有关火力发电厂用电率节能技术的研究

樊国强

摘要：作为我们国家电力系统的重要组成部分，火力发电厂发挥着重要的功能，为促进我国经济建设的发展做出巨大贡献。随着国家对于环境污染问题的日益重视，对节能减排要求越来越高，火力发电厂也要积极适应形势变化，探求更多的节能降耗措施，才能更好地提升用电率，进而为环保事业贡献积极力量。本文对火力发电厂用电技能技术进行了全面论述，针对当前的火力发电厂用电节能技术存在的问题提出了意见和建议，以供参考。

关键词：火力发电厂;用电率;节能技术;优化措施

节能减排已经成为新形势下国家提出的重要课题，为了应对全球环境变化，全世界各国都在积极想方设法进行节能减排，以此为全球环境保护贡献一份力量。我们国家是能源消耗大国，火力发电厂发电每年消耗的能源占据很大的比重，因此为了进一步促进环境保护措施的落地，全面提升公众的生活质量，火力发电厂应及时转变理念，适应形势变化，提出新的技术优化方案，为进一步提升用电率，促进节能降耗做出积极探索，从而通过各种环节控制措施来降低用电能耗的目的。

一、火力发电企业发展现状和存在的问题

1. 火力發电企业发展现状。国家从改革开放以后非常重视工业生产，对于火力发电企业而言，积极响应国家政策扶持，不断加强技术创新，火力发电事业也取得了较快的 发展，据统计，每年全国的火力发电总量逐年增加，有的年份甚至高达20%的增长速率。但是，我们也要看到，虽然火力发电事业取得了较快的发展，但是由于受到技术水平的约束，和国外发达国家相比在技术、设备等方面还存在一定差距，用电现象也存在一些浪费，用电量逐年增加的趋势也不容小觑。

还有一种影响因素，当下我国的电煤供应短缺，火力发电企业因为煤炭价格的提升对经营产生一些影响，煤炭企业经济效益不佳。虽然国家采取多种措施来降低煤炭价格，但是我们国家的火力发电企业仍然还面临一些亏损，因此必须高度重视火力发电厂用电率技能技术的研究和创新，积极在各个流程环节进行技术优化，从而采取各种有效措施针对性提高节能降耗比率，进而推动火力发电厂取得更好的经济效益和社会效益。

2. 火力发电企业目前存在的问题

随着国家电力体制改革的不断深入，市场化资源配置功能日益显现，因此对于火力发电企业而言必须适应市场形势变化，打破垄断机制，准确定位，才能更好地实现可持续发展。目前对于电力企业而言，很多电网公司都是在“吃差价”，依靠政府的政策扶持进行电力收费，电网公司的所有利润都和两端的电力交易规模有联系，这样就会给直购电和新能源发电情况产生影响。政府对于电力行业的管理行为存在很大的问题和漏洞，比如当动力煤一直保持高价格运行状态时，发电企业就会产生严重的负面经济效益，价格部门就会将上网电价进行调整，根据当时的消费指数和经济情况来确定是不是要对销售电价进行上调，这就是当下中国政府和市场处理煤炭行业和发电行业之间的矛盾的主要方法，但是这种方法带有很大的片面性，当电价调整增高以后，就会给煤炭行业带来冲击，他们就会相应地再次提高煤炭价格，发电企业基于当下的困境就会再次提出煤电联动的申请，政府就会再次将电价提高，这种不完善的机制导致每一次煤炭和价格都进行上升时，用电使用用户，尤其是工业用电部门的用电成本就会大大增加，在发展过程中就会面临很大的资金困境，因此不利于企业发展，更不利用煤炭行业和电力行业的可持续发展。因此电力改革必须和市场资源配置相结合。

二、火力发电厂用电率及节能相关内容基础论述

火力发电厂的用电率是指火力发电厂的厂用电量和实际机组总的发电量的比值，也就是所说的厂用电量和实际发电量之间的比重，比值越大，说明用电率越高，相反比值越小，用电率越低，在火力发电企业，有很多的耗电设备，比如水泵、电机、风机等，这些设备总是出现不停顿运转，功率较大，所以导致用电率比较高，能源消耗较大。

想要提高发电厂用电效率，通过火力发电厂的用电率的概念可以知道，可以有两种方式，一种方式是降低发电厂电能生产的厂的用电总量，另一种方式是提高发电厂的整体发电量，也就是说让所有的运行机组尽可能全部运转且达到满负荷状态，从而提高整体发电量，进而降低用电率。通过实际运行经验和统计数据试验可以知道，第二种方式会受到多个方面的影响，所以想要做好全面控制不好掌握，因此想要实现节能降耗的目标就要全面降低火力发电厂日常厂用电总量，从而降低生产成本，提高上网电能的竞争性，进而实现经济效益和环境效益。

