火力发电机组节能降耗研究

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【摘要】随着我国社会经济的成熟化发展，节能降耗成为衡量企业经营能力的一个重要主题。电力企业的经营也处于从粗放型向集约型方向转变。笔者结合自己多年的工作经验以300MW火力发电机组为例谈谈节能降耗的方法。

【关键词】火力发电厂；发电机组；节能降耗

如今，节约能源是我国既定的一项重要的基本国策，大到企业团体、小到个人都在身体力行降低我国能源的消耗。火力发电厂所需的能源大部分都是不可再生能源，而是能源消耗量非常大，但是火力发电厂仍然是我国发电的主力军，采取措施降低能源消耗是火力发电厂和国家可持续发展的重要改善途径。电力系统是火力发电厂的主要三大系统之一，火力发电机是电力系统的主要动力，火力发电厂的分类就是按照其装机容量分类的，即火力发电机组的容量而定，100MW以下的装机容量就属于小容量发电厂，100~250MW的属于中容量发电厂，250~1000MW的就属于大中容量发电厂，1000MW以上的则为大容量发电厂。300MW的发电机组的锅炉容量即每小时产生的蒸汽量为1025吨，锅炉出口过热蒸汽压力为16.8Pa。运用300MW的火力发电机的发电厂就属于大中容量发电厂，其发电厂规模就比较可观。

1火力发电机组节能降耗的意义

节能降耗是促进我国可持续发展、支持环保事业的重要举措。众所周知，我国虽然能源资源较为丰富，但我国人口较多，人均资源比较少。电力工业的能源消耗不可小觑。如今，我国的火力发电厂依然是以煤炭资源作为燃料支持电力建设，火力发电厂的动力设备繁多，其发电机组控制操作复杂，而且发电厂的用电量和工作人员都比较多，运行费用也比较多。根据相关数据显示，我国发电厂的能源利用率即将燃料转化为电力只占到80%，我国每年用于发电的能源消耗所占比例比较大，能源利用率较低。从发电机组出发采取措施节能降耗是能提高能源利用率，降低废弃物排放，积极响应国家建设环保事业、走可持续发展道路的重要举措。发电机节能降耗是提高火力发电厂经济效益、降低生产成本的最佳途径之一。我国电力行业发展已有一段时间，已经具有一定规模，但仍然有将近75%的电力由火力发电来提供。如今，我国大部分火力发电厂仍使用容量较小的发电设备，参数较低。火力火电厂的运行费用最主要的部分为燃料费，如果能采用高效率低排放的运行方式减少燃料消耗、提高能源的使用价值是对于为火电厂节省成本投资、提升经济效益是非常有意义的，总而言之，降低发电机组的能源消耗既是国家发展的需要，也是电力公司长期稳定发展的需要。

2300MW火力发电机组节能降耗方法

火力发电机是将机械能转化为电能的电机，主要由转子、定子和励磁机等励磁系统和变压器、发电机冷却装置组成，其工作原理是由永磁机发出高频电流流经励磁盘整流，再经过总励磁机送到发电机的转子，当发电机的转子通过旋转带动其定子线圈感应出电流，电流通过发电机出线分两路输送，分别送到厂用电变压器和SF6高压断路器最后到达电网。发电厂的主要经济技术指标参数有:汽轮机发电组的汽耗率、汽轮发电机机组的热号率、发电厂的总效率、发电煤耗率和厂用电率以及供电标注煤耗率。由经济技术指标可看出，汽轮发电机组的汽耗率和热耗率是衡量发电厂得重要指标。所以，我们节能降耗的方法也从降低上述指标入手采取措施。

