火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗的問題與技術(shù)措施分析

陳干勇

國(guó)能福州熱電有限公司，中國(guó)·福建 福州 350300

電能是一種重要的能源，是人類賴以生存的基本能源，在人類的日常生產(chǎn)生活中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在國(guó)家對(duì)電能的要求日益提高的同時(shí)，國(guó)家對(duì)節(jié)能也日益關(guān)注。在中國(guó)，火力發(fā)電廠是最主要的電力供應(yīng)途徑之一，因此火電廠也要注重自身的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率，對(duì)電氣節(jié)能降耗這一問題進(jìn)行深入的研究，并積極引入先進(jìn)的技術(shù)手段來控制電器損耗，以確保能夠更穩(wěn)定地供應(yīng)電能。論文主要針對(duì)目前中國(guó)火力發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中存在的一些問題進(jìn)行了分析和討論，并提出了一些相應(yīng)的技術(shù)措施。

火力發(fā)電廠；節(jié)能降耗；技術(shù)措施

1 引言

在電力技術(shù)不斷發(fā)展創(chuàng)新的情況下，盡管火電廠已經(jīng)對(duì)節(jié)能降耗領(lǐng)域進(jìn)行了一定的研究，并取得了初步的成果，但是由于研究的時(shí)間較短，這方面的技術(shù)還不完善，在實(shí)際應(yīng)用中存在著各種問題，從而沒有達(dá)到期望的節(jié)能降耗效果。因此，從熱電廠電能節(jié)能降耗工作的緊迫性和重要性來看，相關(guān)工作人員一定要對(duì)這項(xiàng)工作在執(zhí)行過程中出現(xiàn)的種種問題進(jìn)行深入的研究，從而探索出更加行之有效的節(jié)能降耗技術(shù)措施。

2 火力發(fā)電廠常見的電氣化損耗問題

2.1 不可避免的機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作損耗

因?yàn)樵诨痣姀S的日常運(yùn)行過程中，涉及了多種機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，因此必然會(huì)有熱能、光能、機(jī)械磨損等方面的損失，這就讓以發(fā)電為核心目標(biāo)的電站，面對(duì)著新領(lǐng)域中的節(jié)能要求。電力損失大致可劃分為以下幾種。

2.1.1 不得不進(jìn)行空載運(yùn)行時(shí)的損耗

在機(jī)器運(yùn)行過程中，由于某些裝置的傳輸，都會(huì)造成一定時(shí)期內(nèi)的空載運(yùn)行，從而造成電能的損失。

2.1.2 設(shè)備的自然損耗

不管是哪一種設(shè)備，抑或者是哪一種能源，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)與能源的轉(zhuǎn)化的過程中，都不可避免地會(huì)產(chǎn)生物質(zhì)層面的能量損失，而這種現(xiàn)象也是不可能完全消除的。

2.1.3 空氣摩擦

在設(shè)備本身運(yùn)行的時(shí)候，會(huì)因?yàn)榕c空氣的摩擦而造成一些能量的損失，特別是在火電廠的生產(chǎn)環(huán)境中，顆粒、粉塵等物質(zhì)比較多，這就造成了空氣的摩擦作用力比正常情況下要大很多，這也就造成了損耗的增加。

2.2 運(yùn)行機(jī)制缺乏規(guī)范性

在火力發(fā)電廠的日常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中，建立一個(gè)規(guī)范、合理的運(yùn)作機(jī)制，有利于獲得更好的經(jīng)營(yíng)結(jié)果，也有利于推動(dòng)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)活動(dòng)更加順利、有序。但是從目前的運(yùn)行情況來看，在進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)并沒有形成與其實(shí)際情況相適應(yīng)的規(guī)范、合理的運(yùn)行機(jī)制。這一點(diǎn)在公司職工的日常工作中體現(xiàn)得尤其突出，最普遍的就是，一些職工在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)的過程中，缺乏對(duì)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)的理解和控制，在實(shí)施能源與物資采購(gòu)的過程中，對(duì)公司的總體效益沒有給予足夠的關(guān)注，沒有能夠采取有效的措施，對(duì)公司的電能能源消耗量進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而導(dǎo)致公司的經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)降低。除此之外，在公司的經(jīng)營(yíng)和生產(chǎn)活動(dòng)中，為了實(shí)行一套行之有效的監(jiān)督制度，導(dǎo)致員工在發(fā)現(xiàn)某些問題的時(shí)候，沒有能夠第一時(shí)間將這些問題反饋給員工，從而造成了一個(gè)不良循環(huán)。