三、影响火力发电厂厂用电率的因素分析

1.电动机电能利用效率不高。火力发电厂的主要辅助动力载体就是电动机，像发电机、鼓风机、水泵、电梯、中央空调等这些设备都要依靠电机作为主要运行载体进行运转，这些也是影响火力发电厂运行效率的关键，因此消耗能源非常多，加上长时间运行，就会造成电能资源使用过度，甚至由于使用时间较长，持续发热会使电机的绝缘性能减弱，影响电机的使用年限。

2.照明系统消耗能量较多。对于火力发电厂而言，由于建设规模比较大，分布范围比较广，所以照明系统比较完善且配套使用，在实际使用过程中很多照明设备年代比较久远、光衰严重，影响了照明效果，加上目前应用最多的还是老式手动静态调控模式，这样就会导致很多不必要使用照明系统的方位，由于检查和巡视不到位，造成照明系统电能使用过多，造成浪费。

3.电热因素的影响。火力发电厂是运行环境比较复杂，需要采用电热措施等确保电气设备不受潮，正常工作，但是电热设备的运行状态往往和具体的设备维护管理人员有关系，他们来决定什么时间进行防护，因此导致电能资源一定程度的浪费。

4.辅机选型。正如第一条所说，电机是火力发电厂最重要的辅助设备，它的主要用电量占全厂用电量的比重高达百分之六十左右，辅机的选型很关键，直接影响节能降耗工作的有效性，因此必须控制辅机的选择和操控，目前我们国家的火力发电厂用的辅机系统大多数是节流调节工艺的设备，还有的用的是液力耦合器，极个别用的是变频调节。节流调节设备像节流水泵、风机等主要是通过控制水泵和风机的出口来实现节流调节的，对高压电动机的转速产生不了任何影响，所以能源消耗很高。液力耦合器也是一样，消耗能源很高。对于变频 调节而言，它主要是通过对管道参数进行固定设置之后对高压电动机的转速进行调整从而进行操控的一种方法，所以这种方法和电机的运行直接相关，根据物理原理可以知道，水泵、风机和电动机的能耗和转速的三次方是正向关系，所以运用变频调节技术能够大大降低能量消耗。

5. 机组负载能力，正常情况下机组的负载能力越强，火力发电企业的用电率就会越低，当实现满负荷运转时，厂用电率最小。受到各种客观因素的影响，机组负载深度调节的情况经常发生，所以要对这一状况进行有效控制才能保证用电率逐渐降低。

6.机组的更新速度。随着技术的发展，在火力发电厂机组使用过程中会遇到新机器和旧机器替换的情况，老旧设备如果更换不及时，就会大大增加能源消耗，新设备更换之后的一段时间内，由于处在磨合期，也会因为参数设置不当以及不断进行试验过程中增加能源消耗，所以这一方面的技术研究水平需要提升。

7. 煤质变化。煤炭行业和电力行业是密不可分的，随着国家电煤消耗量不断增大，煤炭供不应求，所以对于火力发电厂而言对于煤炭的采购和储存就会变得非常困难，因此适合火力发电企业的煤炭越来越少，电煤的质量就会发生一些改变，很多火力发电企业为了生存不得不变相采购不符合火力发电的一些煤炭投入生产，进而导致煤炭质量的整体下降，从而影响锅炉的运行效率，进而导致用电量不断增加。煤炭质量对锅炉的影响主要体现在两个方面：一是煤炭中的灰分的含量，它的含量大小对煤炭的发热量产生直接影响，成反比。二是煤炭中水的含量，水不能燃烧，在发生气化反应时还要利用热量，所以导致煤炭热量消耗增大，继而影响用电量。

四、火力发电厂用电率节能技术的具体研究探析

针对上述影响火力发电厂用电率的各种因素，针对性提出一些技术优化措施，从而全面提升火力发电厂用电率节能技术和水平。

1.尽可能选择节能型设备。在火力发电厂照明系统节能升级改造环节，建议运用节能型强的照明自动控制技术和节能设备，通过建立自动控制系统，从而进一步调整资源配置，节约照明电量消耗。比如在进行除尘时可以运用高频电源，从而降低能耗。再如选择能耗低的S11、S13节能变压设备、节能变频空调等设备，提高节能效果，但是由于这些节能设备技术工艺比较先进，价格也比较高，所以要进行合理取舍。

2. 优化运行模式。为了确保火力发电厂正常工作，不至于因为设备故障而导致过程中断影响运行效率或者避免事故发生，火电发电厂的设备往往都是进行了冗余设计，就是配置了一些备用电量，因此在进行相应的设备安装和调试过程中为保证安全运行，往往会实行热备用和旋转备用两种运行模式。具体的优化方式包括两个方面：

