火力发电厂降耗节能措施

　　加强工业节能减排，是践行科学发展观，走低碳经济、可持续发展道路的必然要求，是企业降本增效，提高市场竞争力的主要途径。电力行业也在及时转变观念 ,在节能降耗上加大投入 ,加快新技术的开发及应用。下面小编为大家分享火力发电厂降耗节能措施，欢迎大家阅读浏览。

　　一、设备概述

　　良村热电#1、#2发电机组厂用电率约7.59%、7.89%，与同业对标，与国内先进火电机组有一定差距。本文结合具体情况从节能改造、优化运行方式等方面深挖节能潜力进行探讨,最大限度降低厂用电率.以适应时代对火电厂发展的需求。

　　石家庄良村热电是河北南网重要的电源、热源支撑点，锅炉为东方锅炉生产的型号为DG1110/17.4-II12 型亚临界一次中间再热自然循环燃煤汽包炉，单机配三台双进双出钢球磨煤机，两台引风机、送风机、一次风机，风机均采用动叶可调轴流式风机。汽轮机为东方汽轮机生产的亚临界、一次中间再热、三缸双排汽、单轴、两级可调整供热抽汽、凝汽式机组。配有两台50%BMCR容量的汽泵，一台35%BMCR容量的电泵，两台凝结水泵(一台变频调节)、两台循环泵。发电机为东方电气制造的QFSN-330-2-20型氢冷发电机，经容量为370MVA的主变接入220kV升压站，发电机出口经高厂变接带厂用电，厂用电分为6KV和400V两个电压等级。机组大容量辅机和低压厂用变接入6KV 系统，低压供电方式采用PC/MCC方式，两台机组设一台高压启动备用变压器。

　　二、降低厂用电率的具体措施

　　厂用电率的决定因素有多个，辅机电动机的耗电量对厂用电率起着决定性的作用，同时合理调整、运行方式优化、节能改造同样影响着厂用电率。

　　通过几年的运行，暴露出部分设备在运行时的节能潜力很大，良村热电通过对设备的节能改造取得了明显的效果，厂用电率得到了有效控制。

　　1. 磨煤机高铬钢球改造

　　由于机组为河北南网骨干电厂，经常性参与机组调峰，在晚22:00-次日6:00时间段经常处在机组低负荷状态，有时机组负荷仅略高于最低稳燃负荷，此时即使采用双磨运行,磨煤电耗仍较高依旧居高不下，造成大量能源浪费。通过考察采用铬锰钨抗磨铸铁球(高铬钢球)替代现使用的中铬钢球，并优化磨球级配方案，首先对1B磨进行更换钢球改造试验，技改后根据运行数据统计分析，在磨煤机出力不变、煤粉细度不变的情况下，1B磨煤单耗能明显下降，电流从之前的140A左右降至115A，电机功率从1200kW/h左右降低至1000kW/h，计算每天节电约4800kWh，按每千瓦0.3元，年单磨运行7000小时计算，年节约费用约42万元以上，节电效果明显。同时通过更换钢球，1B磨内装载量下降，通流面积增加，同时降低了一次风压、降低了一次风机电耗，两台一次风机电流减少共计5A，每小时功率减少约45kW，按机组运行5500小时计算，按供电每千瓦0.3元计算，年节约费用约7.4万元。取得成功经验后，陆续对两台机组的六台磨都进行了改造。

　　2. 循环水泵电机高低速切换改造

　　良村热电两台300MW机组设有四台循环泵，每台机组配有一台双速循环泵，由于低速电源安装时就存在问题，无法进行高、低速电源切换，冬季仍运行高速循环泵，造成较大的电量损耗。同时也造成凝汽器端差上升至15℃，机组经济性、安全性大幅降低。因此对1B、2B两台双速循环泵进行了电源改造，根据异步电动机的转速公式n=60f/p，只要改变频率f或极对数n就可以改变转速，对于循环泵，只需在小范围内进行不经常的调速，考虑到改造成本和维护量，首选改造磁极对数来改变转速，通过加装高、低速电源切换柜来实现循环泵高、低速电源切换，改造前单台循环泵在12极496r/min转速下运行，电机额定功率为1900KW，改造后单台循环泵在16极373r/min转速下运行，电机额定功率为800KW，设备改造后针对性的制定了与循环泵高、低速相匹配的运行方案，循环泵耗电率及厂用电率同比明显降低。数据显示低速循环泵投运后电流明显下降，由195A降至120A， 通过冬夏季不同方式数据分析循环泵耗电率0.67%下降至0.5%，降幅明显。同时采取了循环水并列运行、根据真空冬夏季合理安排循环泵启停方式，通过一段时间的运行，对比优化前、后的数据，发现循环水泵耗电率由2023年度0.85%降至2023年度0.8%、2023年度0.79%，下降幅度0.05%、0.06%，变化幅度为6%、7%。采取优化方案后2023年共节约厂用电量约188.23万度，折合人民币62.11万元，节约节能效果明显。

