張磊

（國(guó)能懷安熱電有限公司，河北 張家口 075000）

0 引言

我國(guó)作為一個(gè)能源大國(guó)，對(duì)能源消耗量持續(xù)增加，且伴隨社會(huì)高速發(fā)展，以及生產(chǎn)對(duì)能量需求量提升，實(shí)現(xiàn)能源利用率最大化，減少各類資源浪費(fèi)，是目前電力行業(yè)著重考量問題之一。新常態(tài)下，電力生產(chǎn)面臨新的挑戰(zhàn)，火力發(fā)電過程中需耗損大量能源，實(shí)際生產(chǎn)過程中，受多方面因素影響，能源利用率仍處于較低水平，需不斷加強(qiáng)節(jié)能降損措施探索，提升能源利用效率，才能為生產(chǎn)順利推進(jìn)提供便捷。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)在火力發(fā)電廠節(jié)能降耗目標(biāo)，需準(zhǔn)確把握電能耗損現(xiàn)狀，制定針對(duì)性應(yīng)對(duì)策略，正確引導(dǎo)火力發(fā)電廠穩(wěn)步走向節(jié)能降耗可持續(xù)發(fā)展道路。

1 加強(qiáng)火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗技術(shù)必要性

我國(guó)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展背景下，節(jié)能降耗是企業(yè)健康發(fā)展基礎(chǔ)保障，特別是黨十九大中央國(guó)務(wù)院，對(duì)節(jié)能環(huán)保給予高度重視?；鹆Πl(fā)電廠能源耗損量大，且對(duì)環(huán)境污染程度嚴(yán)重，電氣技術(shù)作為電廠核心技術(shù)之一，節(jié)能降耗成為提升發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益提升重要路徑。習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想指導(dǎo)下，加強(qiáng)火電廠電氣節(jié)能降耗技術(shù)創(chuàng)新十分關(guān)鍵，主要體現(xiàn)在以下幾方面：首先，電氣設(shè)備是火力發(fā)電廠基礎(chǔ)設(shè)備核心構(gòu)成，利用電氣節(jié)能降耗技術(shù)創(chuàng)新，可高效實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。根據(jù)實(shí)踐研究調(diào)查表明，電廠能源耗損核心是各類電氣設(shè)備損耗，所以通過行之有效的電氣節(jié)能技術(shù)，從整體層面實(shí)現(xiàn)電廠節(jié)能降效目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)電廠經(jīng)濟(jì)效益最大化。譬如將電廠發(fā)電機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化改造，減少煤炭使用量，獲取良好的經(jīng)濟(jì)效益；其次，有助于緩解生態(tài)失衡，打造生態(tài)、高效電力企業(yè)。火力發(fā)電廠高能耗、低收益瓶頸難以突破，雖然國(guó)家為消除其問題，不斷加強(qiáng)節(jié)能降耗建設(shè)，但其問題仍存在。通過優(yōu)化電氣技能降耗技術(shù)，可有效解決生態(tài)環(huán)境惡化瓶頸。由上述分析表明，加強(qiáng)電氣節(jié)能降耗可從本質(zhì)降低電廠熱能耗損，提升熱能轉(zhuǎn)化效率，減少對(duì)能源浪費(fèi)[1]。

2 火力發(fā)電廠常見電氣化耗損問題

2.1 機(jī)械設(shè)備運(yùn)作耗損

火力發(fā)電廠是機(jī)械運(yùn)作核心基礎(chǔ)，實(shí)際生產(chǎn)過程中，不僅包含熱能、光能，而且涉及機(jī)械磨損，所以火電廠節(jié)能降耗需從多維度為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行綜合治理改善，降低各類電氣耗損浪費(fèi)。現(xiàn)階段，火電廠發(fā)電過程中，存在電氣耗損常見包含三種類型：其一，機(jī)械設(shè)備空載運(yùn)行。將部分設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)移是，會(huì)保持一定時(shí)間的空載運(yùn)行，此種舉措耗損一定的電能。其二，設(shè)備使用產(chǎn)生自然耗損。設(shè)備投產(chǎn)實(shí)際過程中，隨著時(shí)間的推移，機(jī)械間或能量轉(zhuǎn)換造成物理耗損，此種現(xiàn)象無(wú)法避免。其三，空氣摩擦耗損?；痣姀S發(fā)電過程中會(huì)產(chǎn)生大量煙塵，在其作用下設(shè)備與空氣摩擦加大，一定程度出現(xiàn)電能耗損。

