论文部分内容阅读
摘要：随着十八大报告对当今中国经济增长模式发展方式的加
速转化要求，面对能源危机中国建设环境友好型、资源节约型社会，建设生态文明的迫切需要，能源如电、水、煤、石油价格的一度高涨，导致如今电力企业之间的竞争愈演愈烈，如何在保证不降低电力企业盈利能力的基础上最大可能降低能源损耗成为了首要问题。本文以火电厂为例，讨论发电过程中能源损耗以及寻找节能减少损耗的方法。
关键词：火电厂 用电率 计算 变压器 负荷率
1 火电厂厂用电率的计算方法
相比于水电厂，火电厂的厂用电用电量相对较高，一般占到总发电量的5%～10%。厂用电率为在机组正常运行条件下一段时间本厂范围内各主、辅系统总耗电量占总发电量的百分比，不仅是机组运行的重要技术经济指标，而且还对煤耗，供电量等指标有直接影响。
计算厂用电率的方法通常有两种，一种是电厂投产发电后运行人员通过在关口计量表上测得的总发电量与并网电量的差值作比值计算得到厂用电率。
e=■×100%（1）
式中e为厂用电率，%；W0为总发电量，kW·h；W1为并网电量，kW·h。
另一种方法是通过负荷情况估算得到，按照机组满发工况模拟全年进行计算的，如凝汽式火电厂，通常按如下换算系数法估算：
■
式中e为厂用电率，%；S为厂用电计算负荷，kV·A；cos？渍为电动机运行时平均功率因数，一般取0.8；P为发电机的额定功率，kW；K值参考表一。
表一 各类型负荷换算系数
■
由于计算误差等原因，这两种方法计算的厂用电率与实际值均存在一定的差异。
2 火电厂影响厂用电率的主要因素
2.1 辅机的选择
高压电动机的耗电量在厂用电中所占比例很大，辅机在设计的时候不同按照不同基准点设计的型号之间容量相差很大，加之带动辅机的原动机的容量还要留有一定的裕度。因此辅机的选型若不合适，实际功率就跟额定功率相差很大，造成了多余的损耗。
2.2 辅机的运行效率
电厂的辅机主要包括泵与辅机，由于泵、风机等辅机运行时，流体与管道之间存在阻力。设备长久运行老化问题以及密封、绝缘性能的降低，各联动系统之间由于间隙等存在机械能的损失。这些微小的因素使得辅机在不间断运行时效率降低，进而增加了耗电量。
2.3 变压器的经济运行
变压器在变换电压以及传递功率过程中自身会产生有功功率损耗跟无功功率损耗，有功功率以及无功功率损耗又与变压器的技术特性有关，同时又受到负载变化的影响。影响变压器电耗的因素有很多，比如与设备之间的运行方式是否合理，主变与厂变是否各自运行在经济区间，分接头的选择是否合理，备用变压器备用时是否带电等。
2.4 机组负荷率的影响
实际上我国绝大多数火力发电厂都存在负荷率较低的问题，600MW的主力机组出力不到500MW的问题普遍存在，实际状况中如果机组在70%～80%额定负荷率下运行时，厂用电率大约是额定状态下的1.1～1.2倍。而电厂的辅机是按照机组的额定容量选择的，这样即使实际运行中的实际耗电量要比额定耗电量低，但是两者之间没有比例关系，想降低厂用电率就必须使机组在较高的负荷率下运行。
2.5 煤质的影响
煤的发热值的高低直接影响到燃煤量，煤的发热值高则燃煤量相对较低，煤的发热值低则燃煤量相对较高。由于能源供应越来越紧张，我国很多电厂在燃煤的同时掺杂一些杂质，这样就导致了煤的纯度不够，达不到要求的发热量，不得不燃烧更多的煤以满足机组出力的要求，使得磨煤系统与风烟系统耗电量增加。
3 降低厂用电率的方法
前面提到过辅机在选型的时候往往留有很大的裕度，况且许多机组出力不满，造成了电能的浪费。所以合理选择电气设备参数对降低厂用电率是至关重要的。
