有關火力發電廠用電率節能技術的研究

樊國強

摘要：作為我們國家電力系統的重要組成部分，火力發電廠發揮著重要的功能，為促進我國經濟建設的發展做出巨大貢獻。隨著國家對于環境污染問題的日益重視，對節能減排要求越來越高，火力發電廠也要積極適應形勢變化，探求更多的節能降耗措施，才能更好地提升用電率，進而為環保事業貢獻積極力量。本文對火力發電廠用電技能技術進行了全面論述，針對當前的火力發電廠用電節能技術存在的問題提出了意見和建議，以供參考。

關鍵詞：火力發電廠;用電率;節能技術;優化措施

節能減排已經成為新形勢下國家提出的重要課題，為了應對全球環境變化，全世界各國都在積極想方設法進行節能減排，以此為全球環境保護貢獻一份力量。我們國家是能源消耗大國，火力發電廠發電每年消耗的能源占據很大的比重，因此為了進一步促進環境保護措施的落地，全面提升公眾的生活質量，火力發電廠應及時轉變理念，適應形勢變化，提出新的技術優化方案，為進一步提升用電率，促進節能降耗做出積極探索，從而通過各種環節控制措施來降低用電能耗的目的。

一、火力發電企業發展現狀和存在的問題

1. 火力發電企業發展現狀。國家從改革開放以后非常重視工業生產，對于火力發電企業而言，積極響應國家政策扶持，不斷加強技術創新，火力發電事業也取得了較快的 發展，據統計，每年全國的火力發電總量逐年增加，有的年份甚至高達20%的增長速率。但是，我們也要看到，雖然火力發電事業取得了較快的發展，但是由于受到技術水平的約束，和國外發達國家相比在技術、設備等方面還存在一定差距，用電現象也存在一些浪費，用電量逐年增加的趨勢也不容小覷。

還有一種影響因素，當下我國的電煤供應短缺，火力發電企業因為煤炭價格的提升對經營產生一些影響，煤炭企業經濟效益不佳。雖然國家采取多種措施來降低煤炭價格，但是我們國家的火力發電企業仍然還面臨一些虧損，因此必須高度重視火力發電廠用電率技能技術的研究和創新，積極在各個流程環節進行技術優化，從而采取各種有效措施針對性提高節能降耗比率，進而推動火力發電廠取得更好的經濟效益和社會效益。

2. 火力發電企業目前存在的問題

隨著國家電力體制改革的不斷深入，市場化資源配置功能日益顯現，因此對于火力發電企業而言必須適應市場形勢變化，打破壟斷機制，準確定位，才能更好地實現可持續發展。目前對于電力企業而言，很多電網公司都是在“吃差價”，依靠政府的政策扶持進行電力收費，電網公司的所有利潤都和兩端的電力交易規模有聯系，這樣就會給直購電和新能源發電情況產生影響。政府對于電力行業的管理行為存在很大的問題和漏洞，比如當動力煤一直保持高價格運行狀態時，發電企業就會產生嚴重的負面經濟效益，價格部門就會將上網電價進行調整，根據當時的消費指數和經濟情況來確定是不是要對銷售電價進行上調，這就是當下中國政府和市場處理煤炭行業和發電行業之間的矛盾的主要方法，但是這種方法帶有很大的片面性，當電價調整增高以后，就會給煤炭行業帶來沖擊，他們就會相應地再次提高煤炭價格，發電企業基于當下的困境就會再次提出煤電聯動的申請，政府就會再次將電價提高，這種不完善的機制導致每一次煤炭和價格都進行上升時，用電使用用戶，尤其是工業用電部門的用電成本就會大大增加，在發展過程中就會面臨很大的資金困境，因此不利于企業發展，更不利用煤炭行業和電力行業的可持續發展。因此電力改革必須和市場資源配置相結合。

二、火力發電廠用電率及節能相關內容基礎論述

火力發電廠的用電率是指火力發電廠的廠用電量和實際機組總的發電量的比值，也就是所說的廠用電量和實際發電量之間的比重，比值越大，說明用電率越高，相反比值越小，用電率越低，在火力發電企業，有很多的耗電設備，比如水泵、電機、風機等，這些設備總是出現不停頓運轉，功率較大，所以導致用電率比較高，能源消耗較大。

想要提高發電廠用電效率，通過火力發電廠的用電率的概念可以知道，可以有兩種方式，一種方式是降低發電廠電能生產的廠的用電總量，另一種方式是提高發電廠的整體發電量，也就是說讓所有的運行機組盡可能全部運轉且達到滿負荷狀態，從而提高整體發電量，進而降低用電率。通過實際運行經驗和統計數據試驗可以知道，第二種方式會受到多個方面的影響，所以想要做好全面控制不好掌握，因此想要實現節能降耗的目標就要全面降低火力發電廠日常廠用電總量，從而降低生產成本，提高上網電能的競爭性，進而實現經濟效益和環境效益。

