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火力發(fā)電廠降耗節(jié)能措施
加強(qiáng)工業(yè)節(jié)能減排，是踐行科學(xué)發(fā)展觀，走低碳經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展道路的必然要求，是企業(yè)降本增效，提高市場競爭力的主要途徑。電力行業(yè)也在及時轉(zhuǎn)變觀念 ,在節(jié)能降耗上加大投入 ,加快新技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用。下面小編為大家分享火力發(fā)電廠降耗節(jié)能措施，歡迎大家閱讀瀏覽。
一、設(shè)備概述
良村熱電#1、#2發(fā)電機(jī)組廠用電率約7.59%、7.89%，與同業(yè)對標(biāo)，與國內(nèi)先進(jìn)火電機(jī)組有一定差距。本文結(jié)合具體情況從節(jié)能改造、優(yōu)化運(yùn)行方式等方面深挖節(jié)能潛力進(jìn)行探討,最大限度降低廠用電率.以適應(yīng)時代對火電廠發(fā)展的需求。
石家莊良村熱電是河北南網(wǎng)重要的電源、熱源支撐點(diǎn)，鍋爐為東方鍋爐生產(chǎn)的型號為DG1110/17.4-II12 型亞臨界一次中間再熱自然循環(huán)燃煤汽包爐，單機(jī)配三臺雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，兩臺引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)均采用動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)。汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、三缸雙排汽、單軸、兩級可調(diào)整供熱抽汽、凝汽式機(jī)組。配有兩臺50%BMCR容量的汽泵，一臺35%BMCR容量的電泵，兩臺凝結(jié)水泵(一臺變頻調(diào)節(jié))、兩臺循環(huán)泵。發(fā)電機(jī)為東方電氣制造的QFSN-330-2-20型氫冷發(fā)電機(jī)，經(jīng)容量為370MVA的主變接入220kV升壓站，發(fā)電機(jī)出口經(jīng)高廠變接帶廠用電，廠用電分為6KV和400V兩個電壓等級。機(jī)組大容量輔機(jī)和低壓廠用變接入6KV 系統(tǒng)，低壓供電方式采用PC/MCC方式，兩臺機(jī)組設(shè)一臺高壓啟動備用變壓器。
二、降低廠用電率的具體措施
廠用電率的決定因素有多個，輔機(jī)電動機(jī)的耗電量對廠用電率起著決定性的作用，同時合理調(diào)整、運(yùn)行方式優(yōu)化、節(jié)能改造同樣影響著廠用電率。
通過幾年的運(yùn)行，暴露出部分設(shè)備在運(yùn)行時的節(jié)能潛力很大，良村熱電通過對設(shè)備的節(jié)能改造取得了明顯的效果，廠用電率得到了有效控制。
1. 磨煤機(jī)高鉻鋼球改造
由于機(jī)組為河北南網(wǎng)骨干電廠，經(jīng)常性參與機(jī)組調(diào)峰，在晚22:00-次日6:00時間段經(jīng)常處在機(jī)組低負(fù)荷狀態(tài)，有時機(jī)組負(fù)荷僅略高于最低穩(wěn)燃負(fù)荷，此時即使采用雙磨運(yùn)行,磨煤電耗仍較高依舊居高不下，造成大量能源浪費(fèi)。通過考察采用鉻錳鎢抗磨鑄鐵球(高鉻鋼球)替代現(xiàn)使用的中鉻鋼球，并優(yōu)化磨球級配方案，首先對1B磨進(jìn)行更換鋼球改造試驗(yàn)，技改后根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，在磨煤機(jī)出力不變、煤粉細(xì)度不變的情況下，1B磨煤單耗能明顯下降，電流從之前的140A左右降至115A，電機(jī)功率從1200kW/h左右降低至1000kW/h，計(jì)算每天節(jié)電約4800kWh，按每千瓦0.3元，年單磨運(yùn)行7000小時計(jì)算，年節(jié)約費(fèi)用約42萬元以上，節(jié)電效果明顯。同時通過更換鋼球，1B磨內(nèi)裝載量下降，通流面積增加，同時降低了一次風(fēng)壓、降低了一次風(fēng)機(jī)電耗，兩臺一次風(fēng)機(jī)電流減少共計(jì)5A，每小時功率減少約45kW，按機(jī)組運(yùn)行5500小時計(jì)算，按供電每千瓦0.3元計(jì)算，年節(jié)約費(fèi)用約7.4萬元。取得成功經(jīng)驗(yàn)后，陸續(xù)對兩臺機(jī)組的六臺磨都進(jìn)行了改造。