3.1 主机设备的节电方法
①新机组投产，机组的控制系统往往没有经过细致的调整，特别是锅炉系统有必要进行优化调整方案，可以通过一系列的实验调整锅炉的控制逻辑，控制函数与整定参数，这样可以消除设备的缺陷，提高可靠性与经济性。参数锅炉设备的风阻、风压等要认真进行测量计算，切勿保守，向电力设计院提出过高要求，最终导致锅炉设备在正常工作时造成不必要的电耗。
②汽轮机系统主要提高汽轮机的相对内效率，根据实际情况更换那些设计水平低，制造工艺差的喷嘴、动叶等，用设计更先进、精度更高的内部流通部件代替。前面提到了火电厂机组负荷率较低的问题普遍存在，各大电厂在大修时主要目的提高机组可靠性与安全性，而机组不能在额定工况下运行的问题却没有得到足够的重视。实际大修时应该主要考虑流通部分的损伤、变形以及尺寸是否合理，使流通部件在最佳工况下运行，提高汽轮机内效率。
3.2 变压器节电法
首先要保证电压器与设备之间的运行方式合理结合起来，在保证设备电压稳定，出力额定的前提下减少电耗，保证变压器的不变损耗与可变损耗近乎相等，合理选择分接头，保证备用变压器备用时不带电，这样可以有效减少变压器的电耗。
3.3 辅机设备的节电方法
①引、送风机的烟道应保证消除漏风，减少对风量的损耗，进而减少对电能的损耗。确保空气以及烟气通道阀门关闭时的密闭性，严格执行吹灰规定，减少空预器以及省煤器的受热面出现积灰现象。
②磨煤机钢球的装载量、运行方式要进行合理的研究与搭配；确定一个最合适的装载量，同时合理选择钢球的尺寸，另外还可以添加一个自动筛分装置，将破碎的钢球、石子等杂物自动筛分出去，增加了钢球的使用寿命同时还能减少电耗；由于碎煤机要比磨煤机省电，可以根据情况增加一台碎煤机，与磨煤机搭配使用，将破碎过的煤颗粒送入磨煤机磨成煤粉，这样即省电又可以延长设备使用寿命。
③给水泵应该主要提高检修工艺与减少泄漏损失，在检修时提高流道的光洁度，去除锈垢减少水力损失，在正常运行时保证系统与泵体的放水门、疏水门关闭严密，阀门不严要及时处理来减少泄漏损失。另外给水泵可以根据情况，在高负荷时保持主汽压力在额定值，在低负荷时，可以适当降低主汽压力值，可以有效降低给水泵单耗。
④循环水泵要保证有很高的工作效率，可以将循环水泵电机由单速改成双速，当环境允许时可以改成低速运行，此改造投资相对较小而且降低电耗效果明显。如果效率低于80%，就应该及时对管道的内壁进行适当打磨，最高可以提高10%左右的效率。如果循环水泵的管道内有多余的阀门，应该精简去除，减少阻力的损失从而降低电耗。
⑤空压机与冷干机配合运行时，每多启停一组空压机与冷干机，都会对厂用电率有较大影响，由于脱硫系统对压缩空气的使用量较大，所以应保持压缩空气系统的严密性，进而降低厂用电率。
4 结束语
降低电厂的厂用电率，实际上就是要提高电厂效益；电厂在最开始设计的时候就是最经济的厂用电率，但随着投产时间的增加，新旧设备磨合，电耗不断增加，这时候我们需要更多的关注一些细节，如降低电动机的耗电率，应该主要关注循环水泵，引、送风机，磨煤机等设备上，及早发现并且改善解决才能满足要求。
参考文献：
[1]汤邦俊，罗晗.300MW机组火力发电厂降低厂用电率的方法[J].机电信息，2011（18）.
[2]赵满江，陈仓，郝玺.发电厂厂用电率的计算[J].热力发电，2012（10）.
[3]刘玉宁.电厂厂用电率及对策[J].东方电气评论，2002（3）.
[4]韩明.降低厂用电率方法浅析[J].科技天地.
[5]江兴，马文欣，王乾坤.火力发电厂降低厂用电率的方法[J].云南电力技术，2011（1）.
