浅谈火力发电厂节能降耗管理与技术分析

浅谈火力发电厂节能降耗管理与技术分析

张颖姣

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘 要】：当前，火力发电厂仍然以煤作为主要燃料，实质上是将煤燃烧所产生的热能转化 为电能的过程。对全国各大火力发电厂而言，首要任务是如何做到用*少的煤耗生产*大 的电量，其不仅关乎产业效益，更关乎资源节约型社会的建设。目前，在该行业中有诸多节能办法，但由于相互之间关系混杂，使得在实际应用中容易引发冲突，难以起到有效作

用。文章以供电标准煤耗率为基础，对各种节能手段及管理方式进行分析介绍，为生产与

实际应用提供帮助。

【关键词】：节能降耗；标准煤耗率；技术管理

0 概述

我国地域广阔，是一个资源大国，丰富的煤炭资源使得火力发电仍是我国主要的发电方式，但随着资源消耗量的增加，地下蕴藏的自然资源不断减少，环保节能生产成为我国电力行业未来发展的主流方向。

一大批发电量小于4 000万kW·h的发电厂被关闭，推动产业结构进一步优化调整，有效避免了自然资源浪费。

1什么是供电煤耗

可用供电煤耗表示能源转换率，具体公式如下：（1）

如果是原煤，则可将其折算成标准煤量来进行计算，具体计算公式如下：（2）

在公式（1）和公式（2）中，b 代表供电标准煤耗，也就是产生1kW·h的电量需要消耗多少煤；Bs代表每个单位时间需要消耗的煤量；PG代表发电机累计发出能量值；PP代表累计用电消耗值；BR代表送入锅炉原煤量 代表实测原煤低热情况下的发热量；29 308代表每单位标准煤的发热量。

厂用电量与供电量之和为机组的发出电量，用厂用电量与发电量的比值作为厂用电率，用符号表示：（3）

如果将 定义为在不考虑厂用电率情况下机组的发电煤耗，那么就可以将式（1）表示如下：（4）

通过公式（3）、公式（4）能够看到，影响耗煤量的因素主要是发电厂用电率及标准煤耗率，要想降低发电厂发电煤耗，主要从这两个方面入手。

2 对煤耗率影响因素的分析

2.1 发电机组工作状态的影响

煤耗率又称发电效率，如果火力发电厂的发电效率高则其煤耗率就相应降低，然而，影响发电效率的主要因素就包括发电机组的工作状况。如果在运行过程中，蒸汽流量、温度及蒸汽压力等参数发生异常，将会影响到整个发电机组的标准煤耗率，进而增加发电过程消耗的煤炭数量。

2.2 发电机组工作负荷的影响

除了发电机组在工作过程中的发电状态因素外，其所携带的负荷也是影响标准煤耗率的重要因素。

如果发电机组是在上升的负荷率下工作，那么汽机、锅炉相应地就会运行在高效区间，其所产生的效率同样提升，煤耗率同时降低，反之，所产生的耗煤量就会增加。

通过对一个 600 MW 发电机组运行情况的观察记录分析，发现发电机组的经济性受到其负荷和发电量高低的显著影响；在机组有600 MW的负荷情况下，其所消耗的煤量为294.5 g/kW·h，此时为*佳经济性，当机组工作情况偏离这一数值时，煤耗就会迅速上升。

2.3 厂用电率产生的影响

生产厂的用电在很大程度上会影响到供电的煤耗，如果发电煤耗为291 g/kW·h，生产厂的用电率为5%，那么供电煤耗就是306.32 g/kW·h。如果用电率上下浮动不超过0.5%，那么其实际的煤耗就变为 307.94 g/kW·h到 304.71g/kW·h，变化量为1.6 g/kW·h。

通过使用变频技术改造高压发电机，比如对三大风机、循环水泵等进行改造，能达到降低厂用电率的效果。

3 节能降耗管理技术

3.1 加强机组优化

（1） 温度在机组运行过程中对其工作效率影响重大，所以控制其产生的蒸汽温度至关重要，避免其过高或过低。

当温度较高时，会发生锅炉爆管或损坏受热材质；温度较低时，又会对汽轮机的工作效率产生影响，甚至使汽轮机的末级叶片发生汽蚀现象。

600 MW的汽轮发电机组，主蒸汽每降低1℃，电量煤耗就会升高 0.11g/kW·h，每降低1℃再热汽温度，电量煤耗就会升高0.072g/kW·h，这些影响因素都不能忽略。

（2）压力是影响机电设备的主要因素，所以要对主蒸汽压力进行控制。600 MW的发电机组，其压力越高就具备越好的经济性，每降低 0.1MPa 的主蒸汽压力，发电煤耗将降低 0.21g/kW·h，所以在设计过程中要确保主蒸汽压力保持在合理区间。