三、影響火力發電廠廠用電率的因素分析

1.電動機電能利用效率不高。火力發電廠的主要輔助動力載體就是電動機，像發電機、鼓風機、水泵、電梯、中央空調等這些設備都要依靠電機作為主要運行載體進行運轉，這些也是影響火力發電廠運行效率的關鍵，因此消耗能源非常多，加上長時間運行，就會造成電能資源使用過度，甚至由于使用時間較長，持續發熱會使電機的絕緣性能減弱，影響電機的使用年限。

2.照明系統消耗能量較多。對于火力發電廠而言，由于建設規模比較大，分布范圍比較廣，所以照明系統比較完善且配套使用，在實際使用過程中很多照明設備年代比較久遠、光衰嚴重，影響了照明效果，加上目前應用最多的還是老式手動靜態調控模式，這樣就會導致很多不必要使用照明系統的方位，由于檢查和巡視不到位，造成照明系統電能使用過多，造成浪費。

3.電熱因素的影響。火力發電廠是運行環境比較復雜，需要采用電熱措施等確保電氣設備不受潮，正常工作，但是電熱設備的運行狀態往往和具體的設備維護管理人員有關系，他們來決定什么時間進行防護，因此導致電能資源一定程度的浪費。

4.輔機選型。正如第一條所說，電機是火力發電廠最重要的輔助設備，它的主要用電量占全廠用電量的比重高達百分之六十左右，輔機的選型很關鍵，直接影響節能降耗工作的有效性，因此必須控制輔機的選擇和操控，目前我們國家的火力發電廠用的輔機系統大多數是節流調節工藝的設備，還有的用的是液力耦合器，極個別用的是變頻調節。節流調節設備像節流水泵、風機等主要是通過控制水泵和風機的出口來實現節流調節的，對高壓電動機的轉速產生不了任何影響，所以能源消耗很高。液力耦合器也是一樣，消耗能源很高。對于變頻 調節而言，它主要是通過對管道參數進行固定設置之后對高壓電動機的轉速進行調整從而進行操控的一種方法，所以這種方法和電機的運行直接相關，根據物理原理可以知道，水泵、風機和電動機的能耗和轉速的三次方是正向關系，所以運用變頻調節技術能夠大大降低能量消耗。

5. 機組負載能力，正常情況下機組的負載能力越強，火力發電企業的用電率就會越低，當實現滿負荷運轉時，廠用電率最小。受到各種客觀因素的影響，機組負載深度調節的情況經常發生，所以要對這一狀況進行有效控制才能保證用電率逐漸降低。

6.機組的更新速度。隨著技術的發展，在火力發電廠機組使用過程中會遇到新機器和舊機器替換的情況，老舊設備如果更換不及時，就會大大增加能源消耗，新設備更換之后的一段時間內，由于處在磨合期，也會因為參數設置不當以及不斷進行試驗過程中增加能源消耗，所以這一方面的技術研究水平需要提升。

7. 煤質變化。煤炭行業和電力行業是密不可分的，隨著國家電煤消耗量不斷增大，煤炭供不應求，所以對于火力發電廠而言對于煤炭的采購和儲存就會變得非常困難，因此適合火力發電企業的煤炭越來越少，電煤的質量就會發生一些改變，很多火力發電企業為了生存不得不變相采購不符合火力發電的一些煤炭投入生產，進而導致煤炭質量的整體下降，從而影響鍋爐的運行效率，進而導致用電量不斷增加。煤炭質量對鍋爐的影響主要體現在兩個方面：一是煤炭中的灰分的含量，它的含量大小對煤炭的發熱量產生直接影響，成反比。二是煤炭中水的含量，水不能燃燒，在發生氣化反應時還要利用熱量，所以導致煤炭熱量消耗增大，繼而影響用電量。

四、火力發電廠用電率節能技術的具體研究探析

針對上述影響火力發電廠用電率的各種因素，針對性提出一些技術優化措施，從而全面提升火力發電廠用電率節能技術和水平。

1.盡可能選擇節能型設備。在火力發電廠照明系統節能升級改造環節，建議運用節能型強的照明自動控制技術和節能設備，通過建立自動控制系統，從而進一步調整資源配置，節約照明電量消耗。比如在進行除塵時可以運用高頻電源，從而降低能耗。再如選擇能耗低的S11、S13節能變壓設備、節能變頻空調等設備，提高節能效果，但是由于這些節能設備技術工藝比較先進，價格也比較高，所以要進行合理取舍。

2. 優化運行模式。為了確保火力發電廠正常工作，不至于因為設備故障而導致過程中斷影響運行效率或者避免事故發生，火電發電廠的設備往往都是進行了冗余設計，就是配置了一些備用電量，因此在進行相應的設備安裝和調試過程中為保證安全運行，往往會實行熱備用和旋轉備用兩種運行模式。具體的優化方式包括兩個方面：

