火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗技術(shù)分析

（江蘇省蘇州市望亭發(fā)電廠，江蘇 蘇州 215155）

0 引言

目前，資源問題已經(jīng)成為制約國家快速發(fā)展的重要因素，我國針對資源短缺提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，可持續(xù)發(fā)展思想的提出是解決能源、經(jīng)濟、環(huán)境之間矛盾的重要依據(jù)。進入21 世紀(jì)以來，對各種清潔能源應(yīng)用技術(shù)的研究，使得以太陽能、風(fēng)能為代表的清潔能源開始應(yīng)用于電力行業(yè)，總體而言，我國大部分的國民用電仍然依靠火力發(fā)電廠輸送。隨著國家對環(huán)境問題重視程度的日益劇增，優(yōu)化火力發(fā)電技術(shù)，提升鍋爐燃燒效率，降低熱量損失成為火力發(fā)電適應(yīng)社會需求的必然選擇。相對于其他發(fā)達國家，我國對火力發(fā)電廠電能損耗的研究較少，因此，對火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗技術(shù)進行分析具有重要的現(xiàn)實意義。

1 火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗的問題

1.1 電氣設(shè)備電能消耗量過大

火力發(fā)電廠內(nèi)除了生產(chǎn)電能所需的設(shè)備外，還存在諸如輸電、供水、供暖和循環(huán)等設(shè)備，這些設(shè)備是確保發(fā)電廠電能生產(chǎn)設(shè)備、輸送設(shè)備正常運行的必然電能消耗。資料顯示，這部分電力消耗較大，許多監(jiān)管不力的火力發(fā)電廠都會在此部分上產(chǎn)生巨大的消耗，甚至在一些偏遠地區(qū)的發(fā)電廠內(nèi)仍然存在偷電、私搭亂接等問題，不僅增加了火力發(fā)電廠的電力消耗，還威脅著火力發(fā)電廠周圍居民的生命財產(chǎn)安全[1]。

1.2 火力發(fā)電廠電氣運行規(guī)范性較差

火力發(fā)電廠的電率事關(guān)各相關(guān)企業(yè)的切身利益，但結(jié)合作者自身工作經(jīng)驗來看，一些火力發(fā)電廠在電能管理制度方面仍然存在著不足，這些漏洞甚至嚴(yán)重影響著火力發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。例如，一些電廠管理人員對電廠內(nèi)的一些經(jīng)濟指標(biāo)不關(guān)注、不重視，在進行電氣設(shè)備選購時，往往迷信大型號，造成求大于供[2]，進而增加了一些非必要的電力消耗。

1.3 鐵磁損耗過多

火力發(fā)電廠內(nèi)由于機電設(shè)備眾多，因此在運行過程中極易出現(xiàn)鐵質(zhì)材料的磁滯損耗與渦流損耗，這部分損耗不僅會在火力發(fā)電廠中造成電力損耗，還可能會造成鐵質(zhì)材料在運行中會由于交變磁場的存在而產(chǎn)生巨大的熱能量，且能量還會在短時間內(nèi)積聚在交變磁場內(nèi)部，最終造成其局部范圍內(nèi)出現(xiàn)溫度過高，極易導(dǎo)致設(shè)備運行受到不良影響，并進一步增加了電力損耗，而且這種損失會縮短相應(yīng)設(shè)備的壽命。

1.4 照明損耗過多

結(jié)合作者自身工作經(jīng)驗來看，火力發(fā)電廠內(nèi)的照明裝置都存在使用壽命短的問題，而頻繁地更換火力發(fā)電廠內(nèi)部的照明裝置，會影響到供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障，影響設(shè)備正常運行。同時，由于大部分火力發(fā)電廠均未推廣使用節(jié)能燈，且大多數(shù)人片面的認為火力發(fā)電廠內(nèi)“不缺電”，沒有必要開發(fā)照明節(jié)能技術(shù)，使得一些照明節(jié)能設(shè)備、節(jié)能技術(shù)不能及時地應(yīng)用于火力發(fā)電廠[3]。此外，由于火電廠的接線問題，火力發(fā)電廠中的照明線路與其內(nèi)部的功率負載電路一般使用的均為一個電路，但是值得注意的是，在實踐中，功率負載電路的電壓要高于照明電路的電壓，這就導(dǎo)致照明電路中所使用的電路電壓高于其實際需求，不僅會產(chǎn)生照明系統(tǒng)運行的隱患，還會導(dǎo)致電力資源的浪費，影響火力發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