（3）真空度对凝汽器来说具有重要意义，每降低1kPa的机组真空，相应发电煤耗将降低1.67g/kW·h。

然而一味提高真空度并不能够做到用煤经济性，还需要考虑提高真空度所使用的厂用电量是否能够做到两者均衡。

比如在600MW的机组中，将原有的5.85 kPa真空度调整到4.65 kPa，使得 1 kW·h 发电煤耗降低2g，但循环水泵需要比平时多用电3150kW·h，按照电价0.391 2元 /kW·h、1 t标准煤 990元计算，那么1h煤耗较正常来说要少花792元，但循环水泵在这种情况下要比正常多花电费1232.28元，所以，就经济性来说，提高真空度并不能有效降低煤耗。

3.2 加强机组运行管理

（1）完善计划管理，适当提升机组运行过程中的负荷率。

这就要求发电企业制订计划指标，对全部工作的控制、协调、指挥及组织做到有计划性，在对全年工作进行计划安排时做到统筹兼顾。

完善运行管理，强化运行分析。

要保障机组安全运行，首先要做好运行阶段的管理，通过运行分析提高相关管理和工作人员掌握设备运行规律与性能程度，进而提升其业务技术水平，保障机组运行过程中的安全。

在加强该阶段管理过程中，首要监控好供电标准煤耗率一系列能耗指标，落实节能降耗工作。

加强指标检查分析、监督和考核，实行对标工作，*大限度地降低煤耗。

如果发现指标异常，要及时找出原因，通 过相应措施进行整改。

对设备加强管理，保证机组能够长期高负荷稳定运行。

该过程比较复杂，属于一项系统工程，其能够确保发电设备完好，对提高技术设备素质及设备健康水平具有重要意义，使设备效能得到充分发挥。

在设备管理过程中，要做好消缺维护，以此提升可靠性，使其始终处于*佳状态。

制定检修时间时要依照相关检修要求合理分为ABCD级开展，尽量避免在夏季、冬季用电高峰期进行。

严格把控检修工艺，及时维护存在问题的机组，保证其能够正常工作，进而优化供电标准煤耗率。

3.3 严格贯彻节能管理制度，强化节能降耗意识

火力发电厂在运行过程中，要秉承国家能源政策，积极研发引进前沿节能技术，将节能降耗管理融入企业日常管理中，对有限的资源进行高效合理地利用，*大限度地降低能耗。

通过对生产技术的革新改造，淘汰影响供电标准煤耗率的工艺及设备。

当前，国内发电厂广泛使用的节能技术主要是微油点火、汽轮机本体优化、永磁调速、无电泵启动及对电动机开展变频改造技术等。

发电厂在生产过程中还要加大对节能知识的宣传，增强节能意识，通过节能技术运用尽可能在每一个环节上都能够节约能源，*终达到提高全厂燃煤发电效率、降低厂用电率指标及供电标准煤耗率的目的。

4安科瑞建筑能耗分析系统

4.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系统是用户端能源管理分析系统，在电能管理系统的基础上增加了对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。用户可按照国家有关规定实施能源计算，分析现状，查找问题，挖掘节能潜力，提出切实可行的节能措施，并向县级以上管理节能工作的部门报送能源计算报告。

4.2应用场所

适用于公共建筑、集团公司、工业园区、大型物业、学校、医院、企业等不同行业的能耗监测与管理的系统设计、施工和运行维护。

4.3系统功能

4.3.1系统概况

平台运行状态，当月能耗折算、地图导航，各能耗逐时、逐月曲线，当日，当月能耗同比分析滚动显示。

4.3.2用能概况

对建筑、部门、区域、支路、分类分项等用能进行对比，支持当日逐时趋势、当月逐日趋势曲线、分时段能耗统计对比、总能耗同环比对比。

4.3.3用能统计

对建筑、区域、分项、支路等结构按日、月、年报表的形式统计对分类能源用能进行统计，支持报表数据导出EXCEL，支持选择建筑数据进行生成柱状图。

4.3.4复费率统计

复费率报表按日、月、年统计对单栋建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用电量及成本费用进行统计分析。支持数据导出到EXCEL。

