低负荷运行时降低火电发电机组厂用电率的措施

低负荷运行时降低火电发电机组厂用电率的措施

杜亮

河北西柏坡发电有限责任公司 河北石家庄 050000

摘要：目前煤价上涨，导致发电成本上升，火电厂节能降耗工作十分重要。就行业内的能耗水平而言，国内的火电企业要远高于西方国家的火电厂，对应的能源管理措施也没有国外的执行效果好。因此，提升国内火电企业的节能水平迫在眉睫。

关键词：火电厂；厂用电；节能

引言

受国际、国内经济下行影响，河北省电力供大于求的矛盾日趋突出，火电厂年利用小时数年不断降低，导致火电厂长期处于低负荷运行状态。这样的背景下，节能降耗是火力发电机组提高经济效益的主要途径。同样也是提升自身优势，在激烈的竞争中保持不败之地的手段。汽轮机辅机运行工况的优劣，将对火电机组节能降耗产生很大影响。

1造成火电厂能耗巨大的重要原因

1.1厂用电率高居不下

厂用电是火电厂能耗水平的最直观指标，决定火电厂厂用电率的主要有外因影响和内因主导。机组的整体负荷率是主要的外部因素，而机组的辅助设备能耗量是内部的主导因素。据权威机构调查发现，当火电厂的机组负荷率出现1%的浮动时，耗电量将变化0.028%，而对应的进口机组能耗更高。

1.2热力系统能耗高

根据美国EPRI和原中国电力工业部的调查统计，即使在基本负荷下，中国发电的标准煤耗率也远高于设计值。因此，降低火电厂内热力系统的能源消耗量是不可或缺的技术环节。值得一提的是，机组内锅炉的工作效率、汽轮机的整体情况和机组针对峰值做出的调整水平都能在一定程度上影响热力系统的能耗量。

1.3对节能管理不够重视

影响火电厂整体能耗的因素有很多，而多数因素可以通过加大对节能管理的投资力度来进行控制，进而提升发电企业的节能效益。常见的控制措施有机组的燃油管理、运行管理、单位耗量管理等.

2低负荷运行时降低火电发电机组厂用电率的措施

2.1循环水泵的运行优化

循环水泵是电厂系统中耗电较大的辅机设备，用于向凝汽器以及开式循环水系统提供循环冷却水。比如650MW超临界机组循环水系统采用扩大单元制，额定负荷下每台机组配有两台2540kW循环水泵，循环冷却水双进双出，不同机组循环水可通过出口联络管连接。当运行负荷低于额定负荷时，考虑停止运行一台循环水泵以减少厂用电，但同时循环冷却水流量降低也会引起凝汽器背压上升，汽轮机作功减少。因此，需要综合考虑汽轮机功率以及循环水泵用电，以获得最大的经济效益。

2.2凝结水泵的运行优化

凝结水泵是电站系统中另外一种耗电量较大的辅机，用于向除氧器以及给水系统提供凝结水。某电厂650MW超临界机组每台机配备两台100%流量的6kV变频凝结水泵，一台运行，一台备用。凝结水泵通过除氧器上水调门及其旁路调门向除氧器供水。由于凝结水泵是单机变频运作，变负荷情况下，系统增加的能耗主要来自调门的节流损失。因此，在不同负荷条件下，可通过优化调门开度以及凝结水泵的频率来降低凝结水泵运行电流，从而减少设备用电。当机组负荷较高时，全开上水调门，可将节流损失降至最低；而当机组负荷较低时，凝结水流量随之降低，为了减少节流损失，应尽量降低凝结水泵的运行频率，同时增加调门开度。但凝结水泵频率过低会导致电机大量发热，影响使用安全，因此汽轮机运行过程中凝结水泵频率f>33Hz。同时，在低负荷条件下，上水调门的开度不宜过大，一般不超过70%的开度，以保证流量、负荷突然增大时凝结水流量具有一定的快速调节余量。因此，综合考虑各种因素后制定以下节能措施：（1）当汽轮机功率P>350MW时，将上水调门全·开，凝结水泵采用频率控制，可使节流损失降至最低。（2）当汽轮机功率P<350MW时，控制凝结水泵频率f>33Hz，上水调门开度<70%。当汽轮机功率约300MW（小于350MW）时，凝结水泵的运行电流与上水调门的开度成反比；随着调门开度由47%增加到56%，凝结水泵运行电流降低了7A，即减少用电Ps=UI=7×6000=35kW。而当汽轮机功率大于350MW时，全开上水调门，凝结水泵的电流只与汽轮机功率相关。

2.3热力系统节能降耗

要想降低火电厂热力系统的能源功耗，火电厂应该从合理的锅炉水温、低含量的可燃物、稳定的排烟温度和锅炉内水汽损失等方面着手，多管齐下来保证锅炉的工作效率。控制锅炉给水温度的主要措施有：通过改变汽源的抽气段，尽可能将设备标准参数控制住，进而实现进汽压力的稳定性；监督人员应该予以及时质量检查，对于容易出现故障的浮球式疏水阀要及时更换，提高整个机组的运行效率。疏水阀的运行循环，消除了效率低的U型管换热器，改善了系统的换热性能。将煤粉的细度控制在合理范围内是降低锅炉飞灰中可燃物含量的有效措施。除此之外，科学调节锅炉的燃烧动力和辅助系统的运行状况能够协助机组降低锅炉的烟气温度，而在蒸发合理回水的条件下使用锅炉能够有效降低炉内水汽的损失。在停炉检修中对锅炉本体阀门进行检查和维护，以减少这部分热损失，改善锅炉性能。技术人员合理应用热力学的节能知识来实时监测火电厂机组的整体运行参数，然后借助相关软件对机组高能耗的诱因进行分析，从而找出系统与机组设备的缺陷所在，最终为整个机组节能体系的建成提供理论支撑。火电企业需要在改变汽轮机的工作状态时，应该首先弄清楚汽轮机各组成部分间的参数联系，要尽可能考虑全面，从而找到适宜系统运行的最佳工作状态。除此之外，技术人员要加大对状态检修的重视程度，在进行设备的状态检修时，应该保证设备当前的状态符合行业技术标准。然后需要依据设备的具体工作状态来选取合理的检修手段，技术人员务必要制定好检修监控方案，从而保证监测数据的正确输入和设备运行策略的科学选取。

2.4加强燃料管理

火电厂的节能工作应该从进厂燃料和锅炉内部的燃料着手，一旦这项工作出现失误，就会给后续的火力发电工序带来不便。一般来说，在控制燃料时应注意以下几个方面：为了将锅炉的燃烧效率提升到另一层次，就必须要采购燃值高的煤炭；管理人员要严格管理煤场，在煤炭即将运送至目的地之前把好质量关，提高厂、炉内煤质；适度生产煤粉颗粒，不仅要保证炉内的煤炭完全燃烧，还要降低煤粉的消耗。

结语

作为我国电力的主要来源，火力发电在提供电力时面临着能耗较高的难题。因此，在保证供电效率的同时，发电企业还应降低自身的能源消耗和环境污染。通过结合火电厂的实际运行经验，本文对降低火电厂生产能耗的措施进行探索，以期为同类电厂提供参考。

参考文献

[1]繆国钧.600MW机组循环水系统的优化［J］.电站辅机，2009，30（4）：1-3，30.

[2]高志远.百万机组火电厂节能降耗的运行分析与措施[J].山东工业技术，2016（17）.