關(guān)于燃機(jī)電廠降低廠用電率可行性分析

羅葉昕

摘要：近年來(lái)，我國(guó)對(duì)電能的需求不斷增加，燃機(jī)電廠建設(shè)越來(lái)越多。廠用電率直接影響到發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，是燃機(jī)電廠的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一;但影響因素眾多，而且眾多影響因素很難逐一進(jìn)行計(jì)量統(tǒng)計(jì)分析，行業(yè)內(nèi)部意見(jiàn)也不盡相同，不同類型的燃機(jī)電廠的廠用電率數(shù)值差別也較大，故該項(xiàng)指標(biāo)可塑性相對(duì)較大。

關(guān)鍵詞：廠用電率;優(yōu)化運(yùn)行方式;變頻;節(jié)能降耗

引言

改革開(kāi)放以后，伴隨著電力企業(yè)的不斷變革，其逐漸從原來(lái)的生產(chǎn)型改變?yōu)榻?jīng)營(yíng)型。電廠運(yùn)營(yíng)將獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益作為目標(biāo)，降低運(yùn)營(yíng)成本成為了經(jīng)營(yíng)型企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。燃機(jī)電廠發(fā)電機(jī)組中主要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括廠用電率、發(fā)電量以及供電煤耗等。本文旨在各個(gè)系統(tǒng)與廠用電率之間密切聯(lián)系的基礎(chǔ)上，對(duì)燃機(jī)電廠降低廠用電率的措施進(jìn)行深入探析。

1廠用電率基本概念

燃機(jī)電廠廠用電率是指熱電廠發(fā)電耗用的廠用電量與發(fā)電量的比率。供熱廠用電率是指熱電廠對(duì)外供熱所消耗用的廠用電量與發(fā)電量的比率。

2影響廠用電率的因素及存在問(wèn)題

2.1機(jī)組運(yùn)行的平均負(fù)荷

影響廠用電率最大的因素就是機(jī)組運(yùn)行的平均負(fù)荷，因?yàn)闄C(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，廠用電的消耗基本都是固定的量，機(jī)組滿負(fù)荷與最低負(fù)荷消耗的廠用電量基本相當(dāng)，負(fù)荷升高或者降低廠用電量的變化很小，因此機(jī)組運(yùn)行的高負(fù)荷率無(wú)疑會(huì)大大降低廠用電率。機(jī)組負(fù)荷受天然氣供氣量和電網(wǎng)用電負(fù)荷的制約，天然氣夏季供氣量充足，電網(wǎng)用電負(fù)荷需求量大，機(jī)組可以滿負(fù)荷運(yùn)行，廠用電率較低。春秋季供氣量相對(duì)較少，電網(wǎng)用電負(fù)荷較低，基本最高只能維持80%負(fù)荷，導(dǎo)致廠用電率偏高。理論上，冬季是燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷和發(fā)電效率最高的季節(jié)，但在廣東地區(qū)，冬季電網(wǎng)用電負(fù)荷低，燃機(jī)電廠作為調(diào)峰機(jī)組，須頻繁參與調(diào)峰;機(jī)組投入AGC運(yùn)行之后往往只能帶較低負(fù)荷維持運(yùn)行，甚至需要停機(jī)聽(tīng)候調(diào)度命令隨時(shí)啟機(jī)，停機(jī)備用期間各輔助系統(tǒng)仍維持正常運(yùn)行，這無(wú)疑大大增加了電廠的廠用電率及運(yùn)營(yíng)成本。

2.2輔助設(shè)備的優(yōu)化改造

燃機(jī)電廠的輔助系統(tǒng)眾多，每一個(gè)輔助系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)都與機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行息息相關(guān)。而各輔助系統(tǒng)中，6KV及380V輔助電機(jī)用電量是電廠廠用電量的主要消耗設(shè)備，在日常運(yùn)行中往往存在電機(jī)與設(shè)備型號(hào)不匹配，“大馬拉小車”的情況;因此，可以對(duì)主要高能耗設(shè)備進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)改造，進(jìn)而降低燃機(jī)電廠的廠用電率。