2.1改造发电机组

降低凝结水泵的扬程可以起到节约水资源的作用。如果凝结水泵的扬程比实际需要的扬程大，就会使运行状态处于额定负荷时除氧器上水调节阀的开度变小，水流造成的损失就比较大。采用变频技术和改变转子的定性。变频技术对工作人员的技术水平要求较高，而且牵涉的问题较多，成本也比较高，一般的火电厂实施起来会比较困难，所以我们最好选择扬程参数较低且符合实际运行需要的凝结水泵，还可以根据情况去掉凝结水泵末级叶轮来降低扬程，减少水流损失。发电厂可以在运作过程中改善发电机组，比如，在机组的输水管道上加装温度测点，如果阀门内漏工作人员可以及时发现并且进行补救，控制工质热损失。对除氧器和排氧门进行合理调整，安排专人定期检查汽机房顶的空排气门，以防出现安全门不严热量发散造成能源浪费的现象。最后，降低凝汽器端差，将温水和输水温度等相关参数都控制在正常范围以内，从而提高给水温度和回热效率。发电机组的参数是发电厂的能源消耗量高的一个重要原因。一般情况下，容量大的机组的相对内效率和绝对电效率也会较大，热耗率就会很低。火电机组的循环效率与主蒸汽压力和主蒸气温度有关。主蒸气温度和压力越高，其效率会越高。随着主蒸汽压力和温度降低，主蒸汽的有效焓也会随之降低，在蒸汽流量不变的情况下，发电效率就会降低。但是，这也并不意味着蒸气温度越高越好，蒸气温度太高，材料蠕变的速度将加快，管道的压力和蒸汽湿度会加大而汽轮机末级叶片也会加速腐蚀。降低电力推动过程中的电力损耗也能起到节能减耗的作用，一般我们会采取改变转差率调速和变极调速来降低电力推动带来的损耗。我们在改变转子会回路电阻调速时，可以将消耗功率大的调节电阻在转子回路的过程中接进附加电势。而进行变极调速工作是通过电动机绕组的差异性接法，得到不同的极对数来得到具有差异性的转速，可以达到很高的节能效果。送风机的出力高低存在差异，如果出力偏低，风量偏小，机组处于高负荷工作状态时，锅炉的含氧量就会低于设计值，燃烧效果不理想而且飞灰、炉渣等排放物的含碳量偏高，锅炉的效率偏低。我们可以改造送风机或者更换送风机的叶片，提高风量，满足高负荷工作状态时的需氧量，就可降低不完全燃烧引起的损失，节约燃煤的消耗量。

2.2提高主气温

在给锅炉内添加水时，由于给水量的增加导致蒸发量减小，蒸汽的流量随之下降，单位质量的蒸汽的吸热量也随之增加，而使主气温升高，主气温过高会使循环热效率效率下降，机组温度损失大。而再气温度和主气温度都比较高的情况下，性降低上层的给粉量，适量增加低层的给粉量；然后通过燃烧调整手段来降低火焰的中心位置。以达到调节再气温度.主气温度，大幅度降低锅炉排烟温度的作用。燃烧调整手段有二次风配比调整和燃烧器投运方式调整等方法。

2.3优化运行

厂用电率和供电煤耗是检验发电厂经济指标的重要参数。加强设备管理、优化机组的启动和停止时间也是节能降耗的重要方法。电力企业要制定一套完备全面的管理体系，严格规定发电厂开始工作和结束设备工作的时间，明确各个环节节能降耗工作的专属管理人员，对于不同状态下机器的运行选择和所处状态做出合理的规划，加强对工作人员行为的监督。定期对电器系统内的设备健康状况及运行方式进行检查试验，查清楚设备的缺陷、系统漏点和不合理的运行方式，对于系统设备的缺陷和遗漏之处要加以纠正、优化和维修，对于不合理的运行方式要及时调节规划。首先，调整运行方式。经过专业人员的测试，在不影响供电需求和安全的情况下，减少不合理运行辅机的数量，最好减少避免无计划的停机，启动过程中对各辅机的运行方式合理安排，根据所需电量和锅炉内水的实际情况合理安排辅机工作，减少不必要的辅机工作长期运行带来的能源消耗。在电厂的负荷发生变动时根据各机组最佳负荷分配方式进行机组出力的增减调度。优化低负荷工况的下滑参数试验，确定最佳的住汽压力和循环水泵的运行方式。风机的优化运行需要我们对不同负荷下风机的运行方式进行对比分析，比如，对高速运行、低速运行和单侧运行的经济性进行分析，选择最合适最节省能耗的风机合理运行方式，以达到降低发电机组的厂用电率。机组滑参数的优化则需要设计分别在不同负荷的情况下，进行“按阀点寻优”和“按主汽压力寻优”两种类型的滑参数试验。再运用相关专业知识计算出各种不同主汽压力机组的热焊率等指标，再通过分析比较得到发电机组在不同的工况下最佳的负荷。对机组的滑参数进行优化，发电厂运行按照最佳负荷进行燃料投放，既节省了燃料能源又保证了发电系统设备的使用寿命。其次，在锅炉的负荷发生的变化比较大时，要确保主气温和再气温达到机组的额定值。如果蒸气温度波动比较大、锅炉的负荷变化也比较大，我们应将减温水的流量参数控制得当，减温水不能在低温时段投入。

3小结

节能降耗的实现必须在保证机组安全稳定运行的基础上进行，决不能片面追求节省能源降低能耗影响机组运行的安全。电力公司作为主要的能源使用者之一，有责任、有信心从改造发电机、优化系统运行和加强管理方面降低发电机的能源消耗，节能减耗，促进我国可持续经济的发展。

作者:杨欢欢 单位:贵州黔西中水发电有限公司

参考文献

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