火力發電機組節能降耗研究

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【摘要】隨著我國社會經濟的成熟化發展，節能降耗成為衡量企業經營能力的一個重要主題。電力企業的經營也處于從粗放型向集約型方向轉變。筆者結合自己多年的工作經驗以300MW火力發電機組為例談談節能降耗的方法。

【關鍵詞】火力發電廠；發電機組；節能降耗

如今，節約能源是我國既定的一項重要的基本國策，大到企業團體、小到個人都在身體力行降低我國能源的消耗。火力發電廠所需的能源大部分都是不可再生能源，而是能源消耗量非常大，但是火力發電廠仍然是我國發電的主力軍，采取措施降低能源消耗是火力發電廠和國家可持續發展的重要改善途徑。電力系統是火力發電廠的主要三大系統之一，火力發電機是電力系統的主要動力，火力發電廠的分類就是按照其裝機容量分類的，即火力發電機組的容量而定，100MW以下的裝機容量就屬于小容量發電廠，100~250MW的屬于中容量發電廠，250~1000MW的就屬于大中容量發電廠，1000MW以上的則為大容量發電廠。300MW的發電機組的鍋爐容量即每小時產生的蒸汽量為1025噸，鍋爐出口過熱蒸汽壓力為16.8Pa。運用300MW的火力發電機的發電廠就屬于大中容量發電廠，其發電廠規模就比較可觀。

1火力發電機組節能降耗的意義

節能降耗是促進我國可持續發展、支持環保事業的重要舉措。眾所周知，我國雖然能源資源較為豐富，但我國人口較多，人均資源比較少。電力工業的能源消耗不可小覷。如今，我國的火力發電廠依然是以煤炭資源作為燃料支持電力建設，火力發電廠的動力設備繁多，其發電機組控制操作復雜，而且發電廠的用電量和工作人員都比較多，運行費用也比較多。根據相關數據顯示，我國發電廠的能源利用率即將燃料轉化為電力只占到80%，我國每年用于發電的能源消耗所占比例比較大，能源利用率較低。從發電機組出發采取措施節能降耗是能提高能源利用率，降低廢棄物排放，積極響應國家建設環保事業、走可持續發展道路的重要舉措。發電機節能降耗是提高火力發電廠經濟效益、降低生產成本的最佳途徑之一。我國電力行業發展已有一段時間，已經具有一定規模，但仍然有將近75%的電力由火力發電來提供。如今，我國大部分火力發電廠仍使用容量較小的發電設備，參數較低。火力火電廠的運行費用最主要的部分為燃料費，如果能采用高效率低排放的運行方式減少燃料消耗、提高能源的使用價值是對于為火電廠節省成本投資、提升經濟效益是非常有意義的，總而言之，降低發電機組的能源消耗既是國家發展的需要，也是電力公司長期穩定發展的需要。

2300MW火力發電機組節能降耗方法

火力發電機是將機械能轉化為電能的電機，主要由轉子、定子和勵磁機等勵磁系統和變壓器、發電機冷卻裝置組成，其工作原理是由永磁機發出高頻電流流經勵磁盤整流，再經過總勵磁機送到發電機的轉子，當發電機的轉子通過旋轉帶動其定子線圈感應出電流，電流通過發電機出線分兩路輸送，分別送到廠用電變壓器和SF6高壓斷路器最后到達電網。發電廠的主要經濟技術指標參數有:汽輪機發電組的汽耗率、汽輪發電機機組的熱號率、發電廠的總效率、發電煤耗率和廠用電率以及供電標注煤耗率。由經濟技術指標可看出，汽輪發電機組的汽耗率和熱耗率是衡量發電廠得重要指標。所以，我們節能降耗的方法也從降低上述指標入手采取措施。