2.3 照明設(shè)備造成的損耗較多

火電廠在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)過程中會(huì)用到很多的照明設(shè)施，唯有保證生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的視線清楚，才能更好地了解電站中各個(gè)區(qū)域的真實(shí)情況，這樣才能在出現(xiàn)異常的時(shí)候，及時(shí)地做出應(yīng)對(duì)，從而保證公司的生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng)安全穩(wěn)定地進(jìn)行，并保護(hù)所有員工的生命安全。但在現(xiàn)實(shí)生活中，火電廠中所采用的各種燈光裝置通常都具有很高的功耗，并且有些火電廠中會(huì)采用廉價(jià)的常規(guī)燈光裝置，但是這種裝置不但壽命很短，在啟動(dòng)時(shí)也會(huì)耗費(fèi)很多的電能。另外，在火力發(fā)電廠中，所設(shè)置的照明設(shè)備所覆蓋的區(qū)域相互重疊的區(qū)域很多，這樣就會(huì)造成電力資源的浪費(fèi)。

2.4 大量的鐵磁性物質(zhì)在使用過程中會(huì)遭受損耗

在火力發(fā)電的各個(gè)工序中，裝備的強(qiáng)度是至關(guān)重要的，因此在現(xiàn)場(chǎng)需要使用大量的鐵制設(shè)備。在火電廠的設(shè)備當(dāng)中，最重要的就是汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。在使用鐵制裝置的情況下，電廠所產(chǎn)生的電能主要以交流電為主，這將導(dǎo)致交變磁場(chǎng)的產(chǎn)生，而隨著時(shí)間的推移，渦流消耗等因素將會(huì)導(dǎo)致一定程度的能量浪費(fèi)。同時(shí)，隨著時(shí)間的推移，大量的電能也會(huì)進(jìn)入電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中去。此外，電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)還會(huì)以熱能的形式從金屬器件中提取電能，從而導(dǎo)致更多的能源被浪費(fèi)。所以說，如果想提高火電廠的運(yùn)行效率，必須要減少火力發(fā)電廠用電的過程中因電磁損耗帶來的損失。設(shè)施設(shè)備長(zhǎng)期處于鐵磁損失狀態(tài)時(shí)，其易遭受損壞和故障，電流的影響會(huì)導(dǎo)致更多的電力損失，尤其是熱能方面。

3 火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗技術(shù)優(yōu)化措施

3.1 完善發(fā)電廠運(yùn)行機(jī)制及管理制度

要完善企業(yè)的內(nèi)部運(yùn)作機(jī)制和管理體制，讓企業(yè)的員工都能規(guī)范自己的行為。明確運(yùn)行機(jī)制的具體內(nèi)容，完善火電廠的組織結(jié)構(gòu)，使每個(gè)職工都被劃分到每個(gè)班組，在保證層級(jí)向上的前提下，有明確的負(fù)責(zé)人，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)全體職工與平日生產(chǎn)作業(yè)的管理，避免在執(zhí)行制定的措施時(shí)，或者在處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題時(shí)，不能逐層遞進(jìn)。完善公司各項(xiàng)管理體系。一方面，要建立和執(zhí)行完善的員工管理體系，根據(jù)公司的實(shí)際運(yùn)行情況，將平時(shí)生產(chǎn)活動(dòng)中各環(huán)節(jié)應(yīng)該關(guān)注的問題進(jìn)行總結(jié)和總結(jié)，掌握各種情況下的應(yīng)對(duì)措施，讓員工能夠按照這些要求進(jìn)行日常工作。另一方面，建立一個(gè)合理的獎(jiǎng)罰制度，明確在各種情形下所對(duì)應(yīng)的具體獎(jiǎng)罰措施，促使員工能夠按照制度辦事，并在日常辦公中更有動(dòng)機(jī)。通過建立良好的運(yùn)行機(jī)制和管理體系，推動(dòng)工廠有關(guān)設(shè)備的電氣節(jié)能降耗工作。