2. 循環(huán)水泵電機(jī)高低速切換改造
良村熱電兩臺300MW機(jī)組設(shè)有四臺循環(huán)泵，每臺機(jī)組配有一臺雙速循環(huán)泵，由于低速電源安裝時就存在問題，無法進(jìn)行高、低速電源切換，冬季仍運(yùn)行高速循環(huán)泵，造成較大的電量損耗。同時也造成凝汽器端差上升至15℃，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性、安全性大幅降低。因此對1B、2B兩臺雙速循環(huán)泵進(jìn)行了電源改造，根據(jù)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式n=60f/p，只要改變頻率f或極對數(shù)n就可以改變轉(zhuǎn)速，對于循環(huán)泵，只需在小范圍內(nèi)進(jìn)行不經(jīng)常的調(diào)速，考慮到改造成本和維護(hù)量，首選改造磁極對數(shù)來改變轉(zhuǎn)速，通過加裝高、低速電源切換柜來實(shí)現(xiàn)循環(huán)泵高、低速電源切換，改造前單臺循環(huán)泵在12極496r/min轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，電機(jī)額定功率為1900KW，改造后單臺循環(huán)泵在16極373r/min轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，電機(jī)額定功率為800KW，設(shè)備改造后針對性的制定了與循環(huán)泵高、低速相匹配的運(yùn)行方案，循環(huán)泵耗電率及廠用電率同比明顯降低。數(shù)據(jù)顯示低速循環(huán)泵投運(yùn)后電流明顯下降，由195A降至120A， 通過冬夏季不同方式數(shù)據(jù)分析循環(huán)泵耗電率0.67%下降至0.5%，降幅明顯。同時采取了循環(huán)水并列運(yùn)行、根據(jù)真空冬夏季合理安排循環(huán)泵啟停方式，通過一段時間的運(yùn)行，對比優(yōu)化前、后的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)循環(huán)水泵耗電率由2012年度0.85%降至2013年度0.8%、2014年度0.79%，下降幅度0.05%、0.06%，變化幅度為6%、7%。采取優(yōu)化方案后2014年共節(jié)約廠用電量約188.23萬度，折合人民幣62.11萬元，節(jié)約節(jié)能效果明顯。
3. 鍋爐本體照明改造
良村熱電#1爐本體現(xiàn)有燈具546套，均采用70W的金鹵燈，截至2014年燈具使用近3年多，老化嚴(yán)重?fù)p壞頻率極高，人工及材料費(fèi)等維護(hù)費(fèi)用較高。通過改造將#1爐現(xiàn)有70W的金鹵燈全部更換為30W LED節(jié)能燈436套，減少燈具110套，且同樣滿足現(xiàn)場照明需要，將控制箱實(shí)現(xiàn)了分區(qū)控制(長明部分手動遠(yuǎn)方控制，夜間照明實(shí)現(xiàn)自動光控/手動轉(zhuǎn)換)。#1鍋爐本體總計(jì)546套燈具，每年維修量約200套，每套燈具更換燈泡(82元)、鎮(zhèn)流器(79元)、觸發(fā)器(15元)共計(jì)200套，直接材料費(fèi)3.52萬元， 人工費(fèi)1.6萬元 搭架子費(fèi)用0.46萬元，合計(jì)5.58萬元 /年，因燈具更換后，壽命為7年免維護(hù)，7年可節(jié)約維護(hù)費(fèi)34.16萬元 。