燃煤機組廠用電率影響因素分析

華電電力科學研究院有限公司 韓苗苗 蓋志杰 孟凡垟 梁秀進 黃 佳

廠用電率是衡量火力發電機組經濟性能的主要經濟技術指標之一，同類型機組的廠用電率指標的差異，可真實地反映發電企業的生產運營管理水平，各發電企業也把降低廠用電率作為強化生產管理、提高企業效益的一項重要任務和目標。燃煤機組主要用電輔機集中在鍋爐側、汽機側及環保系統各輔機上，從對廠用電率影響來看，機組初參數、負荷率、冷卻型式以及煤質、輔機節能改造等都是影響燃煤機組廠用電率的重要因素，但在這些因素中，機組初參數、初參數、冷卻型式、負荷率等一般屬于不可改變或不可控因素，為降低廠用電率只能從日常管理、技術改造上進行深挖。

1 燃煤機組廠用電率情況

燃煤機組主要用電設備集中在鍋爐側、汽機側以及環保系統各輔機上。從2019年中電聯行業機組競賽中燃煤機組廠用電率情況來看，機組廠用電率為5.18%，其中鍋爐側主要輔機廠用電率為2.67%，占發電廠用電的51.5%；汽機側主要輔機廠用電率為1.17%，占發電廠用電的22.6%；環保系統主要輔機廠用電率為0.95%，占發電廠用電的18.3%。從燃煤機組鍋爐側、汽機側和環保側各主要設備廠用電率具體情況可以看出，鍋爐側、汽機側以及環保側最大用電輔機分別為引風機、循環水泵和脫硫系統耗電率。

表1 各主要輔機廠用電率情況

2 影響因素分析

機組初參數影響。一般機組初參數越低、鍋爐出口的壓力和溫度越低，造成熱力循環的熱效率低，使機組單位耗煤量增大，引起其他工藝系統的耗電增大，機組的廠用電率就越高[1]。從2019年中電聯行業機組競賽各容量等級燃煤機組廠用電率情況看，1000MW等級燃煤機組廠用電率為4.0%、600MW等級燃煤機組廠用電率為5.33%、300MW等級燃煤機組廠用電率為5.59%。分析相同容量等級不同初參數燃煤機組的廠用電率情況，以600MW容量等級機組為例，超超臨界機組比同容量等級亞臨界機組廠用電率低1.82個百分點，可看出初參數越高的機組廠用電率越低。

冷卻方式影響。根據機組冷卻型式，燃煤機組可分為空冷機組、濕冷機組。由于空冷機組空冷島用電設備較多、耗電較高，所以空冷機組廠用電率普遍高于濕冷機組。統計2019年中電聯行業機組競賽中600MW和300MW等級不同冷卻型式燃煤機組廠用電率情況，600MW等級機組中濕冷機組廠用電率4.79%、空冷機組廠用電率6.59%；300MW等級機組中濕冷機組廠用電率為5.43%、空冷機組廠用電率為6.47%，空冷機組廠用電率普遍比濕冷機組高1.0個百分點以上。

煤質影響。煤質（煤的熱值、硫分和灰分含量）是影響廠用電率重要的因素。燃煤熱值低，同等發電量情況下，燃煤量大、煙氣量大，增加磨煤機、引風機、除灰系統、脫硫系統、脫硝系統以及除塵系統的廠用電率。燃煤硫分含量高，單位體積煙氣中SO2含量高，需開啟更多的漿液循環泵、對更多的石膏進行脫水等，增加了脫硫系統的廠用電率，且煙氣中含硫量高易造成空氣預熱器堵塞、煙風阻力增加，加劇風機電耗的增加。燃煤灰分含量高、單位體積煙氣中灰含量高、引風機廠用電率上升，并需更高的二次電壓和電流保證粉塵排放達標，除塵系統廠用電率大。

負荷率影響。機組負荷率也是影響廠用電率的一個主要因素，機組廠用電的消耗基本都是固定值，機組負荷消耗的廠用電量基本相當，但機組高負荷運行發電量高，因此廠用電率較低。

節能改造影響。燃煤機組主要輔機節電改造主要方式有：變頻或永磁調速改造、引增合一、高低速改造、電改汽等。輔機通過改造設備型式達到節能效果的空間很大，如某電廠磨煤機實施永磁電機改造后，相同出力下較其他磨煤機電流減少約14A，磨煤機電耗降低約10%以上；某電廠閉式循環冷卻水泵進行永磁調速改造，廠用電率下降0.02個百分點；某電廠引風機變頻優化改造后廠用電率為0.92%，使廠用電下降0.39個百分點，一次風機變頻器改造后電量下降約22.44%；以引增合一為例，引增合一將引風機和增壓風機合二為一，取消了增壓風機及相關系統，廠用電率降低約0.2～0.4個百分點，節電效果明顯。

電改汽也是降低輔機廠用電率的一大改造技術。采用蒸汽方式來驅動，輔機的耗電量直接變為0，大大降低了機組廠用電率。

3 降低廠用電率建議

綜上可知，對于燃煤機組的初參數、冷卻型式、煤質、負荷率、節能改造是影響機組廠用電率的主要因素。這些因素中機組初參數、冷卻型式在機組設計時已確定，一般屬于不可改變因素。但在目前電力市場環境下，國內大力發展新能源，為了吸納潔凈能源，大量煤電機組處于頻繁調峰狀態，機組負荷率較低是目前我國大多數火力發電廠所面臨的客觀現實，只能從日常管理、技術改造上進行深挖降低廠用電率的措施，主要如下。

加強廠用電管理。加強組織領導，明確工作責任，為節能工作提供組織保證；做好廠用電主要技術指標的對標管理，對照一流找差距，定期進行廠用電率分析，掌握廠用電的分布和消耗情況，為下一步設備節電運行方式調整和技術改進提供依據。

積極推進輔機設備的優化與改造。開展降低廠用電率的專項節能技改，采用新材料、新工藝、新型節電技術對電耗大、效率低的輔機電機實施技術改造。但要注意的是，對所有輔機的節電改造，在考慮經濟性的同時，也要考慮改造所帶來的運行維護成本及設備的安全穩定性。

節能加強燃料管理，從燃料源頭上做好節能工作。加強燃煤購煤管理，在滿足灰熔點要求的前提下，考慮煤的價格和上煤、磨煤、入爐、燃燒、排放及脫硫全過程的影響，選用性價比最經濟的煤種。另外，要加強入爐煤摻配工作，控制入爐煤熱值、硫分和灰分含量，保證機組安全高效運行[2]。

加強檢修和運行管理，提高設備安全性和經濟性。在檢修中做好設備消缺治理，同時加強運行管理，根據實時的負荷情況，選擇磨煤機的運行方式和調整制粉系統各運行參數，制定循環水系統經濟運行方式，嚴格執行循環泵臺數與循環水溫度、排汽壓力對應最佳運行曲線[3]，并根據負荷調整凝結泵出口壓力，有效降低輔機電耗。

加強節電的宣傳，提高節能意識。廣泛開展節能宣傳教育活動，共同營造一個人人關心節能、個個參與節能、事事為企業節能作貢獻的良好氛圍，使企業職工能充分認識到，節約一滴水、節約一度電、節約一克煤都是為企業效益作貢獻，為社會節約資源[4]。