淺談火力發(fā)電廠節(jié)能降耗管理與技術分析

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘 要】：當前，火力發(fā)電廠仍然以煤作為主要燃料，實質上是將煤燃燒所產生的熱能轉化 為電能的過程。對全國各大火力發(fā)電廠而言，首要任務是如何做到用*少的煤耗生產*大 的電量，其不僅關乎產業(yè)效益，更關乎資源節(jié)約型社會的建設。目前，在該行業(yè)中有諸多節(jié)能辦法，但由于相互之間關系混雜，使得在實際應用中容易引發(fā)沖突，難以起到有效作

用。文章以供電標準煤耗率為基礎，對各種節(jié)能手段及管理方式進行分析介紹，為生產與

實際應用提供幫助。

【關鍵詞】：節(jié)能降耗；標準煤耗率；技術管理

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，地下蘊藏的自然資源不斷減少，環(huán)保節(jié)能生產成為我國電力行業(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)電廠被關閉，推動產業(yè)結構進一步優(yōu)化調整，有效避免了自然資源浪費。

1什么是供電煤耗

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(fā)電機累計發(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 代表實測原煤低熱情況下的發(fā)熱量；29 308代表每單位標準煤的發(fā)熱量。

廠用電量與供電量之和為機組的發(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)電廠用電率及標準煤耗率，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降低，然而，影響發(fā)電效率的主要因素就包括發(fā)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(fā)生異常，將會影響到整個發(fā)電機組的標準煤耗率，進而增加發(fā)電過程消耗的煤炭數量。

2.2 發(fā)電機組工作負荷的影響

除了發(fā)電機組在工作過程中的發(fā)電狀態(tài)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(fā)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高效區(qū)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(fā)電機組運行情況的觀察記錄分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機組的經濟性受到其負荷和發(fā)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(fā)電煤耗為291 g/kW·h，生產廠的用電率為5%，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0.5%，那么其實際的煤耗就變?yōu)?307.94 g/kW·h到 304.71g/kW·h，變化量為1.6 g/kW·h。

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

3 節(jié)能降耗管理技術

3.1 加強機組優(yōu)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(fā)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(fā)生汽蝕現(xiàn)象。

600 MW的汽輪發(fā)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(fā)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(fā)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(qū)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(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(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標準煤 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(fā)電企業(yè)制訂計劃指標，對全部工作的控制、協(xié)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(tǒng)籌兼顧。

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(guī)律與性能程度，進而提升其業(yè)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(jiān)控好供電標準煤耗率一系列能耗指標，落實節(jié)能降耗工作。

加強指標檢查分析、監(jiān)督和考核，實行對標工作，*大限度地降低煤耗。

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

對設備加強管理，保證機組能夠長期高負荷穩(wěn)定運行。

該過程比較復雜，屬于一項系統(tǒng)工程，其能夠確保發(fā)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(fā)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(tài)。

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(yōu)化供電標準煤耗率。

3.3 嚴格貫徹節(jié)能管理制度，強化節(jié)能降耗意識

火力發(fā)電廠在運行過程中，要秉承國家能源政策，積極研發(fā)引進前沿節(jié)能技術，將節(jié)能降耗管理融入企業(yè)日常管理中，對有限的資源進行高效合理地利用，*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(fā)電廠廣泛使用的節(jié)能技術主要是微油點火、汽輪機本體優(yōu)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(fā)電廠在生產過程中還要加大對節(jié)能知識的宣傳，增強節(jié)能意識，通過節(jié)能技術運用盡可能在每一個環(huán)節(jié)上都能夠節(jié)約能源，*終達到提高全廠燃煤發(fā)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(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(tǒng)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(jié)約能源，為用戶進一步節(jié)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(guī)定實施能源計算，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應用場所

適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學校、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)設計、施工和運行維護。

4.3系統(tǒng)功能

4.3.1系統(tǒng)概況

平臺運行狀態(tài)，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(qū)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(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、支路等結構按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進行統(tǒng)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(tǒng)計

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

4.3.5同比分析

對建筑、分項、區(qū)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(tǒng)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(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(tǒng)硬件配置

應用場景	型號	圖 片	保護功能
建筑能耗管理系統(tǒng)	Acrel-5000web		采用泛在物聯(lián)、云計算、大數據、移動通訊、智能傳感等技術手段可為用戶提供能源數據采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預警、設備管理等服務，平臺可以廣泛應用于多種領域。
智能網關	ANet-1E2S1		采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網絡接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據不同的采集規(guī)約進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據采集匯總，并使用相應的規(guī)約轉發(fā)現(xiàn)場設備的數據給平臺系統(tǒng)。
高壓重要回路或低壓進線柜	APM810		具有全電量測量，電能統(tǒng)計，電能質量分析及網絡通訊等功能，主要用于對電網供電質量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計，當客戶需要增加開關量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網通訊時，只需在背部插入對應模塊即可。
	APM520		三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，支持付費率，越限告警，SOE,4-20mA輸出。
低壓聯(lián)絡柜、出線柜	AEM96		三相多功能電能表，均集成三相電力參數測量及電能計量及考核管理，提供上24時、上31日以及上12月的電能數據統(tǒng)計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)“遙信”和“遙控”功能，并具備告警輸出，可廣泛應用于多種控制系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。
動力柜	ACR120EL		測量所有的常用電力參數，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。
	DTSD1352		DIN35mm導軌式安裝結構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數據交換。
	AEW100		三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。

照明箱	DTSD1352		DIN35mm導軌式安裝結構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數據交換。
	DDSD1352		DDSD1352單相電子式電能表主要用于計量低壓網絡的單相有功電能，同時可測量電壓、電流、功率等電量，具有紅外通訊功能，并可選配RS485通訊功能，方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)計和分析。
	DDS1352		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計量，紅外及RS485通訊，電流規(guī)格10（60）A，有功電能精度1級。無功精度2級，尺寸:1P
	ADW300/4G		計量低壓網絡的三相有功電能，具有RS485通訊和470MHz無線通訊功能，方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)計和分析。
	ARCM300T-Z-4G		三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。
給水管道	水表		計量流經給水管道用水的體積總量，適用于單向水流，采用電子直讀技術，通過RS485總線直接輸出表盤數據。

6 結語

在火力發(fā)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(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。

以該指標為基礎，進而對發(fā)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(fā)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(fā)電廠電氣節(jié)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(fā)電廠中的電氣節(jié)能降耗問題分析［J］ 山東工業(yè)技術，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］ 中國高新技術企業(yè)， 2014（2）：72-73

審核編輯 黃宇