刘长杰 李新荣 罗宁 潘光慧 王胜 刘恩营
（山东华聚能源股份有限公司兴隆庄矿电厂 山东兖州 272102）
摘 要：厂用电率是衡量火力发电机组经济性能的主要经济技术指标之一。本文主要针对煤泥热电厂厂用电率偏高的实际情况，从技术革新、装备升级、运行管理等方面进行了有益的探讨，并在实践中进行了应用，对中小型电厂降低厂用电率具有很现实的借鉴指导作用。
关键词：厂用电率 节能 措施
1前言
目前，一些综合利用、热电联产电厂尽管符合国家的产业政策，但由于装机容量小、规模小，特别是一些建设较早的热电厂，在起初设计时考虑到富裕量大和安全系数高等因素，在设备选型时没有特别对运行效率选择提出要求，在一些泵与风机的选型上出现大马拉小车的现象。各系统、设备配置较陈旧，其技术性能低、耗能高，对厂用电率偏高造成很大的影响。某煤泥热电厂通过对锅炉风机变频改造、利用汽动给水泵取代电动给水泵，将油浸厂用变压器更换为干式变压器，安装无功补偿装置，降低了厂用电，达到了节电降耗的目的。
2降低厂用电率的节能措施
2.1锅炉风机、输煤系统变频改造
作为电厂三大主机之一的锅炉，其风机耗能约占某热电厂厂用电率的60%左右。根据国家出台的限制性政策：“对新建和扩建工程需要调速的风机和水泵，一律不准采用挡板和阀门调节流量；对采用挡板和阀门调节流量的风机和水泵要分期、分批和有步骤地进行调速改造。”由此可见，锅炉风机变频改造势在必行，而改造后对厂用电率降低有十分现实的意义。
为了节约电能，提高锅炉燃烧控制水平，增加经济效益，采用变频调速系统取代低效高能耗的风门挡板，已具备比较成熟的技术，节能效率接近40%。
节能情况评价：不同锅炉负荷率，采用不同调节流量方法时的电机输入功率见下表：
|
锅炉负荷率 % |
入口挡板调节 |
变频调速 |
液力耦合器 |
变频与挡板比较节约 kW |
变频与液力耦合器比较节约 kW | |||
|
风机转速r/min |
电机输入功率 kW |
风机转速 r/min |
变频器输入功率 kW |
风机转速 r/min |
系统输入功率 kW | |||
|
100 |
705 |
3338 |
540 |
2610 |
540 |
3417 |
778 |
807 |
|
95 |
705 |
3351 |
506 |
2146 |
506 |
3012 |
1205 |
866 |
|
85 |
705 |
3062 |
448 |
1539 |
448 |
2437 |
1513 |
989 |
|
60 |
705 |
2689 |
346 |
609 |
318 |
1324 |
2080 |
715 |
|
50 |
705 |
2548 |
346 |
513 |
268 |
1004 |
2071 |
491 |
从上面表格可看出，在同样锅炉负荷率条件下，采用变频调速调节流量比采用风门或挡板调节流量可节约电能23.3%-81.3%。各方面的统计数据表明，采用变频调速替代风门或挡板的节约电能一般均在25%到50%，甚至达到60%。
2.2 利用汽动给水泵取代电动给水泵
给水泵汽轮机驱动方式一般有两种。一是利用富余新蒸汽进入汽动泵汽轮机做功，这种方式在供暖时期能够提高经济效益，但一般不可能有节能效益。另一种是利用供热抽汽驱动给水泵汽轮机，排汽进入回热系统除氧器。这种方式既回收了节流损失，又节省了给水泵的厂用电，同时可提高热电比。其经济效益和节能效益是最大的。
通过技术改造将原电动给水泵更换为汽动给水泵。由汽轮机的一级抽汽驱动汽动给水泵，利用供除氧器加热蒸汽的压差做功，能级比较匹配。为此，抽汽进入背压小汽轮机，使之拖动给水泵，排汽0.1～0.2Mpa进入除氧器加热给水。既回收了节流损失，又节省了给水泵的厂用电。
2.3将油浸式变压器更换为干式变压器
电厂原有厂用变压器为油浸式变压器，型号为SL7-1000/6.3，由于设备投用期早，使用时间长，效率低，能耗大，且维护不方便。根据原四台油浸式厂用变压器的规格参数，考虑到与其他变压器的并列运行，选用的新旧变压器参数见下表：
新、旧变压器的技术参数对比表
|
名称编号 |
油浸式厂变 |
新装干式厂变 |
|
型 号 |
SL7—1000/6.3 |
SC10—1000/6.3 |
|
额定容量 |
1000KVA |
1000KVA |
|
额定电压 |
6.3±5%/0.4 KV |
6.3±5%/0.4 KV |
|
额定电流 |
91.6/1443A |