速转化要求，面对能源危机中国建设环境友好型、资源节约型社会，建设生态文明的迫切需要，能源如电、水、煤、石油价格的一度高涨，导致如今电力企业之间的竞争愈演愈烈，如何在保证不降低电力企业盈利能力的基础上最大可能降低能源损耗成为了首要问题。本文以火电厂为例，讨论发电过程中能源损耗以及寻找节能减少损耗的方法。
关键词：火电厂 用电率 计算 变压器 负荷率
1 火电厂厂用电率的计算方法
相比于水电厂，火电厂的厂用电用电量相对较高，一般占到总发电量的5%～10%。厂用电率为在机组正常运行条件下一段时间本厂范围内各主、辅系统总耗电量占总发电量的百分比，不仅是机组运行的重要技术经济指标，而且还对煤耗，供电量等指标有直接影响。
计算厂用电率的方法通常有两种，一种是电厂投产发电后运行人员通过在关口计量表上测得的总发电量与并网电量的差值作比值计算得到厂用电率。
e=■×100%（1）
式中e为厂用电率，%；W0为总发电量，kW·h；W1为并网电量，kW·h。
另一种方法是通过负荷情况估算得到，按照机组满发工况模拟全年进行计算的，如凝汽式火电厂，通常按如下换算系数法估算：
■
式中e为厂用电率，%；S为厂用电计算负荷，kV·A；cos？渍为电动机运行时平均功率因数，一般取0.8；P为发电机的额定功率，kW；K值参考表一。
表一 各类型负荷换算系数
■
由于计算误差等原因，这两种方法计算的厂用电率与实际值均存在一定的差异。
2 火电厂影响厂用电率的主要因素
2.1 辅机的选择
高压电动机的耗电量在厂用电中所占比例很大，辅机在设计的时候不同按照不同基准点设计的型号之间容量相差很大，加之带动辅机的原动机的容量还要留有一定的裕度。因此辅机的选型若不合适，实际功率就跟额定功率相差很大，造成了多余的损耗。
2.2 辅机的运行效率
电厂的辅机主要包括泵与辅机，由于泵、风机等辅机运行时，流体与管道之间存在阻力。设备长久运行老化问题以及密封、绝缘性能的降低，各联动系统之间由于间隙等存在机械能的损失。这些微小的因素使得辅机在不间断运行时效率降低，进而增加了耗电量。
2.3 变压器的经济运行
变压器在变换电压以及传递功率过程中自身会产生有功功率损耗跟无功功率损耗，有功功率以及无功功率损耗又与变压器的技术特性有关，同时又受到负载变化的影响。影响变压器电耗的因素有很多，比如与设备之间的运行方式是否合理，主变与厂变是否各自运行在经济区间，分接头的选择是否合理，备用变压器备用时是否带电等。
2.4 机组负荷率的影响
实际上我国绝大多数火力发电厂都存在负荷率较低的问题，600MW的主力机组出力不到500MW的问题普遍存在，实际状况中如果机组在70%～80%额定负荷率下运行时，厂用电率大约是额定状态下的1.1～1.2倍。而电厂的辅机是按照机组的额定容量选择的，这样即使实际运行中的实际耗电量要比额定耗电量低，但是两者之间没有比例关系，想降低厂用电率就必须使机组在较高的负荷率下运行。
2.5 煤质的影响
煤的发热值的高低直接影响到燃煤量，煤的发热值高则燃煤量相对较低，煤的发热值低则燃煤量相对较高。由于能源供应越来越紧张，我国很多电厂在燃煤的同时掺杂一些杂质，这样就导致了煤的纯度不够，达不到要求的发热量，不得不燃烧更多的煤以满足机组出力的要求，使得磨煤系统与风烟系统耗电量增加。
3 降低厂用电率的方法
前面提到过辅机在选型的时候往往留有很大的裕度，况且许多机组出力不满，造成了电能的浪费。所以合理选择电气设备参数对降低厂用电率是至关重要的。
3.1 主机设备的节电方法