1.5 節(jié)能降耗意識不足

部分火電廠內(nèi)的工作人員對于節(jié)能的認知不到位，因此在購買電氣設(shè)備時較少考慮電氣設(shè)備是否可以節(jié)省能源或減少能耗，而是僅考慮設(shè)備的性能，缺乏對場內(nèi)員工的節(jié)能、降耗意識的培養(yǎng)，從作者調(diào)查來看，大多數(shù)火力發(fā)電廠內(nèi)的工作人員都認為節(jié)約電能和減少能耗對他們根本不重要，而節(jié)能、降耗意識的嚴(yán)重缺乏嚴(yán)重制約了火力發(fā)電廠節(jié)能降耗措施的實行，這也是導(dǎo)致火力發(fā)電廠的電力消耗很高的根源。

2 火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗技術(shù)的措施

2.1 運行管理制度應(yīng)規(guī)范合理

在考慮如何增加火力發(fā)電廠經(jīng)濟效益的同時，火力發(fā)電廠管理者必須充分考慮如何降低火力發(fā)電廠整體的用電率。因此，在火力發(fā)電廠采用節(jié)電措施的過程中，應(yīng)根據(jù)實際情況規(guī)范其生產(chǎn)實踐中的運行管理制度。具體表現(xiàn)如下。1）火力發(fā)電廠內(nèi)使用大量的精密機電設(shè)備，這些機電設(shè)備對于運行環(huán)境的要求較高，因此，在日常管理中，設(shè)備管理人員應(yīng)注意對廠房內(nèi)的靜電除塵器等設(shè)備進行維護，檢查其運行狀況，避免其由于維護不及時而產(chǎn)生靜電導(dǎo)致的設(shè)備故障，同時對于此類設(shè)備而言，檢修維護人員應(yīng)根據(jù)設(shè)備的運行環(huán)境，有針對性地建立起運行管理體系，在滿足電氣設(shè)備運行需求環(huán)境的條件下，盡可能地降低此類設(shè)備的能耗，滿足節(jié)約電能，降低能耗的要求[4]。2）火力發(fā)電廠應(yīng)對電廠內(nèi)各種使用設(shè)備的能耗以及運行情況進行檢測，通過制定并實施降低各種機電設(shè)備的運行管理體系，使設(shè)備管理人員有章可循，實現(xiàn)降耗目標(biāo)。3）作為火力發(fā)電廠內(nèi)的管理人員，自身應(yīng)充分地認識到節(jié)能降耗的重要性，轉(zhuǎn)變粗放式的管理方式，層層加壓，進而確保廠內(nèi)所有員工具有較好的節(jié)能意識。同時，在進行設(shè)備采購中，應(yīng)注重考慮節(jié)能材料的使用，進而達到使火電廠節(jié)能和降耗的目的。

2.2 盡量降低由照明系統(tǒng)所帶來的電力損耗

2.2.1 照明調(diào)壓器的應(yīng)用

資料顯示，照明設(shè)備的電力消耗是火力發(fā)電廠中電能消耗的大頭，為了有效地降低照明設(shè)備所消耗的電能資源，可通過使用照明調(diào)壓器來增加照明設(shè)備電供電電路電壓的穩(wěn)定性，并通過照明調(diào)壓器針對性地處理照明設(shè)備的工作電壓，確保照明設(shè)備維持在較好的節(jié)能狀態(tài)。

2.2.2 節(jié)能型燈具的應(yīng)用

節(jié)能型燈具的使用同樣是減少火力發(fā)電廠照明系統(tǒng)用電消耗的重要手段之一，節(jié)能型燈具經(jīng)過幾十年的發(fā)展愈發(fā)成熟，一個好的節(jié)能型燈具不僅具有良好的節(jié)能效果，還具有較長的使用壽命。因此，火力發(fā)電產(chǎn)應(yīng)在日常中注重節(jié)能型燈具的選擇與使用，注重節(jié)能型燈具使用的推廣，這不僅有利于降低火力發(fā)電廠整體的電能消耗，還有助于電廠降低自身運行成本，提升競爭力。