2.3輔機(jī)運(yùn)行調(diào)節(jié)方式

燃?xì)鈾C(jī)組屬于調(diào)峰機(jī)組，必要時(shí)會(huì)根據(jù)電網(wǎng)需求頻繁啟停，甚至每天早啟晚停。由于啟動(dòng)頻繁，所以操作員的技術(shù)及運(yùn)行水平直接影響每次機(jī)組從啟動(dòng)到并網(wǎng)的時(shí)長(zhǎng)，以及各輔機(jī)系統(tǒng)設(shè)備投退時(shí)機(jī)，進(jìn)而影響廠用電率;因此，可以從提高運(yùn)行人員專業(yè)技能及優(yōu)化輔機(jī)運(yùn)行的調(diào)節(jié)方式入手，降低燃機(jī)電廠的廠用電率。

2.4其他因素

此外，燃機(jī)電廠的綜合廠用電率還受環(huán)境溫度、機(jī)組真空、主變自身?yè)p耗、機(jī)組檢修用電、燃機(jī)壓氣機(jī)臟污、設(shè)備老化、各系統(tǒng)跑、冒、滴、漏等等因素影響。

3廠用電率的計(jì)算

火力燃機(jī)電廠廠用電率，是指機(jī)組在運(yùn)行狀態(tài)下總耗電設(shè)備與同一時(shí)期機(jī)組發(fā)電總量的百分比。廠用電率的數(shù)值可以通過(guò)電廠的負(fù)荷情況計(jì)算得到，其運(yùn)算為：

式中：e為廠用電率，%;Wf為全廠發(fā)電量，kW·h;Wsw為全廠的上網(wǎng)電量，kW·h。因?yàn)槠綍r(shí)機(jī)組運(yùn)行時(shí)上網(wǎng)電量是一定的。從以上公式可知，要降低廠用電率，我們應(yīng)盡量降低電廠用電設(shè)備的耗電量。當(dāng)耗電量降低，廠用電率自然就下降了。

4降低廠用電率可采取的措施

4.1提高機(jī)組平均負(fù)荷率

燃機(jī)電廠運(yùn)行成本直接受制于天然氣價(jià)格及供應(yīng)量，天然氣夏季產(chǎn)氣較多，消耗較少，冬季產(chǎn)氣較少，消耗較多（民用采暖用氣）。故造成電廠夏季供氣充足，冬季較少的特點(diǎn)，這種供氣方式受制于天然氣生產(chǎn)實(shí)際及市場(chǎng)供需行情，很難人為施加影響。因此要做好長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃，時(shí)刻關(guān)注天然氣公司生產(chǎn)運(yùn)行情況，與燃?xì)夤炯皶r(shí)溝通，在氣價(jià)低位時(shí)與供氣方多加談判，保證低價(jià)高量，降低自身運(yùn)行發(fā)電成本。時(shí)刻關(guān)注地區(qū)用戶負(fù)荷情況，積極與調(diào)度溝通，優(yōu)化機(jī)組AGC運(yùn)行負(fù)荷曲線，抓住可能為電廠多給負(fù)荷，能帶高負(fù)荷盡量爭(zhēng)取高負(fù)荷，能維持基本負(fù)荷運(yùn)行盡量爭(zhēng)取不停機(jī)調(diào)峰，減少調(diào)停次數(shù)，盡一切可能保證機(jī)組維持高負(fù)荷運(yùn)行。負(fù)荷率直接影響發(fā)電量、氣耗和能耗等指標(biāo)，要列為電廠的關(guān)鍵性指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