3.2 發(fā)電機(jī)節(jié)能

毫無疑問，在實(shí)施節(jié)約能源工作中，生產(chǎn)性環(huán)節(jié)是至關(guān)重要的。在熱電廠運(yùn)行過程中，只要降低了投資費(fèi)用，保證了所需的電能能量不會(huì)降低，就達(dá)到了節(jié)能降耗的目標(biāo)。當(dāng)前，中國(guó)燃煤電站的燃料中，大約有五分之四是燃煤，其費(fèi)用超過了全部電力費(fèi)用的2/3。而煤的品質(zhì)較差，則會(huì)導(dǎo)致燃料中的熱量不會(huì)得到充分的利用，而發(fā)電所消耗的煤也會(huì)更多，從而增加發(fā)電的成本。因此，必須從根源上提高煤炭品質(zhì)，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的?？梢圆捎靡韵路椒ǎ涸黾用喝霠t時(shí)的空氣溫度，保持煤與風(fēng)的適當(dāng)配比，保證煤在鍋爐中能夠充分地燃燒。還可以將煤碾為細(xì)粉，使它在燃燒過程中與大氣有較大的接觸區(qū)域；加強(qiáng)鍋爐主體的隔熱作用，采用更加先進(jìn)的隔熱材料，降低鍋爐的熱輻射損失，提高鍋爐周圍的空氣質(zhì)量，降低由于溫度變化造成的熱損失。

3.3 變壓器節(jié)能

在電氣能源運(yùn)輸過程中，變壓器的應(yīng)用是非常重要的，這就要求相關(guān)工作人員在平時(shí)的工作過程中，要做到對(duì)變壓器的有效使用，從而防止出現(xiàn)電能大量損失的現(xiàn)象。在配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，變壓器本身也會(huì)消耗一定的電量，只有降低變壓器的能量，才能有效地降低投資費(fèi)用。就這一點(diǎn)而言，非晶合金鐵芯變壓器在配電線路運(yùn)營(yíng)中有著比較廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，因?yàn)檫@種變壓器的信號(hào)噪聲比能夠通過一些手段來進(jìn)行有效的控制，而且其空載和運(yùn)行時(shí)的電力損失很小，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)完全封閉的維護(hù)。所以，如果將這種類型的變壓器用于供電，就可以大大降低線路中的各種損失，從而使變壓器的日常運(yùn)行更加節(jié)能和經(jīng)濟(jì)。