/ |
|
接线组别 |
Y/Yn0-12 |
Y,yn0 |
|
空载损耗 |
1.8KW |
1.4KW |
|
负载损耗 |
11.6KW |
6 KW |
|
空载电流 |
1.2% |
0.4% |
|
阻抗电压 |
9.42% |
6% |
|
冷却方式 |
油浸自冷 |
风机冷却 |
|
温 升 |
55℃ |
/ |
由对比表中可以明显看出，干式变压器在空载损耗、负载损耗、空载电流、阻抗电压等方面均优于油浸式变压器。在更换为SC10-1000/6.3节能型变压器后，经测算每小时功耗减少24KW左右，每年节约厂用电210240kwh，节约资金12万余元。
2.4安装低压无功补偿装置
采用补偿方式的优点是可以显著提高用户的功率因数，实现无功的就地平衡，对配电网和配电变的降损有较好地作用，也有助于保证用户的电压水平。根据电厂现场情况，优选在变压器低压侧安装集中补偿装置，四段各安装一台无功补偿柜。由于四段母线功率因数一般为0.86左右，建议补偿到0.95以上。有功负荷较平均，最大为630KW左右，按620KW计算。
补偿容量计算：由cosφ1=0.86 cosφ2=0.95
得出：tgφ1=0.5934 tgφ2=0.3287
则补偿容量：Qc=P(tgφ1－tgφ2)=（0.5934－0.3287）=0.2647P
分段补偿容量详细数据见下表：
|
变压器 |
有功KVA |
补偿前功率因数 |
无功KVar |
目标功率因数 |
补偿容量(KVar) |
型号 |
|
1段 |
620 |
0.86 |
316.38 |
0.95 |
164.12 |
QFJ -I-180K+2 |
|
2段 |
QFJ-I-180K+2 | |||||
|
3段 |
QFJ-I-180K+2 | |||||
|
4段 |
QFJ-I-180K+2 |
补偿容量分别为164.12KVar，则共补偿约164.12×4=656.48 KVar。
安装无功补偿柜后，对控制回路及接线进形了细致的检查，对主回路进行了绝缘遥测，无问题后，送电后，根据产品说明书对装置参数进行了设置。分别用手动/自动方式对装置进行了投入，装置运行正常。通过调整各段母线负荷大小，数据如下：
|
有功负荷 |
一段母线功率因数 |
二段母线功率因数 |
三段母线功率因数 |
四段母线功率因数 |
|
200KW |
0.99 |
0.99 |
0.99 |
0.99 |
|
300KW |
0.99 |
0.99 |
0.99 |
0.99 |
|
400KW |
0.98 |
0.98 |
0.98 |
0.98 |
|
500KW |
0.97 |
0.97 |
0.97 |
0.97 |
|
600KW |
0.955 |
0.955 |
0.955 |
0.95 |
根据测试，四段母线安装无功补偿装置后，达到了方案和技术协议要求，超过了国家对工矿企业用电功率因素的规定。安装无功补偿装置可以带来显著的经济效益，主要反映在以下几方面：改善电能质量、降低电能损耗、挖掘发供电设备潜力、减少用户电费支出。
2.5细化运行管理
加强锅炉给水压力的调节。通过强化锅炉给水压力的调整，降低锅炉给水压力、增开汽动给水泵运行时间等方法，要求锅炉运行时连续上水，并避开同时上水导致给水压力偏低的不利因素，经过大胆尝试，取得了明显的节电效果。
充分利用低谷电量。针对厂用电的各种设备，应根据生产系统的特点。制定相应的计划和措施，在保证安全生产的前提下，尽可能用夜间的低谷电量，以降低厂用电成本。如粉原煤尽量安排在夜班执行、煤仓争取后夜班多上煤等等，这些措施不仅降低成本也起到减少电网峰谷差的作用。
降低变压器的空载损耗。尝试在机组正常运行时变压器冷备用，减少了热备用变压器的空载损耗。通过改造实现同类型变压器一运一备，定期切换，达到变压器冷备用，降低空载损耗的目的。变压器平均空载损耗2％计算，实现冷备用后，每年就可节电131400 kW·h。
提高运行人员的素质，加大经济运行方式的调整。
3.总结分析
厂用电率代表着电厂的运行管理水平，合理的经济运行方式，可使电厂运行处于最佳状态，能够最大限度地降低厂用电率，创造最大的经济效益。对提高小型热电厂节能管理水平、降低能源消耗、节约生产成本具有十分现实的意义。
参考文献：
李青，公维平.火力发电厂节能和指标管理技术.北京：中国电力出版社，2006
作者简介：
刘长杰（1971-），男，工程师，主要研究方向为电厂技术管理。