2.1改造發電機組

降低凝結水泵的揚程可以起到節約水資源的作用。如果凝結水泵的揚程比實際需要的揚程大，就會使運行狀態處于額定負荷時除氧器上水調節閥的開度變小，水流造成的損失就比較大。采用變頻技術和改變轉子的定性。變頻技術對工作人員的技術水平要求較高，而且牽涉的問題較多，成本也比較高，一般的火電廠實施起來會比較困難，所以我們最好選擇揚程參數較低且符合實際運行需要的凝結水泵，還可以根據情況去掉凝結水泵末級葉輪來降低揚程，減少水流損失。發電廠可以在運作過程中改善發電機組，比如，在機組的輸水管道上加裝溫度測點，如果閥門內漏工作人員可以及時發現并且進行補救，控制工質熱損失。對除氧器和排氧門進行合理調整，安排專人定期檢查汽機房頂的空排氣門，以防出現安全門不嚴熱量發散造成能源浪費的現象。最后，降低凝汽器端差，將溫水和輸水溫度等相關參數都控制在正常范圍以內，從而提高給水溫度和回熱效率。發電機組的參數是發電廠的能源消耗量高的一個重要原因。一般情況下，容量大的機組的相對內效率和絕對電效率也會較大，熱耗率就會很低。火電機組的循環效率與主蒸汽壓力和主蒸氣溫度有關。主蒸氣溫度和壓力越高，其效率會越高。隨著主蒸汽壓力和溫度降低，主蒸汽的有效焓也會隨之降低，在蒸汽流量不變的情況下，發電效率就會降低。但是，這也并不意味著蒸氣溫度越高越好，蒸氣溫度太高，材料蠕變的速度將加快，管道的壓力和蒸汽濕度會加大而汽輪機末級葉片也會加速腐蝕。降低電力推動過程中的電力損耗也能起到節能減耗的作用，一般我們會采取改變轉差率調速和變極調速來降低電力推動帶來的損耗。我們在改變轉子會回路電阻調速時，可以將消耗功率大的調節電阻在轉子回路的過程中接進附加電勢。而進行變極調速工作是通過電動機繞組的差異性接法，得到不同的極對數來得到具有差異性的轉速，可以達到很高的節能效果。送風機的出力高低存在差異，如果出力偏低，風量偏小，機組處于高負荷工作狀態時，鍋爐的含氧量就會低于設計值，燃燒效果不理想而且飛灰、爐渣等排放物的含碳量偏高，鍋爐的效率偏低。我們可以改造送風機或者更換送風機的葉片，提高風量，滿足高負荷工作狀態時的需氧量，就可降低不完全燃燒引起的損失，節約燃煤的消耗量。

2.2提高主氣溫

在給鍋爐內添加水時，由于給水量的增加導致蒸發量減小，蒸汽的流量隨之下降，單位質量的蒸汽的吸熱量也隨之增加，而使主氣溫升高，主氣溫過高會使循環熱效率效率下降，機組溫度損失大。而再氣溫度和主氣溫度都比較高的情況下，性降低上層的給粉量，適量增加低層的給粉量；然后通過燃燒調整手段來降低火焰的中心位置。以達到調節再氣溫度.主氣溫度，大幅度降低鍋爐排煙溫度的作用。燃燒調整手段有二次風配比調整和燃燒器投運方式調整等方法。

2.3優化運行

廠用電率和供電煤耗是檢驗發電廠經濟指標的重要參數。加強設備管理、優化機組的啟動和停止時間也是節能降耗的重要方法。電力企業要制定一套完備全面的管理體系，嚴格規定發電廠開始工作和結束設備工作的時間，明確各個環節節能降耗工作的專屬管理人員，對于不同狀態下機器的運行選擇和所處狀態做出合理的規劃，加強對工作人員行為的監督。定期對電器系統內的設備健康狀況及運行方式進行檢查試驗，查清楚設備的缺陷、系統漏點和不合理的運行方式，對于系統設備的缺陷和遺漏之處要加以糾正、優化和維修，對于不合理的運行方式要及時調節規劃。首先，調整運行方式。經過專業人員的測試，在不影響供電需求和安全的情況下，減少不合理運行輔機的數量，最好減少避免無計劃的停機，啟動過程中對各輔機的運行方式合理安排，根據所需電量和鍋爐內水的實際情況合理安排輔機工作，減少不必要的輔機工作長期運行帶來的能源消耗。在電廠的負荷發生變動時根據各機組最佳負荷分配方式進行機組出力的增減調度。優化低負荷工況的下滑參數試驗，確定最佳的住汽壓力和循環水泵的運行方式。風機的優化運行需要我們對不同負荷下風機的運行方式進行對比分析，比如，對高速運行、低速運行和單側運行的經濟性進行分析，選擇最合適最節省能耗的風機合理運行方式，以達到降低發電機組的廠用電率。機組滑參數的優化則需要設計分別在不同負荷的情況下，進行“按閥點尋優”和“按主汽壓力尋優”兩種類型的滑參數試驗。再運用相關專業知識計算出各種不同主汽壓力機組的熱焊率等指標，再通過分析比較得到發電機組在不同的工況下最佳的負荷。對機組的滑參數進行優化，發電廠運行按照最佳負荷進行燃料投放，既節省了燃料能源又保證了發電系統設備的使用壽命。其次，在鍋爐的負荷發生的變化比較大時，要確保主氣溫和再氣溫達到機組的額定值。如果蒸氣溫度波動比較大、鍋爐的負荷變化也比較大，我們應將減溫水的流量參數控制得當，減溫水不能在低溫時段投入。

3小結

節能降耗的實現必須在保證機組安全穩定運行的基礎上進行，決不能片面追求節省能源降低能耗影響機組運行的安全。電力公司作為主要的能源使用者之一，有責任、有信心從改造發電機、優化系統運行和加強管理方面降低發電機的能源消耗，節能減耗，促進我國可持續經濟的發展。

作者:楊歡歡 單位:貴州黔西中水發電有限公司

參考文獻

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