淺談火力發(fā)電廠節(jié)能降耗管理與技術(shù)分析

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘 要】：當(dāng)前，火力發(fā)電廠仍然以煤作為主要燃料，實(shí)質(zhì)上是將煤燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化 為電能的過程。對(duì)全國各大火力發(fā)電廠而言，首要任務(wù)是如何做到用*少的煤耗生產(chǎn)*大 的電量，其不僅關(guān)乎產(chǎn)業(yè)效益，更關(guān)乎資源節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)。目前，在該行業(yè)中有諸多節(jié)能辦法，但由于相互之間關(guān)系混雜，使得在實(shí)際應(yīng)用中容易引發(fā)沖突，難以起到有效作

用。文章以供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率為基礎(chǔ)，對(duì)各種節(jié)能手段及管理方式進(jìn)行分析介紹，為生產(chǎn)與

實(shí)際應(yīng)用提供幫助。

【關(guān)鍵詞】：節(jié)能降耗；標(biāo)準(zhǔn)煤耗率；技術(shù)管理

0 概述

我國地域廣闊，是一個(gè)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(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)。

1什么是供電煤耗

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(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(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(huì)運(yùn)行在高效區(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5%，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0.5%，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(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，避免其過高或過低。

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(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(jì)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(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。

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(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 過相應(yīng)措施進(jìn)行整改。

對(duì)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(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(duì)有限的資源進(jìn)行高效合理地利用，*大限度地降低能耗。

通過對(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(dòng)及對(duì)電動(dòng)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(duì)節(jié)能知識(shí)的宣傳，增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)，通過節(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，通過對(duì)用戶端所有能耗進(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(jí)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(jì)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(jí)以上管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源計(jì)算報(bào)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(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，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、區(qū)域、支路、分類分項(xiàng)等用能進(jìn)行對(duì)比，支持當(dāng)日逐時(shí)趨勢、當(dāng)月逐日趨勢曲線、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(duì)選擇支路分類能源在時(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)備類型、設(shè)備臺(tái)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(bào)告

用戶報(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，并提供簡單的能耗分析結(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

應(yīng)用場景	型號(hào)	圖 片	保護(hù)功能
建筑能耗管理系統(tǒng)	Acrel-5000web		采用泛在物聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺(tái)可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。
智能網(wǎng)關(guān)	ANet-1E2S1		采用嵌入式硬件計(jì)算機(jī)平臺(tái)，具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺(tái)系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺(tái)系統(tǒng)。
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜	APM810		具有全電量測量，電能統(tǒng)計(jì)，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)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(shè)計(jì)，當(dāng)客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時(shí)，只需在背部插入對(duì)應(yīng)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(fèi)率，越限告警，SOE,4-20mA輸出。
低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜	AEM96		三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計(jì)量及考核管理，提供上24時(shí)、上31日以及上12月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現(xiàn)“遙信”和“遙控”功能，并具備告警輸出，可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。
動(dòng)力柜	ACR120EL		測量所有的常用電力參數(shù)，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(wǎng)功能，非常適合于實(shí)時(shí)電力監(jiān)控系統(tǒng)。
	DTSD1352		DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進(jìn)行時(shí)鐘、費(fèi)率時(shí)段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對(duì)電能表的各項(xiàng)技術(shù)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(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
	AEW100		三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費(fèi)率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。

照明箱	DTSD1352		DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進(jìn)行時(shí)鐘、費(fèi)率時(shí)段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對(duì)電能表的各項(xiàng)技術(shù)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(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
	DDSD1352		DDSD1352單相電子式電能表主要用于計(jì)量低壓網(wǎng)絡(luò)的單相有功電能，同時(shí)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(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項(xiàng)電能計(jì)量，統(tǒng)計(jì)和分析。
	DDS1352		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計(jì)量，紅外及RS485通訊，電流規(guī)格10（60）A，有功電能精度1級(jí)。無功精度2級(jí)，尺寸:1P
	ADW300/4G		計(jì)量低壓網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項(xiàng)電能計(jì)量，統(tǒng)計(jì)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(fèi)率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。
給水管道	水表		計(jì)量流經(jīng)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(shù)，通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù)。

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(duì)于火力發(fā)電廠有針對(duì)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(duì)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(duì)發(fā)電生產(chǎn)過程的管理，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)能降耗問題分析［J］ 中國高新技術(shù)企業(yè)， 2014（2）：72-73

審核編輯 黃宇