改造前#1鍋爐房本體照明耗電20.8萬度;改造后耗電為5.57萬度，節(jié)約電能15.23萬度，按照我廠現(xiàn)在上網(wǎng)電價0.4316元計(jì)算，節(jié)電費(fèi)用6.39萬元/年，7年節(jié)約電費(fèi)44.73萬元。根據(jù)節(jié)約維護(hù)和電能費(fèi)用計(jì)算，每年合計(jì)可節(jié)約費(fèi)用11.97萬元;本次改造費(fèi)用實(shí)際費(fèi)用39萬元，燈具單價約902元，數(shù)量為436套，按照每年節(jié)約11.97萬元計(jì)算，3.26年內(nèi)可收回投資。在2015年大修中對#2爐照明也實(shí)施了改造。
4. 合理優(yōu)化輔機(jī)運(yùn)行方式
(1)汽機(jī)專業(yè)將凝汽器補(bǔ)水方式改為為自吸補(bǔ)水，停運(yùn)凝補(bǔ)水泵，通過凝汽器的負(fù)壓作用將凝補(bǔ)水箱內(nèi)的除鹽水吸進(jìn)凝汽器，并保證凝補(bǔ)水箱液位不能低于4200mm，防止發(fā)生凝汽器漏空現(xiàn)象，特殊情況下自吸補(bǔ)水不能滿足要求時再啟動凝補(bǔ)水泵補(bǔ)水，大大縮短了凝補(bǔ)泵的運(yùn)行時間。機(jī)組啟動階段采取無電泵啟動方式，啟動汽泵前置泵向鍋爐汽包上水，提前將一臺汽泵定速至3100r/min,保證汽包補(bǔ)水要求。
(2)鍋爐專業(yè)根據(jù)磨煤機(jī)出力情況定期安排清理分離器及添加鋼球，保證制粉系統(tǒng)最佳出力，降低制粉系統(tǒng)耗電率。根據(jù)機(jī)組運(yùn)行出力情況，及時安排停止1C、2C磨煤機(jī)運(yùn)行，以保證負(fù)荷不受阻為原則，盡量減少C磨煤機(jī)的運(yùn)行。同時加強(qiáng)受熱面及空預(yù)器吹灰，確保空預(yù)器差壓不增大、受熱面不積灰，減小風(fēng)機(jī)耗電量。
(3)電氣專業(yè)將變壓器的冷卻器風(fēng)扇控制自動運(yùn)行，盡量避免在手動方式�，F(xiàn)場照明以既確保生產(chǎn)現(xiàn)場必要的亮度，又盡可能地節(jié)約廠用電為原則，將原來常開照明的場所，根據(jù)現(xiàn)場情況兩路分控的只開一路，多路控制的開啟一半。現(xiàn)場的空調(diào)控制以保證室內(nèi)設(shè)備溫度為原則控制啟停，因現(xiàn)場照明電壓402V偏高，調(diào)節(jié)照明變壓器的有載調(diào)壓裝置至380V,降低工作電壓節(jié)約電能的同時延長燈具的使用壽命，同時控制辦公非生產(chǎn)用電節(jié)能。
(4)化學(xué)專業(yè)超濾出水提升泵采用變頻泵運(yùn)行，盡可能停運(yùn)工頻泵。保持除鹽水箱高液位運(yùn)行，通過液位差自流至凝補(bǔ)水箱，以減少除鹽水泵運(yùn)行時間。液氨卸載時通過液氨儲罐和液氨槽車的壓力差平衡液位，以減少液氨壓縮機(jī)啟用時間，降低電耗。污廢水排放泵按照液位控制自動運(yùn)行，避免造成空轉(zhuǎn)。
(5)輸煤專業(yè)縮短上煤時間，避免皮帶超負(fù)荷運(yùn)行和長時間小流量運(yùn)行，如遇堵煤，設(shè)備故障等上游設(shè)備跳閘，待煤流走空后先將下游設(shè)備停運(yùn)，避免處理缺陷過程中下游設(shè)備長時間空轉(zhuǎn)，努力降低輸煤設(shè)備空運(yùn)轉(zhuǎn)時間，降低輸煤耗電率。
(6)除灰專業(yè)在滿足環(huán)保要求前提下調(diào)整除塵器高壓參數(shù)，限制各電場二次電流極限值。根據(jù)機(jī)組負(fù)荷和空壓機(jī)負(fù)荷情況及時啟停空壓機(jī)，根據(jù)鍋爐輸灰壓力曲線，及時調(diào)整輸灰結(jié)束壓力設(shè)定值，減少壓縮空氣用量，降低空壓機(jī)出力。
良村熱電經(jīng)過近三年的技改實(shí)踐，取得了顯著成效，截至到2015年6月，#1、#2發(fā)電機(jī)組廠用電率分別完成約6.85%、7.19%。由于2015年下半年電除塵及脫硫脫硝綜合改造，新增了大量耗能設(shè)備，廠用電率又有所上升，隨著國家節(jié)能減排政策的不斷深化，作為發(fā)電企業(yè)，應(yīng)該積極響應(yīng)國家政策，將降低廠用電率作為一個長期的課題來研究。