　　3. 锅炉本体照明改造

　　良村热电#1炉本体现有灯具546套，均采用70W的金卤灯，截至2023年灯具使用近3年多，老化严重损坏频率极高，人工及材料费等维护费用较高。通过改造将#1炉现有70W的金卤灯全部更换为30W LED节能灯436套，减少灯具110套，且同样满足现场照明需要，将控制箱实现了分区控制(长明部分手动远方控制，夜间照明实现自动光控/手动转换)。#1锅炉本体总计546套灯具，每年维修量约200套，每套灯具更换灯泡(82元)、镇流器(79元)、触发器(15元)共计200套，直接材料费3.52万元， 人工费1.6万元 搭架子费用0.46万元，合计5.58万元 /年，因灯具更换后，寿命为7年免维护，7年可节约维护费34.16万元 。改造前#1锅炉房本体照明耗电20.8万度;改造后耗电为5.57万度，节约电能15.23万度，按照我厂现在上网电价0.4316元计算，节电费用6.39万元/年，7年节约电费44.73万元。根据节约维护和电能费用计算，每年合计可节约费用11.97万元;本次改造费用实际费用39万元，灯具单价约902元，数量为436套，按照每年节约11.97万元计算，3.26年内可收回投资。在2023年大修中对#2炉照明也实施了改造。

　　4. 合理优化辅机运行方式

　　(1)汽机专业将凝汽器补水方式改为为自吸补水，停运凝补水泵，通过凝汽器的负压作用将凝补水箱内的除盐水吸进凝汽器，并保证凝补水箱液位不能低于4200mm，防止发生凝汽器漏空现象，特殊情况下自吸补水不能满足要求时再启动凝补水泵补水，大大缩短了凝补泵的运行时间。机组启动阶段采取无电泵启动方式，启动汽泵前置泵向锅炉汽包上水，提前将一台汽泵定速至3100r/min,保证汽包补水要求。

　　(2)锅炉专业根据磨煤机出力情况定期安排清理分离器及添加钢球，保证制粉系统最佳出力，降低制粉系统耗电率。根据机组运行出力情况，及时安排停止1C、2C磨煤机运行，以保证负荷不受阻为原则，尽量减少C磨煤机的运行。同时加强受热面及空预器吹灰，确保空预器差压不增大、受热面不积灰，减小风机耗电量。

　　(3)电气专业将变压器的冷却器风扇控制自动运行，尽量避免在手动方式。现场照明以既确保生产现场必要的亮度，又尽可能地节约厂用电为原则，将原来常开照明的场所，根据现场情况两路分控的只开一路，多路控制的开启一半。现场的空调控制以保证室内设备温度为原则控制启停，因现场照明电压402V偏高，调节照明变压器的有载调压装置至380V,降低工作电压节约电能的同时延长灯具的使用寿命，同时控制办公非生产用电节能。

　　(4)化学专业超滤出水提升泵采用变频泵运行，尽可能停运工频泵。保持除盐水箱高液位运行，通过液位差自流至凝补水箱，以减少除盐水泵运行时间。液氨卸载时通过液氨储罐和液氨槽车的压力差平衡液位，以减少液氨压缩机启用时间，降低电耗。污废水排放泵按照液位控制自动运行，避免造成空转。

　　(5)输煤专业缩短上煤时间，避免皮带超负荷运行和长时间小流量运行，如遇堵煤，设备故障等上游设备跳闸，待煤流走空后先将下游设备停运，避免处理缺陷过程中下游设备长时间空转，努力降低输煤设备空运转时间，降低输煤耗电率。

　　(6)除灰专业在满足环保要求前提下调整除尘器高压参数，限制各电场二次电流极限值。根据机组负荷和空压机负荷情况及时启停空压机，根据锅炉输灰压力曲线，及时调整输灰结束压力设定值，减少压缩空气用量，降低空压机出力。

　　良村热电经过近三年的技改实践，取得了显著成效，截至到2023年6月，#1、#2发电机组厂用电率分别完成约6.85%、7.19%。由于2023年下半年电除尘及脱硫脱硝综合改造，新增了大量耗能设备，厂用电率又有所上升，随着国家节能减排政策的不断深化，作为发电企业，应该积极响应国家政策，将降低厂用电率作为一个长期的课题来研究。