2.2 火力發(fā)電廠水系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行效率低

對(duì)火電廠電氣耗損而言，受多方面因素影響，其內(nèi)部水系統(tǒng)運(yùn)行效率低是電能耗損超限核心因素。水系統(tǒng)是火力發(fā)電廠核心構(gòu)成之一，不僅包含循環(huán)水泵、給水泵，而起涉及凝結(jié)水泵等設(shè)備，均是火電廠核心設(shè)備，維護(hù)過程中未嚴(yán)格依照相關(guān)要求維護(hù)，不僅會(huì)影響其設(shè)備正常工作效率，而且增加電能實(shí)際耗損量。傳統(tǒng)舊式水循環(huán)系統(tǒng)多選用敞開式系統(tǒng)，需耗損水量較大，新型密閉式循環(huán)水系統(tǒng)，可有效降低水量消耗，但電能耗損有所增加。

2.3 維護(hù)保養(yǎng)周期延長(zhǎng)造成高耗損

國(guó)家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，以及居民正常用電特征，要求電廠供電需保持持續(xù)性，且電廠應(yīng)不斷提升產(chǎn)能，所以火電廠設(shè)備通常是不間斷運(yùn)行，上述因素均表明對(duì)各類設(shè)備使用可靠性較高。由于電廠內(nèi)部各項(xiàng)設(shè)備處于全天運(yùn)行中，所以檢修人員難以定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，及時(shí)找出存在隱患，設(shè)備處于高生產(chǎn)條件下，一定程度影響設(shè)備使用壽命，持續(xù)性使用設(shè)備加劇其各部件老化程度，且發(fā)生故障概率增加，相應(yīng)與常規(guī)設(shè)備相較，耗損電能更多。譬如6kV高壓變頻器是火力發(fā)電廠核心部件，由于其持續(xù)性投入生產(chǎn)，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)，長(zhǎng)期使用之后內(nèi)部灰塵異物較多，設(shè)備內(nèi)部易發(fā)熱，工作效率難以提升，不僅增加一定的成本維護(hù)支出，而且提高火電廠制冷系統(tǒng)能耗消耗[2]。

2.4 照明耗損

照明耗損是火電廠常見電能耗損類型，由于火電廠工作強(qiáng)度較大，且發(fā)電設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)較多、設(shè)備種類繁多，為進(jìn)一步保證工作質(zhì)量及人員安全性，發(fā)電生產(chǎn)過程中需布設(shè)大量的照明設(shè)備，不同照明設(shè)備耗損電能不盡相同，一般市場(chǎng)上出售節(jié)能照明系統(tǒng)設(shè)備，與常規(guī)照明裝置相較，其價(jià)格較為昂貴，出于經(jīng)濟(jì)成本考量，通常會(huì)選取價(jià)格較低的燈具，此類照明燈具實(shí)際應(yīng)用過程中，耗損電能相較而言較多，故障率較高，安全隱患較大，所以并不適用于火力電廠。