4.2高能耗設(shè)備的優(yōu)化改造

當(dāng)前，我國(guó)很多燃機(jī)電廠的設(shè)備能耗都很高，全部進(jìn)行更換的可行性非常低。因此，可以對(duì)一些高耗能設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造，這主要包括對(duì)凝結(jié)水系統(tǒng)、高壓給水系統(tǒng)的變頻改造，頻率則由定頻改為變頻;增設(shè)小功率輔助真空泵，在正常運(yùn)行時(shí)用來(lái)維持凝汽器真空;循環(huán)水泵系統(tǒng)可由單速運(yùn)行變雙速運(yùn)行，在環(huán)境溫度較低時(shí)（冬季）采用低速運(yùn)行，環(huán)境溫度較高時(shí)（夏季）采用高速運(yùn)行等。以廣東某燃?xì)怆姀S三菱9F機(jī)組為例，每臺(tái)機(jī)組各配備了兩臺(tái)凝結(jié)水泵，單臺(tái)額定電機(jī)功率為500kW，額定電流58.6A，正常為1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用，在額定470MW負(fù)荷下運(yùn)行電流為51.2A。同時(shí)，當(dāng)凝結(jié)水泵運(yùn)行時(shí)，因?yàn)闊o(wú)變頻器調(diào)節(jié)，所以常因凝結(jié)水泵出口流量過(guò)大而開(kāi)凝結(jié)水再循環(huán)電動(dòng)門(mén)，這樣便白白浪費(fèi)了大量的電能。根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，該電廠把凝結(jié)水泵做了變頻改造。改造后，在額定470MW負(fù)荷的情況下，只需要通過(guò)變頻器把凝結(jié)水泵電流控制在35.2A左右，就可以滿足除氧器的上水量，同時(shí)也不會(huì)因?yàn)榱髁窟^(guò)大而開(kāi)凝結(jié)水再循環(huán)的情況。通過(guò)凝結(jié)水泵的變頻改造后，單臺(tái)凝結(jié)水泵每小時(shí)可以節(jié)省145kW·h左右，兩臺(tái)機(jī)每小時(shí)可節(jié)約290kW·h，大大提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。改造前后該電廠耗電設(shè)備如表1所示。

4.3優(yōu)化輔助系統(tǒng)的運(yùn)行方式

一是加強(qiáng)運(yùn)行方式管理，高度關(guān)注機(jī)組運(yùn)行方式是否正常，一旦發(fā)生異常運(yùn)行方式（備用設(shè)備投入運(yùn)行），及時(shí)進(jìn)行原因分析，采取有效糾正措施，以減少?gòu)S用電量消耗。二是提升操作員技能水平，嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行規(guī)程，在保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上勤操作、勤調(diào)整，緊湊啟停機(jī)節(jié)奏，把控好各輔助系統(tǒng)的投退時(shí)機(jī)。機(jī)組停運(yùn)后，及時(shí)停止高、中壓給水泵、循環(huán)冷卻塔風(fēng)機(jī)、潤(rùn)滑油風(fēng)機(jī)，密封油風(fēng)機(jī)等需要手動(dòng)停止的輔助運(yùn)行設(shè)備;汽輪機(jī)排汽溫度低于50℃立即停止循環(huán)水泵運(yùn)行，汽機(jī)轉(zhuǎn)子溫度低于150℃停止盤(pán)車和交流潤(rùn)滑油泵運(yùn)行，燃機(jī)輪間溫度65℃以下及時(shí)停止燃機(jī)盤(pán)車和交流潤(rùn)滑油泵，循環(huán)水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)根據(jù)循環(huán)水溫度和凝汽器真空確定運(yùn)行臺(tái)數(shù)，計(jì)算好冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷卻水溫度、流量和凝汽器真空的效率分析，在運(yùn)行規(guī)程內(nèi)明確規(guī)定冷卻塔風(fēng)機(jī)投停條件（冷卻水溫度），以確保機(jī)組能夠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4.4精細(xì)化管理

提高運(yùn)行人員自身素養(yǎng)，做好精細(xì)化管理工作。夏季做好設(shè)備降溫;檢修期間嚴(yán)格按照檢修計(jì)劃表執(zhí)行，不延誤工期;優(yōu)化主變冷卻器運(yùn)行方式;定期進(jìn)行燃機(jī)水洗;平時(shí)運(yùn)行加強(qiáng)巡檢，及時(shí)消缺等等這些都可以從一定程度上節(jié)約廠用電率。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，影響電廠廠用率指標(biāo)眾多，對(duì)廠用電率的控制是一個(gè)持續(xù)細(xì)致且漫長(zhǎng)的工作。燃機(jī)電廠可以通過(guò)控制廠內(nèi)的運(yùn)行設(shè)備來(lái)完成對(duì)廠用電率的控制。電廠通過(guò)利用先進(jìn)的改造技術(shù)改造廠內(nèi)高能耗設(shè)備，優(yōu)化輔機(jī)運(yùn)行方式等手段從一定程度上完成了控制廠內(nèi)用電率的目標(biāo)。因此要想控制自身的運(yùn)營(yíng)成本，需要從控制廠用電率開(kāi)始，做好精細(xì)化管理，從而逐步提升燃機(jī)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，最終實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的全速發(fā)展。

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