【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(guó)地域廣闊，是一個(gè)資源大國(guó)，豐富的煤炭資源使得火力發(fā)電仍是我國(guó)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(guó)電力行業(yè)未來(lái)發(fā)展的主流方向。

  一大批發(fā)電量小于4 000萬(wàn)kW·h的發(fā)電廠被關(guān)閉，推動(dòng)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(lái)進(jìn)行計(jì)算，具體計(jì)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(gè)單位時(shí)間需要消耗的煤量；PG代表發(fā)電機(jī)累計(jì)發(fā)出能量值；PP代表累計(jì)用電消耗值；BR代表送入鍋爐原煤量 代表實(shí)測(cè)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(hào)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(guò)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(gè)方面入手。

2 對(duì)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(chēng)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(guò)程中，蒸汽流量、溫度及蒸汽壓力等參數(shù)發(fā)生異常，將會(huì)影響到整個(gè)發(fā)電機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率，進(jìn)而增加發(fā)電過(guò)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(guò)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(huì)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(shí)降低，反之，所產(chǎn)生的耗煤量就會(huì)增加。

通  過(guò)對(duì)一個(gè) 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(shí)為*佳經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)機(jī)組工作情況偏離這一數(shù)值時(shí)，煤耗就會(huì)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(huì)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(dòng)不超過(guò)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(guò)使用變頻技術(shù)改造高壓發(fā)電機(jī)，比如對(duì)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(guò)程中對(duì)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(guò)高或過(guò)低。

   當(dāng)溫度較高時(shí)，會(huì)發(fā)生鍋爐爆管或損壞受熱材質(zhì)；溫度較低時(shí)，又會(huì)對(duì)汽輪機(jī)的工作效率產(chǎn)生影響，甚至使汽輪機(jī)的末級(jí)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(huì)升高 0.11g/kW·h，每降低1℃再熱汽溫度，電量煤耗就會(huì)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(duì)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(jì)過(guò)程中要確保主蒸汽壓力保持在合理區(qū)間。

（3）真空度對(duì)凝汽器來(lái)說(shuō)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(shí)多用電3150kW·h，按照電價(jià)0.391 2元 /kW·h、1 t標(biāo)準(zhǔn)煤 990元計(jì)算，那么1h煤耗較正常來(lái)說(shuō)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(lái)說(shuō)，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(jì)劃管理，適當(dāng)提升機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的負(fù)荷率。

  這就要求發(fā)電企業(yè)制訂計(jì)劃指標(biāo)，對(duì)全部工作的控制、協(xié)調(diào)、指揮及組織做到有計(jì)劃性，在對(duì)全年工作進(jìn)行計(jì)劃安排時(shí)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(guò)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(guò)程中的安全。

  在加強(qiáng)該階段管理過(guò)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(duì)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(shí)找出原因，通 過(guò)相應(yīng)措施進(jìn)行整改。

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

  該過(guò)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(duì)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(guò)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(shí)間時(shí)要依照相關(guān)檢修要求合理分為ABCD級(jí)開(kāi)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(shí)維護(hù)存在問(wèn)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(shí)

  火力發(fā)電廠在運(yùn)行過(guò)程中，要秉承國(guó)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(duì)有限的資源進(jìn)行*效合理地利用，*大限度地降低能耗。

  通過(guò)對(duì)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(guó)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(wú)電泵啟動(dòng)及對(duì)電動(dòng)機(jī)開(kāi)展變頻改造技術(shù)等。

  發(fā)電廠在生產(chǎn)過(guò)程中還要加大對(duì)節(jié)能知識(shí)的宣傳，增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)，通過(guò)節(jié)能技術(shù)運(yùn)用盡可能在每一個(gè)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(hù)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(duì)水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過(guò)對(duì)用戶(hù)端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類(lèi)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(hù)進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶(hù)可按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計(jì)算，分析現(xiàn)狀，查找問(wèn)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(jí)以上管理節(jié)能工作的部門(mén)報(bào)送能源計(jì)算報(bào)告。

4.2應(yīng)用場(chǎng)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(cè)與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(tái)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線(xiàn)，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。

4.3.2用能概況

  對(duì)建筑、部門(mén)、區(qū)域、支路、分類(lèi)分項(xiàng)等用能進(jìn)行對(duì)比，支持當(dāng)日逐時(shí)趨勢(shì)、當(dāng)月逐日趨勢(shì)曲線(xiàn)、分時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)對(duì)比、總能耗同環(huán)比對(duì)比。

4.3.3用能統(tǒng)計(jì)

  對(duì)建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對(duì)分類(lèi)能源用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持報(bào)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(jì)

  復(fù)費(fèi)率報(bào)表按日、月、年統(tǒng)計(jì)對(duì)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(jì)分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。

4.3.5同比分析

  對(duì)建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報(bào)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(shí)段內(nèi)各類(lèi)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(xiàn)、餅圖等形式對(duì)選擇支路分類(lèi)能源在時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統(tǒng)計(jì)對(duì)比，支持導(dǎo)出報(bào)表。

4.3.8設(shè)備管理

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

4.3.9用戶(hù)報(bào)告

  用戶(hù)報(bào)告針對(duì)選定的建筑自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢(shì)，并提供簡(jiǎn)單的能耗分析結(jié)果，針對(duì)用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析，報(bào)告可編輯。

5.系統(tǒng)硬件配置

6 結(jié)語(yǔ)

  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(duì)于火力發(fā)電廠有針對(duì)性地開(kāi)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(duì)發(fā)電機(jī)組所具備的性能狀況開(kāi)展有效分析和判斷，以此加強(qiáng)對(duì)發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程的管理，從而獲得較好的社會(huì)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(wèn)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(shí)期火力發(fā)電廠中的電氣節(jié)能降耗問(wèn)題分析［J］ 山東工業(yè)技術(shù)，2016（20）： 189

［3］郭寅.新時(shí)期火力發(fā)電廠中的電氣節(jié)能降耗問(wèn)題分析［J］ 中國(guó)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(jì)與應(yīng)用手冊(cè).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