3.4 減少照明系統(tǒng)的鐵磁損失和電耗

為了解決鐵制設(shè)施在交變磁場(chǎng)環(huán)境下所引起的磁滯與渦流損耗問題，在熱電站在選擇導(dǎo)線時(shí)，可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，根據(jù)該情況，選取包含非導(dǎo)磁性物質(zhì)的合金材料，來實(shí)現(xiàn)降低溫度，提高設(shè)施設(shè)備的使用壽命。若有鋼結(jié)構(gòu)處于強(qiáng)交流電環(huán)境中，則不能采用單相引線支持鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成閉環(huán)。要注意母線和鋼架的相互關(guān)系，要注意防止母線和鋼架的走向一致，以免產(chǎn)生誘發(fā)的回路。因此，在建筑照明設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用相應(yīng)的節(jié)能措施。采用燈光調(diào)節(jié)裝置，使燈光控制裝置能夠很好地控制燈光，使燈光控制裝置能夠更好地發(fā)揮燈光控制裝置的作用，從而實(shí)現(xiàn)燈光控制裝置的節(jié)能效果。大力引入節(jié)能燈具，因?yàn)槟壳笆袌?chǎng)上的節(jié)能燈具已經(jīng)越來越成熟，所以，隨著節(jié)能技術(shù)在燈具中的應(yīng)用越來越多，目前市場(chǎng)上的節(jié)能燈具的售價(jià)也比較公道，并且不管是在壽命還是在消耗方面，都很優(yōu)秀。所以，火力發(fā)電廠可以將LED 節(jié)能燈用作主要的照明設(shè)施，這樣就能夠?qū)Πl(fā)電站的整體電能損耗進(jìn)行有效的控制[1]。

3.5 改造核心水泵

為避免水泵產(chǎn)熱和能量利用率下降等問題，需要根據(jù)水泵的實(shí)際工作原則，采用冷卻技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改造。例如將原有的冷卻塔拆除，然后進(jìn)行改裝，利用冷卻水來冷卻核反應(yīng)堆中的泵，從而減少泵內(nèi)產(chǎn)生熱量，從而提高能量利用率。為了達(dá)到節(jié)約能源、降低能耗的目的，必須對(duì)泵進(jìn)行改進(jìn)，使之取代常規(guī)的制冷系統(tǒng)。熱電站可以結(jié)合自己的供電狀況和用戶的整體需求，對(duì)水泵進(jìn)行改造，在確保其滿足特定運(yùn)行需求的前提下，對(duì)自動(dòng)泵的電源安裝位置、電流和運(yùn)行模式進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

3.6 減少設(shè)備更換流程

熱電廠要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行科技的創(chuàng)新，采取對(duì)高壓電器變頻調(diào)壓、伺服電機(jī)、永磁高效節(jié)電等技術(shù)方法，以有效降低空載環(huán)境下因機(jī)械、環(huán)境等各種因素對(duì)電氣節(jié)能降耗所帶來技術(shù)問題。通過智能與自動(dòng)相結(jié)合，進(jìn)行對(duì)既有設(shè)備的改進(jìn)。在設(shè)備運(yùn)營(yíng)過程中，盡量減少各種裝置間的更換，同時(shí)采取改進(jìn)電站的方法，提升設(shè)備效能，減少運(yùn)營(yíng)支出，實(shí)現(xiàn)減少總體能源消耗的目的[2]。

3.7 合理控制變壓器空載運(yùn)行

在熱電站運(yùn)行時(shí)，大部分的起動(dòng)裝置都是高壓設(shè)備，而在變壓器在空載或者低負(fù)載運(yùn)行的過程中，會(huì)造成非常嚴(yán)重的電氣損耗。要想徹底地解決這個(gè)問題，就要采用低溫儲(chǔ)備的方法[3]。因此，在進(jìn)行用電方案的設(shè)計(jì)和規(guī)劃時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該要確保在正常情況下，設(shè)備不會(huì)帶著公共符合，通過發(fā)電機(jī)組中的變壓器來分散公共符合，將某一臺(tái)機(jī)組采用全帶并具有事故開關(guān)功能的方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而使用電過程更加安全和穩(wěn)定。

4 結(jié)語

在中國(guó)，火力發(fā)電是一種重要的電力生產(chǎn)方式，它對(duì)能量的消耗有著很高的需求，并且還會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大的影響，因此在提高火力發(fā)電廠的總體運(yùn)行效率的同時(shí)，要采取一些有效的方法來減少能量的消耗，減少污染物質(zhì)的生成和排放，加大對(duì)這一領(lǐng)域工作的研究，堅(jiān)持綠色的生產(chǎn)理念。像我們這么龐大的人口，我們必須要提高我們的資源使用效率，減少無謂的浪費(fèi)，才能確保我們的子孫后代能夠得到足夠的資源。