　　三、节能改造的潜力

　　1、利用新技术，对辅机变频节能改造

　　火电厂辅机出力随发电机负荷的大小而变化，电网负荷随时在变化，发电机输出功率变化，风机、水泵等主要辅机出力也要相应调整，对于采用调节阀或挡板调节的风机、水泵，运行中的特点是转速在±20%范围内变化时，其运行效率变化不大，其流量与转速的一次方成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比，当转速降低后，其轴功率随转速的`三次方降低，驱动风机、水泵的电机所需的电功率亦可相应降低，所以调速是风机、水泵节能的重要途径。在风机、水泵的流量调节中，节流调节最为简单，也是目前应用最多的调节方式，主要缺点是能耗偏大。由于变频调速在频率范围、动态响应、转差补偿、功率因数、工作效率等方面是与交流调速无法比拟的，因此开展变频调速节能降耗势在必行。

　　2、电气设备改造优化选型

　　对今后需要改造或者新增的电气设备，要从节能角度出发进行技术经济比较，做好电气设备评标选型。

　　(1)优先选用高效电动机

　　高效电动机是指总损耗比标准系列电动机降低20%以上的电动机。高效电动机由于定子铁芯、转子铁芯均采用高导磁、低损耗的优质电工硅钢片构成,且制造工艺较先进,所以电机在运行中各种损耗较低,功率因数高,运行热稳定好,使用寿命长。同等情况下,高效电动机比标准电动机效率提高3%,但制造成本却比标准电机高出30%。对火力发电厂不需要进行状态调节的辅助机械而言,把拖动电动机更换为高效电动机是一种行之有效的方法。

　　(2)采用节能型变压器。

　　由于材料技术的不断发展和变压器厂对结构的不断改进 ,节能型变压器发展也很快 , 目前已发展到 S10型甚至S11型。而以节能为技术特点的S9型变压器与节能效果更好的S11型相比较已变成“费能”型。S11变压器适用范围广，性能水平高于S9型变压器，空载损耗平均降低30%，空载电流降低70%。因此应优先选择节能的S11型变压器或更新型的节能变压器。 在选用配电变压器(容量2500KVA及以下)时应优先选用S11型干式变取代同容量的油浸变或其他干式变压器，可明显降低无功损耗。

　　3、通过调节厂用电经济电压来降低厂用电率

　　高电压状态下，不仅危及电动机绝缘，而且使电动机损耗大大增加,过高的运行电压会增加无谓的电能浪费。所以需要给厂用辅机优选一个合理的运行电压范围，进一步挖掘设备的节能潜力，降低厂用电率。电力行业标准和企业标准《规程》规定：电动机的运行电压范围为95%～110%额定电压，在此范围内电动机的总损耗是不一样的，分析外加电压的目的是寻找一个最经济的运行电压。想找出全厂所有辅机电动机损耗最小的函数表达式的方法十分繁冗。所以对于全厂众多的厂用辅机电动机运行中自身损耗可以用试验(调节电压)方法的来求函数的极值，以便找出对应的6kV母线电压Uj即经济电压。就目前400V厂用段运行电压来看，通过调节分接头适当降低厂用母线电压应是可行的，预期节电量非常可观，参考同行降压节电效果，可使厂用电率降低约0.1%。

　　4、减少发电机组封闭母线输电过程中的铁磁性损耗

　　大型发电机组从发电机至主变压器等回路采用封闭母线输电，减少输电过程中的铁磁性损耗。由于封闭母线局部分接位置磁屏蔽不严及其钢构安装形成闭合回路等原因，在交变磁场的作用下钢材料会产生涡流损耗和磁滞损耗 ,称为铁磁性损耗，如果铁磁性损耗过大 ,会造成钢材料局部过热，可能会威胁到人身安全、设备安全或结构安全 ,还造成大量电能损耗。要减少铁磁性损耗 ,应从减少交变磁场中钢材料的使用、增加屏蔽、避免形成闭合来回路、改善钢材料与载流导体空间关系等方面处理。

　　5、有效控制电气设备运行过热问题

　　电气设备如开关、母线等由于设计安装不当或者维护不到位以及环境条件恶劣等影响，在运行中经常会造成开关隔离触头、母线接头等部位过热现象，不仅威胁设备安全运行，还会损耗一定的电能。对设计安装容量不足的情况要对设备进行有针对性的增容技术改造。对维护不到位及环境影响的情况，要严格执行检修工艺标准，处理过热部位，使用电力导电膏。在承载负荷电流的开关触头、母线接头清理后涂敷导电膏，接触电阻比未涂敷下降25%至95%，温升比未涂敷下降25%至70%，可节省有功电量。

　　拓展资料：

　　火力发电厂简称火电厂，是利用可燃物（例如煤）作为燃料生产电能的工厂。它的基本生产过程是：燃料在燃烧时加热水生成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。

　　原动机通常是蒸汽机或燃气轮机，在一些较小的电站，也有可能会使用内燃机。它们都是通过利用高温、高压蒸汽或燃气通过透平变为低压空气或冷凝水这一过程中的压降来发电的。