4.3.5同比分析

对建筑、分项、区域、支路等用能按日、月、年以图形和报表结合的方式进行用能数据同比分析。

4.3.6能源流向图

能源流向图展示单栋建筑时段内各类能源从源头到末端的的能源流向，支持按原始值和折标值查看。

4.3.7夜间能耗分析

夜间能耗以表格、曲线、饼图等形式对选择支路分类能源在时段工作时间与非工作时间用能统计对比，支持导出报表。

4.3.8设备管理

设备管理包括，设备类型、设备台账、维保记录等功能。辅助用户合理管理设备，确保设备的运行。

4.3.9用户报告

用户报告针对选定的建筑自动统计各能源的月使用的同环比趋势，并提供简单的能耗分析结果，针对用电提供单独的复费率用能分析，报告可编辑。

5.系统硬件配置

应用场景	型号	图 片	保护功能
建筑能耗管理系统	Acrel-5000web		采用泛在物联、云计算、大数据、移动通讯、智能传感等技术手段可为用户提供能源数据采集、统计分析、能效分析、用能预警、设备管理等服务，平台可以广泛应用于多种领域。
智能网关	ANet-1E2S1		采用嵌入式硬件计算机平台，具有多个下行通信接口及一个或者多个上行网络接口，作为信息采集系统中采集终端与平台系统间的桥梁，能够根据不同的采集规约进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据采集汇总，并使用相应的规约转发现场设备的数据给平台系统。
高压重要回路或低压进线柜	APM810		具有全电量测量，电能统计，电能质量分析及网络通讯等功能，主要用于对电网供电质量的综合监控诊断及电能管理。该系列仪表采用了模块化设计，当客户需要增加开关量输入输出，模拟量输入输出，SD卡记录，以太网通讯时，只需在背部插入对应模块即可。
	APM520		三相全电量测量，2-63次谐波，不平衡度，支持付费率，越限告警，SOE,4-20mA输出。
低压联络柜、出线柜	AEM96		三相多功能电能表，均集成三相电力参数测量及电能计量及考核管理，提供上24时、上31日以及上12月的电能数据统计。具有63次分次谐波与总谐波含量检测，带有开关量输入和继电器输出可实现“遥信”和“遥控”功能，并具备告警输出，可广泛应用于多种控制系统，SCADA系统和能源管理系统中。
动力柜	ACR120EL		测量所有的常用电力参数，如三相电流、电压，有功、无功功率，电度，谐波等，并具备完善的通信联网功能，非常适合于实时电力监控系统。
	DTSD1352		DIN35mm导轨式安装结构，体积小巧，能测量电能及其他电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。
	AEW100		三相全电量测量，剩余电流、2-63次谐波，支持付费率，量值、电缆温度，可选2G/4G通讯。

照明箱	DTSD1352		DIN35mm导轨式安装结构，体积小巧，能测量电能及其他电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。
	DDSD1352		DDSD1352单相电子式电能表主要用于计量低压网络的单相有功电能，同时可测量电压、电流、功率等电量，具有红外通讯功能，并可选配RS485通讯功能，方便用户进行用电监测、集抄和管理。可灵活安装于配电箱内，实现对不同区域和不同负荷的分项电能计量，统计和分析。
	DDS1352		单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，正反向电能计量，红外及RS485通讯，电流规格10（60）A，有功电能精度1级。无功精度2级，尺寸:1P
	ADW300/4G		计量低压网络的三相有功电能，具有RS485通讯和470MHz无线通讯功能，方便用户进行用电监测、集抄和管理。可灵活安装于配电箱内，实现对不同区域和不同负荷的分项电能计量，统计和分析。
	ARCM300T-Z-4G		三相全电量测量，剩余电流、2-63次谐波，支持付费率，量值、电缆温度，可选2G/4G通讯。
给水管道	水表		计量流经给水管道用水的体积总量，适用于单向水流，采用电子直读技术，通过RS485总线直接输出表盘数据。

6 结语

在火力发电厂中，判断能源消耗程度的指标主要是供电标准煤耗率，其对于火力发电厂有针对性地开展一系列措施降低能源消耗具有十分重要的意义。

以该指标为基础，进而对发电机组所具备的性能状况开展有效分析和判断，以此加强对发电生产过程的管理，从而获得较好的社会效益和经济效益。

参 考 文 献

［1］武枷.火力发电厂电气节能降耗的问题与技术措施［J］ 电子技术与软件工程，2015（7）：239

［2]王涛.新时期火力发电厂中的电气节能降耗问题分析［J］ 山东工业技术，2016（20）： 189

［3］郭寅.新时期火力发电厂中的电气节能降耗问题分析［J］ 中国高新技术企业， 2014（2）：72-73

审核编辑 黄宇