試析燃煤機組廠用電率影響因素及節電優化措施探討

華電電力科學研究院有限公司 孟凡垟

1 引言

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，各發電企業不斷挖掘潛力并強化管理，尋求最優廠用電率指標。對燃煤機組耗電情況進行現狀分析，提出運行調整優化措施，強化設備經濟運行的檢修維護工作。

2 五大集團對標現狀

五大集團2019年各容量等級燃煤機組占比情況如表1所示。由表1可知，各發電集團基本在600MW 等級以下機組容量占比差別不大，但1000MW等級機組容量占比差別較為明顯。

表1 五大集團2019年各容量等級燃煤機組占比情況表（單位：%）

五大集團2019年各容量等級燃煤機組廠用電率表如表2所示，由1000MW、600MW、300MW、200MW 等級機組發電廠用電率可知，機組容量等級越大，廠用電率越低。

表2 五大集團2019年各容量等級燃煤機組廠用電率表（單位：%）

關于各容量等級燃煤機組壓力等級分布,600MW 等級機組分為超超臨界、超臨界以及亞臨界三種，300M等級機組分為超臨界和亞臨界兩種。

具體五大集團不同壓力等級燃煤機組占比情況如表3所示。不同壓力等級燃煤機組廠用電率如表4所示。

表3 五大集團不同壓力等級燃煤機組占比情況（單位：%）

表4 不同壓力等級燃煤機組廠用電率（單位：%）

五大集團不同冷卻形式燃煤機組占比情況（2019年）如表5所示。

表5 五大集團不同冷卻形式燃煤機組占比情況（2019年）（單位：%）

不同冷卻形式燃煤機組廠用電率情況如表6所示。由表5和表6可知，空冷機組廠用電率普遍比濕冷機組高1.0%以上。

表6 不同冷卻形式燃煤機組廠用電率情況（單位：%）

3 影響因素分析

3.1 輔機節能改造影響

目前，1000MW等級機組鍋爐三大風機均為工頻運行，600MW 及以下機組三大風機也大部分未進行變頻改造，大部分機組磨煤機均為工頻運行。在變頻器或永磁調速改造方面，引風機中有較多未進行變頻或者永磁調速改造；一次風機中，未進行節能改造的機組占比較大[1]。

3.2 負荷率及調峰影響

機組負荷率是影響廠用電率的一個重要因素，機組負荷低，大型泵與風機類設備長期運行在低效率。近年來各容量等級煤機負荷率均在70%左右，機組負荷低，大型泵與風機類設備長期運行在低效率電泵和風機勢必會偏離最佳能效區[2]。

3.3 運行管理的影響

經過研究分析發現，各容量等級機組中部分電廠在煤質和形式差距不明顯的情況下，與同類型機組存在較大耗電率差距，說明運行維護管理不到位，需要加強運行維護管理。

3.4 設備固有形式影響

關于燃煤機組固有設備情況，燃煤機組臺均裝機容量低且占比大，大容量、高參數機組占比較低，小容量、高能耗機組裝機使得廠用電率居高不下。從具體輔機形式來看，鍋爐輔機設備形式對耗電率影響較大。

3.5 輔機設備設計問題

為了機組運行的安全性，輔機配置裕度大的情況普遍存在，風機、水泵設計裕量較大。在目前機組低負荷運行的環境下，泵和風機變頻改造的數量有限，輔機設備冗余設計大大增加輔機的耗電率。

4 節電優化措施

一是加強廠用電管理。強化節能管理體系，持續做好廠用電主要技術指標的對標管理，定期進行廠用電率分析，利用節能技術監督規范日常節能行為。

二是積極推進輔機設備的優化與改造，降低廠用電。根據各發電企業和各容量機組的廠用電率現狀，開展降低廠用電率的專項節能技改，如泵與風機優化改造，實施電機變頻、永磁、變極、高低速等調速改造等[3]。

三是根據條件進行環保系統輔機優化，如脫硫氧化風機由羅茨風機改為離心式風機、空氣懸浮風機或磁懸浮風機、石膏脫水機由真空皮帶脫水機改為圓盤脫水機等。

四是大型耗電輔機設備的技術改造，對降低廠用電具有明顯的積極作用。如針對循環水泵未達高低速、變頻等節能改造，可實現降低循環泵耗電率約0.1%～0.2%。

五是在市場煤的條件下，需要綜合考慮供電成本，在合理控制入廠煤的情況下，加強入爐煤摻配工作，合理控制入爐煤熱值、硫分和灰分含量，保證機組安全高效運行[4]。

六是加強運行管理。制定詳細的啟停機方案，合理安排各輔助系統以及設備的投運、停運時間，確定設備最佳運行方式。

七是重視主要輔機性能試驗，對于耗電較高的主要輔機，開展輔助設備效率和單耗試驗，與設計值或先進值進行對比，解決輔機效率長時間偏離設計值較多的問題，降低輔機耗電率[5]。

八是在保證煙氣排放安全性的前提下，提倡環保設施根據排放指標壓線運行。以保證煙氣排放安全性的前提下，鼓勵環保設施根據排放指標壓線運行、經濟運行。

九是在機組運行負荷方面，加強與電網調度部門的溝通，爭取更多的發電量，降低廠用電率。

十是對磨煤機這種設備固有形式難以改變的大型耗電輔機設備，可實施中速磨加載方式及旋轉風環優化等改造，降低制粉單耗。

十一是對于電氣設備，需要合理分配運行負荷，盡量避免變壓器空載運行，讓變壓器運行在經濟效益區間[6]。

十二是利用信息化平臺規范節電管理，加強遠程節能診斷平臺應用，有效提升節電指標剛性管理和全過程管控。

十三是規范非生產用電的管理。綜合廠用電率與直接廠用電率偏差過大應進行分析，必須按照正確的統計方法進行處理[7]。

5 結語

燃煤機組廠用電率與機組初參數、機組效率和實現電廠運行的工藝系統有關，即燃煤機組的容量、壓力等級、冷卻方式等都是影響廠用電率的基本因素。另外，電廠外部條件如負荷率、生產管理方法等也是影響廠用電率的主要因素。降低廠用電率是提升企業經濟效益的一項有效措施，應結合現場實際運行方式，強化技術管理為手段，以科技創新為著力點，不斷地挖掘潛力，謀求企業經濟效益的最大化。