一是做好风机运行方式的优化控制。要结合一次风机的风压、锅炉氧量从而做好风机运行方式控制。要在保证锅炉安全运行的情况下，让风压和出口风速降到可以控制的范围内，从而减少用电能耗。二是做好水循环系统的优化设计。举例说明，某地区的一个火力发电厂运用闭式冷却装置，每一个机组都配置了冷却塔和循环水泵系统，一套设置为高速模式，另一套设置为低速模式，夏天和冬天运用的模式不一样，但是都采取单元制运行模式。通过建立蓄水池等储水容器加强对水位的控制和协调，从而保证供水压力正常，从而避免设备运行过多增加能耗。

3.加强设备创新和技术优化。针对目前火力发电厂的很多设备性能不全、能源消耗大的现状，可以对设备进行更换，主要是对高能耗的设备进行节能设计，比如可以增加空冷机组背压优化系统，使机组运行在最优背压区间。为了降低空冷机组能耗水平，也可以在空冷岛上布置喷淋装置，通过喷淋装置向空冷岛空冷风机出口处喷入雾化后除盐水降低空气温度来达到冷却空冷翅片管束的目的，降低机组运行背压，从而降低厂用电率。还可以对循环水泵系统的变频和对引风机、增压风机进行设备节能改造。对于循环水泵系统的改造，可以将单速运行模式改成双速运行模式，根据环境温度的变化选择不同的运行模式;针对引风机和增压风机的改造，主要是对设备的运行频率进行调整，从而满足运行需求的情况下降低用电量。

4.提高燃煤质量。目前煤炭供应不足，火力发电厂要认清现状，从多个渠道拓宽煤炭供应渠道，要严格按照煤炭标准进行煤质选择，且不能随意选择煤质进而影响生产质量。要建立严格的煤炭采购管理制度，从各个环节进行控制，从而全面提高煤炭的采购质量。

5.提高机组利用效率。火力发电厂想要實现良好运行和技能降耗，就必须对关键设备加强监督管理和运行，不断进行技术创新和升级，这就要求火力发电厂的工作人员要有高度的责任心，按照工作职责分工每日做好运行监控和记录，并结合实际经验，做好参数的动态控制和设备的动态调节，确保设备利用效率最大化，从而提高设备使用率和满负荷率，对于能源消耗大的设备，要严格按照维护保养操作规程进行保养，减少不必要的消耗。进行机组运行前的优化操作。对于机组设备在进行运转时会消耗大量的能量，所以可以在启动前进行优化设计，比如用电潜泵将锅炉进行洗刷，达到使用标准之后开展下一步点火操作，也能在一定程度上降低用电量，当然效果不是特别明显，但是是一项基础的优化措施。

6.及时排查设备运行漏洞。对于火力发电厂运行过程中由于使用多种设备，一些设备本身存在一些设计漏洞，可能导致用电量增加，比如供气和供水的管道存在漏气、漏水的情况时就会导致机组辅机系统不能实现规定负荷要求，从而产生循环抽油、打气等不良现象，产生多余的用电情况。因此要建立健全各项设备操作规程和维护保养维修制度，从源头上杜绝该类现象的发生。

7.加强信息化建设，全面实现自动化操作。为了保证所有的设备更好地实现稳定高效安全运行，建议建立信息化操作平台，实现设备自动化控制，全面运用计算机网络技术，建立在线实时动态监控机制，对设备的运行情况等进行动态监控，及时根据设备运行状态做出判断，从而在发现问题时第一时间处理，将事故发生概率降到最低。自动控制系统还可以实现对设备运行数量的控制，根据生产安排，设置设备自动调整辅机系统，从而保证各类设备能够达到最佳运行状态，在不使用时实现自动关闭，从而大大节约厂内用电，降低能量消耗。

8.加强非生产用电监督管理。非生产用电也会影响节能降耗，增加火力发电厂的用电量，所以火力发电企业要加强对用电知识的宣传，引导和教育职工要养成节约用电的好习惯，做到人走灯灭，在办公场所尽可能选择节能灯具，在公共场所发现用电浪费情况要自觉行动，抵制用电浪费行为，从而在非生产用电环节也能提高全员的节能降耗意识，从小事做起，从自身岗位着手，以实际行动诠释节约用电的良好理念，进而为保障火力发电厂有充足的电源，降低用电率做出积极贡献。

综上所述，随着电力改革体质的不断深化和深入推行，面对煤炭供应不足和新能源装机容量越来越大的局面，对于火力发电企业而言，想要走可持续发展道路，就必须通过各种措施不断加强技术创新和管理力度，在用电各个环节采取有效的节能降耗技术节约电能消耗，控制使用成本，从而提高火力发电企业的综合实力，进而推动火力发电企业的健康稳定发展。

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