三、節(jié)能改造的潛力
1、利用新技術(shù)，對輔機(jī)變頻節(jié)能改造
火電廠輔機(jī)出力隨發(fā)電機(jī)負(fù)荷的大小而變化，電網(wǎng)負(fù)荷隨時在變化，發(fā)電機(jī)輸出功率變化，風(fēng)機(jī)、水泵等主要輔機(jī)出力也要相應(yīng)調(diào)整，對于采用調(diào)節(jié)閥或擋板調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)、水泵，運(yùn)行中的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速在±20%范圍內(nèi)變化時，其運(yùn)行效率變化不大，其流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低后，其軸功率隨轉(zhuǎn)速的三次方降低，驅(qū)動風(fēng)機(jī)、水泵的電機(jī)所需的電功率亦可相應(yīng)降低，所以調(diào)速是風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能的重要途徑。在風(fēng)機(jī)、水泵的流量調(diào)節(jié)中，節(jié)流調(diào)節(jié)最為簡單，也是目前應(yīng)用最多的調(diào)節(jié)方式，主要缺點(diǎn)是能耗偏大。由于變頻調(diào)速在頻率范圍、動態(tài)響應(yīng)、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、功率因數(shù)、工作效率等方面是與交流調(diào)速無法比擬的，因此開展變頻調(diào)速節(jié)能降耗勢在必行。
2、電氣設(shè)備改造優(yōu)化選型
對今后需要改造或者新增的電氣設(shè)備，要從節(jié)能角度出發(fā)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，做好電氣設(shè)備評標(biāo)選型。
(1)優(yōu)先選用高效電動機(jī)
高效電動機(jī)是指總損耗比標(biāo)準(zhǔn)系列電動機(jī)降低20%以上的電動機(jī)。高效電動機(jī)由于定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯均采用高導(dǎo)磁、低損耗的優(yōu)質(zhì)電工硅鋼片構(gòu)成,且制造工藝較先進(jìn),所以電機(jī)在運(yùn)行中各種損耗較低,功率因數(shù)高,運(yùn)行熱穩(wěn)定好,使用壽命長。同等情況下,高效電動機(jī)比標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)效率提高3%,但制造成本卻比標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)高出30%。對火力發(fā)電廠不需要進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)的輔助機(jī)械而言,把拖動電動機(jī)更換為高效電動機(jī)是一種行之有效的方法。
(2)采用節(jié)能型變壓器。
由于材料技術(shù)的不斷發(fā)展和變壓器廠對結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn) ,節(jié)能型變壓器發(fā)展也很快 , 目前已發(fā)展到 S10型甚至S11型。而以節(jié)能為技術(shù)特點(diǎn)的S9型變壓器與節(jié)能效果更好的S11型相比較已變成“費(fèi)能”型。S11變壓器適用范圍廣，性能水平高于S9型變壓器，空載損耗平均降低30%，空載電流降低70%。因此應(yīng)優(yōu)先選擇節(jié)能的S11型變壓器或更新型的節(jié)能變壓器。 在選用配電變壓器(容量2500KVA及以下)時應(yīng)優(yōu)先選用S11型干式變?nèi)〈萘康挠徒兓蚱渌墒阶儔浩鳎擅黠@降低無功損耗。