一是做好風機運行方式的優化控制。要結合一次風機的風壓、鍋爐氧量從而做好風機運行方式控制。要在保證鍋爐安全運行的情況下，讓風壓和出口風速降到可以控制的范圍內，從而減少用電能耗。二是做好水循環系統的優化設計。舉例說明，某地區的一個火力發電廠運用閉式冷卻裝置，每一個機組都配置了冷卻塔和循環水泵系統，一套設置為高速模式，另一套設置為低速模式，夏天和冬天運用的模式不一樣，但是都采取單元制運行模式。通過建立蓄水池等儲水容器加強對水位的控制和協調，從而保證供水壓力正常，從而避免設備運行過多增加能耗。

3.加強設備創新和技術優化。針對目前火力發電廠的很多設備性能不全、能源消耗大的現狀，可以對設備進行更換，主要是對高能耗的設備進行節能設計，比如可以增加空冷機組背壓優化系統，使機組運行在最優背壓區間。為了降低空冷機組能耗水平，也可以在空冷島上布置噴淋裝置，通過噴淋裝置向空冷島空冷風機出口處噴入霧化后除鹽水降低空氣溫度來達到冷卻空冷翅片管束的目的，降低機組運行背壓，從而降低廠用電率。還可以對循環水泵系統的變頻和對引風機、增壓風機進行設備節能改造。對于循環水泵系統的改造，可以將單速運行模式改成雙速運行模式，根據環境溫度的變化選擇不同的運行模式;針對引風機和增壓風機的改造，主要是對設備的運行頻率進行調整，從而滿足運行需求的情況下降低用電量。

4.提高燃煤質量。目前煤炭供應不足，火力發電廠要認清現狀，從多個渠道拓寬煤炭供應渠道，要嚴格按照煤炭標準進行煤質選擇，且不能隨意選擇煤質進而影響生產質量。要建立嚴格的煤炭采購管理制度，從各個環節進行控制，從而全面提高煤炭的采購質量。

5.提高機組利用效率。火力發電廠想要實現良好運行和技能降耗，就必須對關鍵設備加強監督管理和運行，不斷進行技術創新和升級，這就要求火力發電廠的工作人員要有高度的責任心，按照工作職責分工每日做好運行監控和記錄，并結合實際經驗，做好參數的動態控制和設備的動態調節，確保設備利用效率最大化，從而提高設備使用率和滿負荷率，對于能源消耗大的設備，要嚴格按照維護保養操作規程進行保養，減少不必要的消耗。進行機組運行前的優化操作。對于機組設備在進行運轉時會消耗大量的能量，所以可以在啟動前進行優化設計，比如用電潛泵將鍋爐進行洗刷，達到使用標準之后開展下一步點火操作，也能在一定程度上降低用電量，當然效果不是特別明顯，但是是一項基礎的優化措施。

6.及時排查設備運行漏洞。對于火力發電廠運行過程中由于使用多種設備，一些設備本身存在一些設計漏洞，可能導致用電量增加，比如供氣和供水的管道存在漏氣、漏水的情況時就會導致機組輔機系統不能實現規定負荷要求，從而產生循環抽油、打氣等不良現象，產生多余的用電情況。因此要建立健全各項設備操作規程和維護保養維修制度，從源頭上杜絕該類現象的發生。

7.加強信息化建設，全面實現自動化操作。為了保證所有的設備更好地實現穩定高效安全運行，建議建立信息化操作平臺，實現設備自動化控制，全面運用計算機網絡技術，建立在線實時動態監控機制，對設備的運行情況等進行動態監控，及時根據設備運行狀態做出判斷，從而在發現問題時第一時間處理，將事故發生概率降到最低。自動控制系統還可以實現對設備運行數量的控制，根據生產安排，設置設備自動調整輔機系統，從而保證各類設備能夠達到最佳運行狀態，在不使用時實現自動關閉，從而大大節約廠內用電，降低能量消耗。

8.加強非生產用電監督管理。非生產用電也會影響節能降耗，增加火力發電廠的用電量，所以火力發電企業要加強對用電知識的宣傳，引導和教育職工要養成節約用電的好習慣，做到人走燈滅，在辦公場所盡可能選擇節能燈具，在公共場所發現用電浪費情況要自覺行動，抵制用電浪費行為，從而在非生產用電環節也能提高全員的節能降耗意識，從小事做起，從自身崗位著手，以實際行動詮釋節約用電的良好理念，進而為保障火力發電廠有充足的電源，降低用電率做出積極貢獻。

綜上所述，隨著電力改革體質的不斷深化和深入推行，面對煤炭供應不足和新能源裝機容量越來越大的局面，對于火力發電企業而言，想要走可持續發展道路，就必須通過各種措施不斷加強技術創新和管理力度，在用電各個環節采取有效的節能降耗技術節約電能消耗，控制使用成本，從而提高火力發電企業的綜合實力，進而推動火力發電企業的健康穩定發展。

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