①新机组投产，机组的控制系统往往没有经过细致的调整，特别是锅炉系统有必要进行优化调整方案，可以通过一系列的实验调整锅炉的控制逻辑，控制函数与整定参数，这样可以消除设备的缺陷，提高可靠性与经济性。参数锅炉设备的风阻、风压等要认真进行测量计算，切勿保守，向电力设计院提出过高要求，最终导致锅炉设备在正常工作时造成不必要的电耗。
②汽轮机系统主要提高汽轮机的相对内效率，根据实际情况更换那些设计水平低，制造工艺差的喷嘴、动叶等，用设计更先进、精度更高的内部流通部件代替。前面提到了火电厂机组负荷率较低的问题普遍存在，各大电厂在大修时主要目的提高机组可靠性与安全性，而机组不能在额定工况下运行的问题却没有得到足够的重视。实际大修时应该主要考虑流通部分的损伤、变形以及尺寸是否合理，使流通部件在最佳工况下运行，提高汽轮机内效率。
3.2 变压器节电法
首先要保证电压器与设备之间的运行方式合理结合起来，在保证设备电压稳定，出力额定的前提下减少电耗，保证变压器的不变损耗与可变损耗近乎相等，合理选择分接头，保证备用变压器备用时不带电，这样可以有效减少变压器的电耗。
3.3 辅机设备的节电方法
①引、送风机的烟道应保证消除漏风，减少对风量的损耗，进而减少对电能的损耗。确保空气以及烟气通道阀门关闭时的密闭性，严格执行吹灰规定，减少空预器以及省煤器的受热面出现积灰现象。
②磨煤机钢球的装载量、运行方式要进行合理的研究与搭配；确定一个最合适的装载量，同时合理选择钢球的尺寸，另外还可以添加一个自动筛分装置，将破碎的钢球、石子等杂物自动筛分出去，增加了钢球的使用寿命同时还能减少电耗；由于碎煤机要比磨煤机省电，可以根据情况增加一台碎煤机，与磨煤机搭配使用，将破碎过的煤颗粒送入磨煤机磨成煤粉，这样即省电又可以延长设备使用寿命。
③给水泵应该主要提高检修工艺与减少泄漏损失，在检修时提高流道的光洁度，去除锈垢减少水力损失，在正常运行时保证系统与泵体的放水门、疏水门关闭严密，阀门不严要及时处理来减少泄漏损失。另外给水泵可以根据情况，在高负荷时保持主汽压力在额定值，在低负荷时，可以适当降低主汽压力值，可以有效降低给水泵单耗。
④循环水泵要保证有很高的工作效率，可以将循环水泵电机由单速改成双速，当环境允许时可以改成低速运行，此改造投资相对较小而且降低电耗效果明显。如果效率低于80%，就应该及时对管道的内壁进行适当打磨，最高可以提高10%左右的效率。如果循环水泵的管道内有多余的阀门，应该精简去除，减少阻力的损失从而降低电耗。
⑤空压机与冷干机配合运行时，每多启停一组空压机与冷干机，都会对厂用电率有较大影响，由于脱硫系统对压缩空气的使用量较大，所以应保持压缩空气系统的严密性，进而降低厂用电率。
4 结束语
降低电厂的厂用电率，实际上就是要提高电厂效益；电厂在最开始设计的时候就是最经济的厂用电率，但随着投产时间的增加，新旧设备磨合，电耗不断增加，这时候我们需要更多的关注一些细节，如降低电动机的耗电率，应该主要关注循环水泵，引、送风机，磨煤机等设备上，及早发现并且改善解决才能满足要求。
参考文献：
[1]汤邦俊，罗晗.300MW机组火力发电厂降低厂用电率的方法[J].机电信息，2011（18）.
[2]赵满江，陈仓，郝玺.发电厂厂用电率的计算[J].热力发电，2012（10）.
[3]刘玉宁.电厂厂用电率及对策[J].东方电气评论，2002（3）.
[4]韩明.降低厂用电率方法浅析[J].科技天地.
[5]江兴，马文欣，王乾坤.火力发电厂降低厂用电率的方法[J].云南电力技术，2011（1）.