3、通過調(diào)節(jié)廠用電經(jīng)濟(jì)電壓來降低廠用電率
高電壓狀態(tài)下，不僅危及電動機(jī)絕緣，而且使電動機(jī)損耗大大增加,過高的運(yùn)行電壓會增加無謂的電能浪費(fèi)。所以需要給廠用輔機(jī)優(yōu)選一個合理的運(yùn)行電壓范圍，進(jìn)一步挖掘設(shè)備的節(jié)能潛力，降低廠用電率。電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《規(guī)程》規(guī)定：電動機(jī)的運(yùn)行電壓范圍為95%～110%額定電壓，在此范圍內(nèi)電動機(jī)的總損耗是不一樣的，分析外加電壓的目的是尋找一個最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行電壓。想找出全廠所有輔機(jī)電動機(jī)損耗最小的函數(shù)表達(dá)式的方法十分繁冗。所以對于全廠眾多的廠用輔機(jī)電動機(jī)運(yùn)行中自身損耗可以用試驗(yàn)(調(diào)節(jié)電壓)方法的來求函數(shù)的極值，以便找出對應(yīng)的6kV母線電壓Uj即經(jīng)濟(jì)電壓。就目前400V廠用段運(yùn)行電壓來看，通過調(diào)節(jié)分接頭適當(dāng)降低廠用母線電壓應(yīng)是可行的，預(yù)期節(jié)電量非常可觀，參考同行降壓節(jié)電效果，可使廠用電率降低約0.1%。
4、減少發(fā)電機(jī)組封閉母線輸電過程中的鐵磁性損耗
大型發(fā)電機(jī)組從發(fā)電機(jī)至主變壓器等回路采用封閉母線輸電，減少輸電過程中的鐵磁性損耗。由于封閉母線局部分接位置磁屏蔽不嚴(yán)及其鋼構(gòu)安裝形成閉合回路等原因，在交變磁場的作用下鋼材料會產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗 ,稱為鐵磁性損耗，如果鐵磁性損耗過大 ,會造成鋼材料局部過熱，可能會威脅到人身安全、設(shè)備安全或結(jié)構(gòu)安全 ,還造成大量電能損耗。要減少鐵磁性損耗 ,應(yīng)從減少交變磁場中鋼材料的使用、增加屏蔽、避免形成閉合來回路、改善鋼材料與載流導(dǎo)體空間關(guān)系等方面處理。
5、有效控制電氣設(shè)備運(yùn)行過熱問題
電氣設(shè)備如開關(guān)、母線等由于設(shè)計(jì)安裝不當(dāng)或者維護(hù)不到位以及環(huán)境條件惡劣等影響，在運(yùn)行中經(jīng)常會造成開關(guān)隔離觸頭、母線接頭等部位過熱現(xiàn)象，不僅威脅設(shè)備安全運(yùn)行，還會損耗一定的電能。對設(shè)計(jì)安裝容量不足的情況要對設(shè)備進(jìn)行有針對性的增容技術(shù)改造。對維護(hù)不到位及環(huán)境影響的情況，要嚴(yán)格執(zhí)行檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)，處理過熱部位，使用電力導(dǎo)電膏。在承載負(fù)荷電流的開關(guān)觸頭、母線接頭清理后涂敷導(dǎo)電膏，接觸電阻比未涂敷下降25%至95%，溫升比未涂敷下降25%至70%，可節(jié)省有功電量。
拓展資料：
火力發(fā)電廠簡稱火電廠，是利用可燃物（例如煤）作為燃料生產(chǎn)電能的工廠。它的基本生產(chǎn)過程是：燃料在燃燒時加熱水生成蒸汽，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。
原動機(jī)通常是蒸汽機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)，在一些較小的電站，也有可能會使用內(nèi)燃機(jī)。它們都是通過利用高溫、高壓蒸汽或燃?xì)馔ㄟ^透平變?yōu)榈蛪嚎諝饣蚶淠@一過程中的壓降來發(fā)電的。
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