為294.5 g/kW·h，此時為*佳經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)機(jī)組工作情況偏離這一數(shù)值時，煤耗就會迅速上升。

2.3 廠用電率產(chǎn)生的影響

  生產(chǎn)廠的用電在很大程度上會影響到供電的煤耗，如果發(fā)電煤耗為291 g/kW·h，生產(chǎn)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(shí)際的煤耗就變?yōu)?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(shù)改造高壓發(fā)電機(jī)，比如對三大風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵等進(jìn)行改造，能達(dá)到降低廠用電率的效果。

3 節(jié)能降耗管理技術(shù)

3.1 加強(qiáng)機(jī)組優(yōu)化

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

   當(dāng)溫度較高時，會發(fā)生鍋爐爆管或損壞受熱材質(zhì)；溫度較低時，又會對汽輪機(jī)的工作效率產(chǎn)生影響，甚至使汽輪機(jī)的末級葉片發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。

   600 MW的汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)電設(shè)備的主要因素，所以要對主蒸汽壓力進(jìn)行控制。600 MW的發(fā)電機(jī)組，其壓力越高就具備越好的經(jīng)濟(jì)性，每降低 0.1MPa 的主蒸汽壓力，發(fā)電煤耗將降低 0.21g/kW·h，所以在設(shè)計過程中要確保主蒸汽壓力保持在合理區(qū)間。

（3）真空度對凝汽器來說具有重要意義，每降低1kPa的機(jī)組真空，相應(yīng)發(fā)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(jīng)濟(jì)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(jī)組中，將原有的5.85 kPa真空度調(diào)整到4.65 kPa，使得 1 kW·h 發(fā)電煤耗降低2g，但循環(huán)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(biāo)準(zhǔn)煤 990元計算，那么1h煤耗較正常來說要少花792元，但循環(huán)水泵在這種情況下要比正常多花電費(fèi)1232.28元，所以，就經(jīng)濟(jì)性來說，提高真空度并不能有效降低煤耗。

3.2 加強(qiáng)機(jī)組運(yùn)行管理

（1）完善計劃管理，適當(dāng)提升機(jī)組運(yùn)行過程中的負(fù)荷率。

  這就要求發(fā)電企業(yè)制訂計劃指標(biāo)，對全部工作的控制、協(xié)調(diào)、指揮及組織做到有計劃性，在對全年工作進(jìn)行計劃安排時做到統(tǒng)籌兼顧。

（2）完善運(yùn)行管理，強(qiáng)化運(yùn)行分析。

  要保障機(jī)組安全運(yùn)行，首先要做好運(yùn)行階段的管理，通過運(yùn)行分析提高相關(guān)管理和工作人員掌握設(shè)備運(yùn)行規(guī)律與性能程度，進(jìn)而提升其業(yè)務(wù)技術(shù)水平，保障機(jī)組運(yùn)行過程中的安全。

  在加強(qiáng)該階段管理過程中，首要監(jiān)控好供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率一系列能耗指標(biāo)，落實(shí)節(jié)能降耗工作。

  加強(qiáng)指標(biāo)檢查分析、監(jiān)督和考核，實(shí)行對標(biāo)工作，*大限度地降低煤耗。

  如果發(fā)現(xiàn)指標(biāo)異常，要及時找出原因，通 過相應(yīng)措施進(jìn)行整改。

（3）對設(shè)備加強(qiáng)管理，保證機(jī)組能夠長期高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。

  該過程比較復(fù)雜，屬于一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其能夠確保發(fā)電設(shè)備完好，對提高技術(shù)設(shè)備素質(zhì)及設(shè)備健康水平具有重要意義，使設(shè)備效能得到充分發(fā)揮。

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

  制定檢修時間時要依照相關(guān)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(jìn)行。

  嚴(yán)格把控檢修工藝，及時維護(hù)存在問題的機(jī)組，保證其能夠正常工作，進(jìn)而優(yōu)化供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率。

3.3 嚴(yán)格貫徹節(jié)能管理制度，強(qiáng)化節(jié)能降耗意識

  火力發(fā)電廠在運(yùn)行過程中，要秉承國家能源政策，積極研發(fā)引進(jìn)前沿節(jié)能技術(shù)，將節(jié)能降耗管理融入企業(yè)日常管理中，對有限的資源進(jìn)行*效合理地利用，*大限度地降低能耗。

  通過對生產(chǎn)技術(shù)的革新改造，淘汰影響供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率的工藝及設(shè)備。

  當(dāng)前，國內(nèi)發(fā)電廠廣泛使用的節(jié)能技術(shù)主要是微油點(diǎn)火、汽輪機(jī)本體優(yōu)化、永磁調(diào)速、無電泵啟動及對電動機(jī)開展變頻改造技術(shù)等。

  發(fā)電廠在生產(chǎn)過程中還要加大對節(jié)能知識的宣傳，增強(qiáng)節(jié)能意識，通過節(jié)能技術(shù)運(yùn)用盡可能在每一個環(huán)節(jié)上都能夠節(jié)約能源，*終達(dá)到提高全廠燃煤發(fā)電效率、降低廠用電率指標(biāo)及供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率的目的。

4安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)

4.1概述

  Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)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(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)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(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實(shí)可行的節(jié)能措施，并向縣級以上管理節(jié)能工作的部門報送能源計算報告。

4.2應(yīng)用場所

  適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計、施工和運(yùn)行維護(hù)。

4.3系統(tǒng)功能

4.3.1系統(tǒng)概況

  平臺運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時、逐月曲線，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動顯示。

4.3.2用能概況

  對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項(xiàng)等用能進(jìn)行對比，支持當(dāng)日逐時趨勢、當(dāng)月逐日趨勢曲線、分時段能耗統(tǒng)計對比、總能耗同環(huán)比對比。

4.3.3用能統(tǒng)計

  對建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計，支持報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。

4.3.4復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計

  復(fù)費(fèi)率報表按日、月、年統(tǒng)計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。

4.3.5同比分析

  對建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結(jié)合的方式進(jìn)行用能數(shù)據(jù)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(nèi)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(biāo)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(tǒng)計對比，支持導(dǎo)出報表。

4.3.8設(shè)備管理

  設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運(yùn)行。

4.3.9用戶報告

  用戶報告針對選定的建筑自動統(tǒng)計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析，報告可編輯。

5.系統(tǒng)硬件配置

6 結(jié)語

  在火力發(fā)電廠中，判斷能源消耗程度的指標(biāo)主要是供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率，其對于火力發(fā)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(biāo)為基礎(chǔ)，進(jìn)而對發(fā)電機(jī)組所具備的性能狀況開展有效分析和判斷，以此加強(qiáng)對發(fā)電生產(chǎn)過程的管理，從而獲得較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

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

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

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

［4］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版.

［5］馬靜姝. 火力發(fā)電廠節(jié)能降耗管理與技術(shù)分析