燃煤机组厂用电率影响因素分析

华电电力科学研究院有限公司 韩苗苗 盖志杰 孟凡垟 梁秀进 黄 佳

厂用电率是衡量火力发电机组经济性能的主要经济技术指标之一，同类型机组的厂用电率指标的差异，可真实地反映发电企业的生产运营管理水平，各发电企业也把降低厂用电率作为强化生产管理、提高企业效益的一项重要任务和目标。燃煤机组主要用电辅机集中在锅炉侧、汽机侧及环保系统各辅机上，从对厂用电率影响来看，机组初参数、负荷率、冷却型式以及煤质、辅机节能改造等都是影响燃煤机组厂用电率的重要因素，但在这些因素中，机组初参数、初参数、冷却型式、负荷率等一般属于不可改变或不可控因素，为降低厂用电率只能从日常管理、技术改造上进行深挖。

1 燃煤机组厂用电率情况

燃煤机组主要用电设备集中在锅炉侧、汽机侧以及环保系统各辅机上。从2019年中电联行业机组竞赛中燃煤机组厂用电率情况来看，机组厂用电率为5.18%，其中锅炉侧主要辅机厂用电率为2.67%，占发电厂用电的51.5%；汽机侧主要辅机厂用电率为1.17%，占发电厂用电的22.6%；环保系统主要辅机厂用电率为0.95%，占发电厂用电的18.3%。从燃煤机组锅炉侧、汽机侧和环保侧各主要设备厂用电率具体情况可以看出，锅炉侧、汽机侧以及环保侧最大用电辅机分别为引风机、循环水泵和脱硫系统耗电率。

表1 各主要辅机厂用电率情况

2 影响因素分析

机组初参数影响。一般机组初参数越低、锅炉出口的压力和温度越低，造成热力循环的热效率低，使机组单位耗煤量增大，引起其他工艺系统的耗电增大，机组的厂用电率就越高[1]。从2019年中电联行业机组竞赛各容量等级燃煤机组厂用电率情况看，1000MW等级燃煤机组厂用电率为4.0%、600MW等级燃煤机组厂用电率为5.33%、300MW等级燃煤机组厂用电率为5.59%。分析相同容量等级不同初参数燃煤机组的厂用电率情况，以600MW容量等级机组为例，超超临界机组比同容量等级亚临界机组厂用电率低1.82个百分点，可看出初参数越高的机组厂用电率越低。

冷却方式影响。根据机组冷却型式，燃煤机组可分为空冷机组、湿冷机组。由于空冷机组空冷岛用电设备较多、耗电较高，所以空冷机组厂用电率普遍高于湿冷机组。统计2019年中电联行业机组竞赛中600MW和300MW等级不同冷却型式燃煤机组厂用电率情况，600MW等级机组中湿冷机组厂用电率4.79%、空冷机组厂用电率6.59%；300MW等级机组中湿冷机组厂用电率为5.43%、空冷机组厂用电率为6.47%，空冷机组厂用电率普遍比湿冷机组高1.0个百分点以上。

煤质影响。煤质（煤的热值、硫分和灰分含量）是影响厂用电率重要的因素。燃煤热值低，同等发电量情况下，燃煤量大、烟气量大，增加磨煤机、引风机、除灰系统、脱硫系统、脱硝系统以及除尘系统的厂用电率。燃煤硫分含量高，单位体积烟气中SO2含量高，需开启更多的浆液循环泵、对更多的石膏进行脱水等，增加了脱硫系统的厂用电率，且烟气中含硫量高易造成空气预热器堵塞、烟风阻力增加，加剧风机电耗的增加。燃煤灰分含量高、单位体积烟气中灰含量高、引风机厂用电率上升，并需更高的二次电压和电流保证粉尘排放达标，除尘系统厂用电率大。

负荷率影响。机组负荷率也是影响厂用电率的一个主要因素，机组厂用电的消耗基本都是固定值，机组负荷消耗的厂用电量基本相当，但机组高负荷运行发电量高，因此厂用电率较低。

节能改造影响。燃煤机组主要辅机节电改造主要方式有：变频或永磁调速改造、引增合一、高低速改造、电改汽等。辅机通过改造设备型式达到节能效果的空间很大，如某电厂磨煤机实施永磁电机改造后，相同出力下较其他磨煤机电流减少约14A，磨煤机电耗降低约10%以上；某电厂闭式循环冷却水泵进行永磁调速改造，厂用电率下降0.02个百分点；某电厂引风机变频优化改造后厂用电率为0.92%，使厂用电下降0.39个百分点，一次风机变频器改造后电量下降约22.44%；以引增合一为例，引增合一将引风机和增压风机合二为一，取消了增压风机及相关系统，厂用电率降低约0.2～0.4个百分点，节电效果明显。

电改汽也是降低辅机厂用电率的一大改造技术。采用蒸汽方式来驱动，辅机的耗电量直接变为0，大大降低了机组厂用电率。

3 降低厂用电率建议

综上可知，对于燃煤机组的初参数、冷却型式、煤质、负荷率、节能改造是影响机组厂用电率的主要因素。这些因素中机组初参数、冷却型式在机组设计时已确定，一般属于不可改变因素。但在目前电力市场环境下，国内大力发展新能源，为了吸纳洁净能源，大量煤电机组处于频繁调峰状态，机组负荷率较低是目前我国大多数火力发电厂所面临的客观现实，只能从日常管理、技术改造上进行深挖降低厂用电率的措施，主要如下。

加强厂用电管理。加强组织领导，明确工作责任，为节能工作提供组织保证；做好厂用电主要技术指标的对标管理，对照一流找差距，定期进行厂用电率分析，掌握厂用电的分布和消耗情况，为下一步设备节电运行方式调整和技术改进提供依据。

积极推进辅机设备的优化与改造。开展降低厂用电率的专项节能技改，采用新材料、新工艺、新型节电技术对电耗大、效率低的辅机电机实施技术改造。但要注意的是，对所有辅机的节电改造，在考虑经济性的同时，也要考虑改造所带来的运行维护成本及设备的安全稳定性。

节能加强燃料管理，从燃料源头上做好节能工作。加强燃煤购煤管理，在满足灰熔点要求的前提下，考虑煤的价格和上煤、磨煤、入炉、燃烧、排放及脱硫全过程的影响，选用性价比最经济的煤种。另外，要加强入炉煤掺配工作，控制入炉煤热值、硫分和灰分含量，保证机组安全高效运行[2]。

加强检修和运行管理，提高设备安全性和经济性。在检修中做好设备消缺治理，同时加强运行管理，根据实时的负荷情况，选择磨煤机的运行方式和调整制粉系统各运行参数，制定循环水系统经济运行方式，严格执行循环泵台数与循环水温度、排汽压力对应最佳运行曲线[3]，并根据负荷调整凝结泵出口压力，有效降低辅机电耗。

加强节电的宣传，提高节能意识。广泛开展节能宣传教育活动，共同营造一个人人关心节能、个个参与节能、事事为企业节能作贡献的良好氛围，使企业职工能充分认识到，节约一滴水、节约一度电、节约一克煤都是为企业效益作贡献，为社会节约资源[4]。