2.3 減少輸電過程中的鐵磁性損耗

鐵磁損耗是指鋼材在交變磁場作用下引起的磁滯損耗和渦流損耗的總稱。實際上，為了有效地降低鐵磁損耗，通常通過改善載流導(dǎo)體空間和鋼材之間的關(guān)系，防止兩者之間形成閉環(huán)，增加屏蔽，并減少在交變磁場中使用鋼材以減少鐵磁性損耗。因此，在選擇火力發(fā)電廠的節(jié)能減排措施的過程中，有必要注意減少輸電過程中的鐵磁損耗。首先，應(yīng)盡可能地使用非磁性材料制成的金屬零件，并使用更高級的設(shè)計作為導(dǎo)體硬件，這樣可以減少損耗，并延長硬件的使用壽命。其次，在高交流開放導(dǎo)體、電抗器等周圍具有強交流磁場的空間中設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡量避免使用導(dǎo)體支撐膠合板[5]。最后，可以適當(dāng)增加母線與鋼結(jié)構(gòu)之間的距離。通常要求，鋼結(jié)構(gòu)中心至母線中心距離要大于母線電流的0.7 倍，同時，要注意合理選擇母線和鋼結(jié)構(gòu)，以免產(chǎn)生感應(yīng)電勢，并確?；鹆Πl(fā)電廠的節(jié)能狀態(tài)良好。另外，火力發(fā)電廠可以在與母線相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)上使用低電阻的非滲透性材料，并注意使用屏蔽環(huán)以減少母線鋼結(jié)構(gòu)的鐵磁損耗。

2.4 合理應(yīng)用節(jié)能措施來處理免除調(diào)節(jié)操作的設(shè)備

在生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)輕、中載交替情況下電動機的工作狀況來采取合理的降耗手段，以減少此類電氣設(shè)備的能耗，并降低對電能的節(jié)約和使用要求。1）選擇性能良好的定子繞組，其連接方式通?？苫谳o機功能來確定，達到降耗目標(biāo)。2）當(dāng)電動機運行過程中出現(xiàn)低負載甚至是空載情況時，應(yīng)注意根據(jù)布設(shè)的輔助電路來降低能耗。在此基礎(chǔ)上，有利于在不調(diào)節(jié)運行輔助設(shè)備的情況下實現(xiàn)安全運行，從而降低了此類電氣設(shè)備的能耗率，提高了火電廠生產(chǎn)應(yīng)用中設(shè)備的節(jié)能水平。

2.5 減少空載運行變壓器數(shù)量

大容量高壓備用變壓器的使用可以有效地解決系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的空載情況，在實踐中，為了降低電廠能耗，可根據(jù)設(shè)備運行的實際情況減少空載運行變壓器數(shù)量，此外，可結(jié)合電廠內(nèi)機電設(shè)備、生活用電情況進行變壓器運行的優(yōu)化，盡最大可能避免出現(xiàn)公共負荷的設(shè)置，從而使電廠的能耗降低。同時，利用有效備用電源中心線同樣是優(yōu)化變壓器運行條件的重要措施，以減少它的負載損失并滿足火電廠的電能節(jié)約要求。

2.6 實際出發(fā)來選用電動機

電動機的使用也對火力發(fā)電廠的電能消耗具有一定的影響。實際上，在電廠內(nèi)使用的感應(yīng)電動機本身就會產(chǎn)生無功功率的消耗，且當(dāng)其產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場同樣會產(chǎn)生無功消耗，無形中增加了電廠的電能消耗。因此，在實踐中應(yīng)注意選擇節(jié)約電能和減少能耗的、成本效益好的電動機。1）盡量使用高功率因數(shù)的電動機，避免電動機在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生較多的無功消耗，達到減少無功損耗的目的。2）加強使用高效電機的制造工藝，并使用低損耗、高磁導(dǎo)率的優(yōu)質(zhì)硅鋼片使電機的轉(zhuǎn)子鐵芯和定子鐵芯性能更加可靠，從而確保了電機的穩(wěn)定性，電動機在降低其運行損耗的同時，滿足了火電廠節(jié)能降耗的要求。因此，火力發(fā)電廠應(yīng)根據(jù)自身情況選擇使用具有良好性價比的電動機，從而減少電動機的能耗，實現(xiàn)對自身生產(chǎn)成本的科學(xué)控制。同時，還應(yīng)對電動機的實際應(yīng)用效果進行評價，為合理選擇電動機提供參考依據(jù)。

3 結(jié)語

隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的加快，節(jié)能降耗成為我國經(jīng)濟發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，減少能源浪費可以促進經(jīng)濟發(fā)展，火力發(fā)電廠的節(jié)能能力將成為評估其經(jīng)濟效益的指標(biāo)。盡管生產(chǎn)更多的電力資源是其主要功能，但是過多的電力浪費將減少其供電能力，為了促進火力發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展，我們必須采取措施，確保火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗，推動火力發(fā)電廠的健康發(fā)展。