火力发电厂厂用电率影响因素分析及降低措施

高小波

摘 要：火力发电厂是将化学能转化为电能的服务型工厂，生产过程是完全机械化和自动化的。需要许多用电动机拖动的机械设备为发电厂的锅炉、汽轮机、发电机等主要设备和辅助设备服务，这些机械称为厂用机械。发电厂的厂用机械的耗电，加上全厂的运行操作、实验、照明、修配等设备的用电，合称为厂用电。厂用电占发电厂总发电量的百分数，称为厂用电率。厂用电率是发电厂的主要经济指标之一，找到影响厂用电的因素，降低厂用电率，可以大大降低发电成本，提高发电厂的经济性。

关键词：火力发电厂；用电率；降低措施

前言

节能降耗一直是我国经济发展的国策，也是一项长远的战略方针。火电厂厂用电率一直是备受各方关注的技术经济指标之一，它直接反映的是厂用系统耗电量的多少，是衡量火电厂电气部分经济运行的重要指标，代表着电厂的运行管理水平。合理的运行方式，可以使电厂的设备处于最佳运行状态，厂用电率可以维持在较低的水平，这对创造较好的经济效益，降低能源消耗，都有很大的意义。

1 影响火力发电厂厂用电率的因素

1.1 火力发电机组全流程运行效率的影响

火力发电厂是通过燃煤在锅炉内燃烧，加热水变成高温高压蒸汽，冲动汽轮发电机组发电。整个热力系统朗肯循环的效率高低，发电机的效率高低，都会影响到厂用电率。举例来说，燃煤锅炉的飞灰含碳量，是指在炉膛燃烧结束，进入电除尘器之前炉灰中没有燃烧完的煤粉的含量。这些煤粉本来应该在锅炉中完全燃烧，产生热能去发电，结果却作为废料进入灰场。由此带来的是制粉电耗上升，风机电耗上升，除灰电耗上升。有资料表明，锅炉飞灰含碳量每增加1%，机组的厂用电率增加0.01～0.02%。锅炉漏风系数增加10%，厂用电率增加0.08～0.1%。

1.2 燃煤种类的影响

火力发电厂最大的原料就是煤炭，一个装机容量在1200MW的火力发电厂，年燃煤消耗量在300万吨左右。而要将这些燃煤所含有的化学能通过燃烧转变成热能，生产过程中的厂用辅机耗电量也是巨大的。常规而言，与燃煤种类有关的厂用辅机首先要是磨煤机、排粉机，合起来称之为制粉系统耗电。次之为吸风机和送风机，称为风机耗电。煤质好，热值高，转化同样的热量需要的煤粉量就少，制粉电耗和风机电耗就会随之下降。近几年，因为环保改造的要求，衡量煤质好坏的指标除了发热量，还加上了含硫量，也称为硫份。一般来说煤质好，热值高、硫份低。但这不是绝对的，高热值高硫份的煤也比较常见。入炉煤硫份的高低，直接影响脱硫设备耗电量的多少。

1.3 设计方面的因素造成的影响

发电厂热力系统和电气设备的合理设计、优化设计，对发电厂厂用电率的高低有着特别大的影响。一种是热力系统设计不合理，造成厂用辅机耗电太多，造成浪费。一种是电气设备的选型不合理，功率不匹配，“小马拉大车”或者“大马拉小车”，使厂用辅机工作在半载或者过载状态，效率低下，造成能源浪费。如某发电厂两台配套300MW汽轮发电机组的1025t/h锅炉，炉膛高度，受热面的布置均有不同。在2010年前后完成低氮燃烧改造后，两台锅炉的风机耗电率相差很大。在负荷率和发电量基本接近的一个月内，两台机组的风机耗电率相差0.83个百分点。

1.4 机组负荷率的影响

在我们的传统观念中，发电厂负荷率越高，厂用电率越低。在发电厂没有进行节能改造前，确实如此。但在高压变频器等一些节能降耗产品大量应用于电力生产以后，负荷率和厂用电率不再是同大同小的关系。负荷率低，一些节能设备的节能效果会更明显，影响厂用电率下降，但另一些固定容量的厂用辅机耗电率就会上升，影响厂用电率上升。反之相同。现阶段，发电机组的厂用电率和负荷率的关系曲线应该是一条U型曲线，负荷率过高过低，厂用电都会升高。一台燃煤发电机组，最经济的负荷率则应该根据机组厂用辅机的具体情况，现场实验得出。

1.5 运行方式的影响

热力系统的运行方式是否合理，对厂用电率的影响非常大，而且这种影响是可以在生产过程中避免的。以一台300MW机组为例，锅炉的制粉系统有四套，机组负荷在150-210MW可以运行两套制粉系统，210-300MW运行三套。在190-220MW中间是一个过渡阶段，根据煤质的不同，可以两套或三套运行。可以两套运行而运行三套制粉系统，那么制粉耗电率就会大幅上升。

2 改善措施

2.1 对原有发电设备进行改造

一般情况下，火电厂大多配置有3台功率为3200KW的电动给水泵，每一电动给水泵的耗电量为平均7.6KW*h/t，在整个辅机组中的电量消耗比例最高。针对这一情况，火电厂可提前了解自身所处地理位置与环境，并将检修工期纳入到考虑范围内，将原有的电动给水泵进行更换，可使用汽动给水泵予以替代，如此便能够很好地实现用电率的下降。在此过程中需注意的是，为了更好确保火电厂的正常运转，在特殊情况下可预留一台电动给水泵作为备用。理论数据显示若改造成功，则火电厂的用电率将下降2%-3%。与此同时，对变频器加以改造能够更显著地促进火电厂用电率的下降。目前火电厂较为常见的包括供水泵、循环泵以及灰渣泵等，上述设备在全负荷条件下运转后，均能对其进行变频改造。改造过程之中需要注意的是，变频器的顺利改造除了可以使火电厂的用电率下降，还能够在很大程度上避免水泵等辅机的反复重启。

2.2 避免发电之中使用辅机

火电厂合理使用与停用辅机，对于降低用电率很有帮助。但需引起注意的是，并非所有情况均可停用辅机。停用辅机的条件如下所示：第一，在充分了解运营商具体运作需求的前提下，应始终确保有功负荷曲线能够很好满足需求；第二，考虑到当出现非全负荷运转的条件下，电厂需维持有充足的备用容量，若选择停用辅机，则应确保在紧急状态下剩余机组也能够对负荷调整、符合缺失等引起的突发情况做好充分应对。此外，若已決定停用辅机，则应确保连锁保护可在送风机切换过程中相应进行合理转换，避免由此而导致的一系列意外事件。

3 结束语

火电厂为了自身的发展，赢取更大的经济效益和社会效益，以此，提高在同行业中的竞争力，越来越注重降低本厂的用电率管理的发展，这样不仅能够提高资源的利用率，还能降低本身的生产成本，进而带动火电厂的发展，这样才能更好的促进健康的火电行业的有序发展，从而带动国民经济的健康可持续发展。火力发电厂厂用电率是衡量发电厂管理水平、运行经济性的重要指标，每个电厂的实际情况不同，可采用降低厂用电率的方法也不同。各厂应根据自己的实际情况，发掘潜力，争取使厂用电率维持在一个较低的水平。这对降低企业的经营成本、对减少能源消耗都有非常积极的意义。

参考文献

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[3]吕莉《.生态环保的方法的研究》山东：青岛大学出版社2012.89-91.