探析新时期火力发电厂电气节能降耗技术应用

2021-12-31张春光范丞龙王钦陈定业

科学与信息化 2021年10期

关键词：铁磁火力发电厂节能降耗

张春光范丞龙王钦陈定业

安顺市安顺电厂贵州安顺 562103

引言

在可持续发展战略的背景下，节能减排已经成为各类能耗企业发展的首要任务。新时期背景下火力发电厂中传统的发电技术、落后的燃烧效率以及日益剧增的能源消耗都将被时代所淘汰，急需运用新型降耗技术适应当今社会的需求。

1 火力发电厂电气能耗的原因

（1）火力发电厂能耗主体原因。火力发电厂能耗过大的主体原因主要由三个因素引起。首先在火力发电厂中除了生产电能的设施外，还有输电、供水等其他电气设备，这些机电设备在火力发电厂中的占比不小，电力消耗较大。其次是在电气运行方面，部分火力发电厂的管理制度存在弊端，不仅影响着火力发电厂的经济效益，也没有维护社会效益和生态效益。最后是机电设备之间的铁磁消耗较多，一些机电设备处于高温环境下，很容易在运行过程中出现铁质材料的磁滞损耗与涡流损耗，并且电力损耗会加剧温度的升高，导致设备运行受到影响，增加电力损耗，从而造成能源消耗恶性循环。

（2）火力发电厂能耗客体原因。由于火力发电厂需要长时间运行，发电厂内部的照明装置常常处于24小时不间断工作的状态，而大部分火力发电厂并未配置节能灯，并且很多工作人员习惯性认为发电厂不会缺电，没有对电力能耗和节能减排产生正确的认识，导致火力发电厂中电力资源浪费情况严重，影响火力发电厂的进步发展。

2 火力发电厂电气节能降耗技术的应用途径

（1）加强节能降耗的管理。在保证火力发电厂社会效益与经济效益的前提下，火力发电厂管理层和职工必须充分认识到节能降耗的关键作用。在火力发电厂实施节能降耗技术前应根据发电厂实际情况制定相关的节能降耗制度。例如在机电设备的日常应用中工作人员要定期对设备进行维护和保养，检查设备运行状态。也可以对各类设备制定相应的能耗标准，在实际工作中严格按照标准操作，实现降耗目的。全体职工都要有良好的节能意识，才能从根本上实现电气节能降耗。

（2）选用适宜的发电机。发电机一直是火力发电厂电能消耗的关键部分，在实际运作中电动机本身就会产生无功功率的消耗，如果多个机电设备一起运作就会产生旋转磁场，进一步增加电能消耗，并且火力发电厂中部分发电机老旧，没有节约电能的配置，都会增加电力损耗。因此火力发电厂在选用发电机时要使用减少能耗、节约能源的发电机，应尽量选择高功率因数的发电机，减少电动机在旋转过程中的无功消耗，也要增强电动机的配套设备，用低损耗、高磁导率的转子铁芯和绝缘效果良好的电缆，在保证电动机稳定安全的基础上，降低电动机的运行损耗，实现火力发电厂的节能降耗。此外，电动机运行时应选择合适的负载系数，使其运行效率能保持较高状态，而轻载电动机可以使用星形接法来进行线路连接，也能有效减低损耗[1]。

（3）合理运用变压器。变压器的主要作用是进行电能转换与分配，这个过程难免会有电力损耗发生，为了改善这种情况，减少变压器的空载损耗和负载损耗，最简单的方法是选用节能型变压器，使用先进制造工艺的节能型变压器结构设计和能源转换都更为科学合理。或是采用高压备用变压器，在电力系统运行时，减少空载情况，并根据火力发电厂机电设备的实际运行情况来减少变压器数量，避免大量负荷存在的情况，以此降低能源消耗。

（4）输电传输与铁磁损耗。输电传输与铁磁损耗是火力发电厂能源消耗的主要部分，并且不同于发电机和变压器可以更换新型节能设备来实现节能降耗。为了有限降低铁磁损耗，过往火力发电厂都会采用改善载流导体空间钢材之间的关系来阻止两者形成闭环，减少交变磁场中铁磁损耗。这种方法的效果在长时间处于发电的火力发电厂中收效甚微，输电过程的铁磁损耗依然巨大。目前有两种方法可以有效改善输电过程中的铁磁损耗。一种是使用非磁性的材料的设备零件作为导体硬件，来减少损耗，并且在开放导体、电抗器等可能具有强交流磁场的空间内减少支撑胶合板的运用，也可以适当增加传输线路与钢结构之间的距离，使钢结构中心与母线中心距离大于母线电流的0.7倍[2]。另一种方法则是运行先进的复合材料，在钢结构表面包覆一层绝缘膜层而获得一种电磁应用材料。这种新型软磁复合材料包裹后的磁芯损耗会随着温度升高而逐渐降低，在500℃下热处理30min时磁芯将获得较高的磁导率，而电磁损耗将会降至最低，不过温度升至600℃以上复合材料绝缘膜会发生分解，失去了降低涡流损耗的作用，需要火力发电厂结合实际情况选用铁磁损耗的节能方法，来降低传输电力时的电能消耗。

（5）构建节能照明系统。传统照明系统多是与发电厂内部负载电路使用同一电路，这就会导致照明线路的电压高于实际需求，从而造成电力资源的浪费。为了有效降低照明设备所消耗的电能，可以将照明线路分离出来，不过火力发电厂规模较大，线路分离后管控也较为复杂，也可以使用符合经济效益的调压器来稳定照明设备供电电路的电压，并利用调压器将照明设备维持在节能状态。选用节能型照明设备也是降低照明系统电力消耗的方法之一。节能照明设备较为成熟，与传统照明灯具相比不仅节能效果更好，而且使用寿命更长。因此火力发电厂的照明系统应逐渐普及节能照明设备，有利于火力发电厂降低电能消耗，提升经济利益。