燃煤火电厂电气系统节能优化在机组运行中的应用实践

引言：

在当今全球能源危机与环境污染日益严重的情况下，燃煤火电厂作为最重要的能源生产企业，应积极响应节能减排的号召，走可持续发展的道路。电气系统在火电厂运行中会消耗大量的电能，而厂用电率是衡量火电厂能源利用率的重要指标，对电气系统进行节能优化能够降低厂用电率，提高机组整体效率，减少能源消耗和环境污染。因此研究燃煤火电厂电气系统节能优化在机组运行中的应用实践具有重要的现实意义。

一、燃煤火电厂电气系统现状及节能优化的必要性

（一）现有电气系统存在的问题

有的火电厂的电气设备运转时间很长，设备老掉牙厉害，设备性能变差，能耗就变高，有些旧的电动机效率比较低，跟新的高效电动机比起来，能耗大概会多 10%-20% ，而且设备一直运转、磨损、锈蚀等毛病也会影响设备正常运转，让设备保养花费更多，故障风险更大。

电气系统的设计及运行上存在设备选型和实际工况不相符的现象，例如有些泵、风机等部分，在设备选型时会考虑最大工况的情况，因此会选择大一些的设备，在实际运行中大部分时间设备都是处于低负荷运转状态，这样的状态下设备运行效率很低，造成电能的极大浪费。

（二）节能优化的必要性

针对电气系统执行节能改良，能切实减轻厂用电率，缩减电能耗费，进而减轻火电厂的生产开销，当下煤炭价格起伏较大，节流减耗对火电厂改进经济收益具有重要价值。随着环保法规日趋严格，火电厂承受着越发严峻的环保压力，缩减厂用电率可削减能源耗费并降低污染物排放量，有益于火电厂符合环保标准，做到可持续发展。在当前电力市场竞争日益激烈的形势下，火电厂凭借节能改良来优化能源应用效能，可以减少发电成本，优化电力产品的竞争优势，从而为企业发展形成稳固根基。

二、燃煤火电厂电气系统节能优化技术

（一）变频调速技术

变频调速技术改变电机电源频率来调节转速，进而实现对设备流量，压力等参数的控制，按照电机转速与电源频率成正比，变频器可以做到使电机在不同工作状况下达到最合适的转速。低负荷时降低转速，可以大幅节约能源，循环水泵，引风机等装置使用该技术后，可节电 20%-50% ，此技术还可以做到软启软停，削减电网冲击，延长设备寿命。某 600MW 机组凝结水泵变频改造属于典型例子，以前以恒速运行，存在很大节流损失，改进以后用高压变频器调速，按照负荷，流量调整转速，改进以后单台机组凝结水泵年节电量达597.5 万度，节电率 42. 83% ，经济效益149.37 万元，而且缩减了设备磨损和维修量。

（二）高效电机应用技术

高效电机采用先进设计、制造工艺，选材好，结构、绕组优化，降低损耗、提高效率，比普通电机效率高 2%-8%，高效节能主要在降低铜损铁损、提高功率因数减少线路损耗、加强散热保持稳定运行 3 方面。某火电厂按能效标准和淘汰目录改造了约16071KWY 系列高耗能低电机，改造后年节电为266.937 万度，节约标煤894.23 吨，提高了电机运行可靠性，降低了故障和维护成本。

（三）智能控制系统应用技术

智能控制系统对电气设备实施即时观测、故障诊断并改进操作，传感器采集电流、电压等参数，通过分析处理判定并预估设备状态，若存在异常状况便自动调节参数或者预警，还能够按照机组负荷状况和工况改进电气系统，从而做到设备协同运转的效果。某个电厂就引进了智能电气控制系统，在电厂集中监管厂用电设备的情况下，发电低谷时段来临之时，自动缩减辅助设备工作强度，防止出现能量的无谓浪费，真正运作起来后使得电厂用掉的电能比之前少了0.5 个百分点，节能效果十分明显。

（四）无功补偿技术

无功功率不作功，不过流经电网时，会产生线路损耗，影响功率因数，干扰发电效能和设备运作，提升功率因数对节约能源并确保供电品质非常重要，无功补偿靠装设电容器，电抗器等装置来做到，电容器供应容性无功去抵消感性无功，电抗器约束短路电流，缩减谐波。例如某火电厂就在 6kV 和 0.4kV 母线上安装无功补偿电容器组，执行自动投入和切除，改善后的功率因数值超过0.95，线路损耗降低 10%-15% ，节能效果尚可。

三、燃煤火电厂电气系统节能优化实施策略

（一）设备更新与改造

对于运行时间长、能耗较大，性能较差的电气设备，应尽快淘汰更换，购买新的性能较好的设备，例如高效的电动机，节能型变压器等，从源头上减少设备消耗的能量。购买设备时要考虑到设备的运行情况以及负荷需求，选择设备的容量与实际情况相符，避免设备过大或过小造成的能源浪费，对于一些短期内不能更换的老化关键设备，如大型泵类、风机类设备等，可以利用节能技术进行改造，使设备运行效率得以提升，可以对该设备的电机进行变频调速改造，并且加上智能控制系统来实现优化控制的目的。对于节能改造项目，在实施过程中需要进行充分的技术经济分析，确定节能改造项目所需要的投资金额以及节省的能量效益，确保节能改造项目既可行又经济。

（二）运行管理优化

根据机组运行情况及负荷变化，制定出适合的电气设备运行策略，如机组处于低负荷时，对辅助设备的运行情况加以调节，缩减运行辅助设备的数量，削减厂用电的耗费。针对那些可以依照季节，昼夜等来实施调节的设备，如循环水泵，冷却塔风机等，制定出具体的运行方案，让设备做到节能减排的目的。定时开展电气设备的保养和修理工作，确保设备能正常运转，及时清除设备内部的灰尘，杂物等，查看设备的接线是否牢固。对磨损老化部件予以及时更换，加大设备的保养力度，可削减设备出现故障的次数，缩减设备的耗费，增添设备的使用寿命，而且要形成完备的设备运作档案，记载设备的运作参数、保养、维护等情况，给设备的运作与改良给予依照。

（三）人员培训与意识提升

组织电气系统运行、维护人员进行节能技术培训，提高员工节能技术认知水平，培训包括变频调速技术、高效电机应用技术、智能控制系统应用技术、无功补偿技术等节能技术知识，使员工掌握节能设备操作与维护技能，正确使用节能技术解决工作中遇到的问题。开展节能宣传活动，制定节能奖励制度等方式提高员工节能意识。让员工意识到节能工作对企业的发展有重大意义，鼓励员工参与到节能工作中来，从日常工作的点滴小事做起，形成良好的节能习惯。如合理调节灯光亮度，关闭不必要的电气设备等。

四、结论

燃煤火电厂电气系统的节能改进具有较高的研究价值。通过变频调速、高效电机、智能控制、无功补偿等技术，以及设备改变、管理改进、人员培训，可以削减能耗，提升能源利用效率，降低开支，符合环保需求，增强企业竞争能力。电厂实际使用时，要依照自身情况，权衡技术，经济要素来选改良方案，还要持续推动节能工作。随着科技发展，更多先进节能技术设备会促使火电厂达到节能减耗的目的。

参考文献

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