浅谈火力发电厂节能优化设计方案.docx

浅谈火力发电厂节能优化设计方案 【摘要】本文对国内火力发电厂节能节电现状进行了论述，结合工程的特点，提出了火力发电厂节能优化设计、降低厂用电的主要措施。 【关键词】节能优化,厂用电率,火电厂 1概述 我国是一个能源消费大国，建设节约型社会、实现可持续发展，已被列入国家十一五规划。近年来，随着我国电力企业改革的深入，火力发电厂竞价上网、独立核算已经成为必然，控制厂用电率、降低发供电成本是降低电价的关键，节能降耗是发电厂提高企业核心竞争力的必由之路。 厂用电率是电厂运行的主要技术经济指标之一，直接影响电厂长期运行的经济效益。控制和减少电厂内部的电量，就增加了电厂输出的电量。 2节能节电措施 2.1全厂优化布局、合理选择电动机 在总平面布置和主要工艺流程上，结合场地条件，尽量压缩厂区面积，优化工艺流程和主要系统布置，布置的紧凑和系统的优化，可以有效的降低额外损耗。以燃料输送系统为例，煤场的位置、输煤设备的输送距离、输煤栈桥的倾角等均对输送设备的电耗产生较大影响，若整个输煤系统布置紧凑、工艺流程简洁合理，便可有效的节约电耗。 大型火力发电厂内电气设备种类多、数量大，大量辅机为电力拖动。据国家有关机构统计，电力工业泵与风机的用电量占单位总用电量的72.43% 。合理选择与之相匹配的电动机型号及容量对节电有十分重要的意义。设计选型中，在保证设备的安全性、可靠性的前提下，选择容量恰当的设备，避免出现大马拉小车的情况。同时，在工程设计中，优先选用高效电动机，也可达到节能节电的效果。 2.2采用低损耗干式变压器 在发电厂低压厂用电系统中，作为重要的配电设备，干式变压器得到了广泛的应用。合理选择变压器参数、控制变压器阻抗值，对于降低变压器损耗具有显著的效果。 根据目前国内干式变压器的生产现状， 应优先采用高效、节能的低损耗变压器。 下面以某变压器厂生产的两种系列产品为例做简单的比较：该厂的干式变压器根据性能水平分为SCB9 和SCB10 系列，后者的铜损、铁损均优于前者，损耗参数见表2.21。 表2.21 变压器容量 SCB9 系列 SCB10 系列 Po(kW) Pk(kW) Po(kW) Pk(kW) 1000kVA 1.6 7.51 1.55 7.1 1600kVA 2.5 10.91 2.14 10.24 2000kVA 3.2 13.36 2.4 12.62 2500kVA 3.5 15.87 2.85 14.99 由上表可以看出，对于相同阻抗的2000kVA 干式变压器，SCB10 系列产品的损耗要低于SCB9系列产品，总损耗差Ps=1.54kW，假定干式变压器年运行时间为5500h，厂内运行成本电费为0.25元/kWh，每台新型变压器每年可节约电费Q=0.251.545500=2117.5元。按全厂共设置26台低压干式变压器计算，采用低损耗变压器每年可节约电费大约5.5万元。 同时尽量保持变压器负载三相平衡， 改善变压器运行环境也有利于降低变压器损耗，节约运行成本。 2.3合理采用变频调速设备 变频调速是当今电力节能降耗应用较为广泛的一种节能方式。随着技术的不断进步，高电压大功率半导体器件的出现，高压变频器也应运而生，使发电厂高耗能大型辅机的调速运行成为现实。变频调速技术经过多年的发展，目前已非常成熟可靠，在各行业得以广泛地应用。300MW、600MW机组锅炉给水泵、凝结水泵、排粉机等大功率电动机均取得成功应用。以凝结水系统为例： 凝结水泵是发电厂中耗用厂用电的主要设备之一，300MW级机组的凝结水泵电机功率最高能达到1000kW。由于凝结水泵采用定速运行，出口流量只能由调节阀来控制调节，节流损失大，一般300MW级机组的凝结水采用一级升压系统，凝结水泵出口压力较高，依据规程选择的扬程也有较大裕量，由此造成管网损失严重，系统运行效率低。调节阀门前后压差较大，易使阀门因冲刷而导致泄漏，增加现场维护量。 变频技术的应用，可省去由于阀门节流带来的功率损失，从而达到节能的目的，提高发电厂的发电效率。因此，采用高压变频器对凝结水泵进行无极调速，使凝结水泵功耗随机组负荷变化而变化，进而提高设备利用率，达到最佳经济运行模式。 此项技术在国内大量电厂中已有应用，获得了较好的经济效益。据估算，一台300MW机组在年平均75%负荷下，凝结水泵采用变频运行每年可节约用电400万kWh，年节电率为34.7%。按每度电0.25元计算，每年可节约100万元，节能效益是非常可观的。 2.4全厂电缆路径优化布局、电缆截面选择合理 对全厂的电缆路径的走向、长度等进行优化。根据潮流情况优化电缆路径的布置， 避免潮流迂回，减小电缆长度减少了线损。 在以往低压电缆的设计选择中，一般将载流量作为主要的选择依据。为了降低电缆在运行中的发热损耗，在条件允许时，可将电缆截面放大一级，减小电缆的单位阻抗，降低运行成本。 2.5广泛应用绿色照明 绿色照明是指通过科学的照明设计， 采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品(电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材，以及调光控制调和控光器件)，改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。 虽然照明用电量在厂用电系统所占比重不大，但发电厂内车间布置分散，各个场所对照明要求不一，通过采用绿色照明的设计理念，能够取得显著的节能效果。 针对工程的实际特点，可采用下列措施推广绿色照明： 2.5.1采用高效节能的电光源 1)用金属卤化物灯取代普通照明白炽灯。 2)用自镇流单端荧光灯取代白炽灯(节电70-80%) 。 3)用直管型荧光灯取代白炽灯和直管型荧光灯的升级换代(节电70-80%) 。 4)大力推广高压钠灯、金属卤化物灯及电磁感应灯的应用。 5)低压钠灯的应用。 6)推广发光二极管-LED 的应用。2.5.2采用高效节能照明灯具 1)选用配光合理、反射效率高、耐久性好的反射式灯具。 2)选用与光源、电器附件协调配套的灯具。 2.5.3采用高效节能的灯用电器附件 用节能电感镇流器和电子镇流器取代传统的高能耗电感镇流器。根据照明建筑标准，采用功率因数不低于0.9的设备，电子镇流器的优点是： 1)通过高频化提高灯效率； 2)可以瞬间点灯； 3)无频闪； 4)无噪音； 5)自身功耗小； 6)体积小、重量轻； 7)可以实现调光等。2.5.4采用各种照明节能的控制设备或器件常用的方法有： 1)光传感器； 2)热辐射传感器； 3)超声传感器； 4)时间程序控制； 5)直接或遥控调光。 对于室外照明如：厂区道路照明、A列外及升压站场地照明、航空障碍灯，可采用光传感器或时间程序控制实现照明的起停。既节省了人力，又保证了正常照明，避免出现长明灯的现象。 对于距离主厂房较远的辅助车间，没有设置经常的值班人员，可采用声控开关，在满足运行人员巡视的要求下，达到了人走灯灭的效果，能够有效的降低不必要的照明能耗。 2.5.5控制厂区各部分的照度，满足建筑照明设计标准，不大于标准“6.照明节能”所规定的照明功率密度值。如：主控室的照度控制在500lx，照明功率密度不大于15W/m2，配电装置室的照度控制在200lx，照明功率密度不大于7W/m2