2.5 核心鐵磁性部件發(fā)熱耗損嚴(yán)重

火力發(fā)電廠應(yīng)用設(shè)備存在一些鐵磁性部件，此類部件實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，發(fā)熱狀況較為嚴(yán)重，鐵磁性部件形成電磁效應(yīng)核心原理是電與磁間轉(zhuǎn)化，二者實(shí)際轉(zhuǎn)換過程中會(huì)消耗較多熱量，即發(fā)熱損耗。其中一部分會(huì)產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗，在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過程中難以避免?；鹆Πl(fā)電廠中設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)間的轉(zhuǎn)換是相互的，特別是發(fā)電機(jī)或永磁電動(dòng)機(jī)等設(shè)備，進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，需耗損大量的電能做以支撐，還會(huì)影響電磁轉(zhuǎn)換效率?，F(xiàn)階段，技術(shù)人員探索研究利用惰性材料，可一定程度減少電磁效應(yīng)產(chǎn)生熱量耗損的電能，提升火電廠實(shí)際工作效率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。

2.6 電氣設(shè)備老化及運(yùn)行工況調(diào)節(jié)

一方面，設(shè)備陳舊老化嚴(yán)重。設(shè)備陳舊老化是火電廠運(yùn)行效率低下核心因素，部分設(shè)備使用年限均已超限，持續(xù)性使用不僅增加安全隱患，而且易頻頻出現(xiàn)故障，增加一定的維修成本，耗損大量能源，與我國(guó)倡導(dǎo)的節(jié)能降耗理念相悖；另一方面，設(shè)備運(yùn)行工況調(diào)節(jié)?；痣姀S實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)過程中，需專業(yè)人員根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)負(fù)載，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，由于部分人員未及時(shí)調(diào)整其狀態(tài)，造成部分電能浪費(fèi)。譬如設(shè)備處于重載和空載工況條件下，工作人員需采取人為干預(yù)，通過調(diào)整系統(tǒng)變壓器狀態(tài)，減少設(shè)備運(yùn)行中耗損電能；循環(huán)水系統(tǒng)控制也是火電廠改革創(chuàng)新重點(diǎn)，為進(jìn)一步控制水資源耗損量，國(guó)家推廣應(yīng)用節(jié)流調(diào)節(jié)方式，主要依附于閥門控制冷卻水流量，但控制方式精準(zhǔn)度較低，所以在汽輪機(jī)真空度缺乏穩(wěn)定條件下，需耗損大量的電源，主要是對(duì)閥門兩端進(jìn)行控制，需保持較大的壓力差，使用大功率機(jī)組較多，所以水泵運(yùn)行效率難以提升，持續(xù)性運(yùn)行會(huì)耗損大量能源[3]。

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

3.1 生產(chǎn)設(shè)備節(jié)能

首先，電動(dòng)機(jī)耗損控制。火電廠實(shí)際發(fā)電過程中，電動(dòng)機(jī)主要以交流電動(dòng)機(jī)為主，且鼠籠型交流電動(dòng)機(jī)，不僅發(fā)電耗損成本支出較低，而且運(yùn)行過程中穩(wěn)定性優(yōu)良，唯一不足是此類發(fā)電機(jī)工作效率有待提升。因此，為消除電動(dòng)機(jī)工作效率低下的瓶頸，可適當(dāng)引入調(diào)速技術(shù)，應(yīng)用變頻器實(shí)現(xiàn)交直流間合理變頻，有效提升電動(dòng)機(jī)工作效率，且確保整個(gè)啟動(dòng)過程較為平滑，不會(huì)耗損大量的能源。此外，可選用變極調(diào)速方式，此種方式需改進(jìn)成本費(fèi)用較低，且運(yùn)行成效較佳，但針對(duì)負(fù)荷變化較大、調(diào)速范圍要求較高條件下適用性較低。其次，變壓器節(jié)能控制。變壓器是火電廠發(fā)電核心構(gòu)成，變壓起動(dòng)器較多，且容量較大。生產(chǎn)過程中，部分變壓器是作為備用變壓器，空載過程中也需運(yùn)行，此種生產(chǎn)方式不利于節(jié)能降耗目標(biāo)達(dá)成。因此，針對(duì)上述問題需適當(dāng)將變壓器進(jìn)行改造，制定完善的備用流程措施，變壓器處于閑置狀態(tài)下，可選用調(diào)整負(fù)荷方式，降低實(shí)際電能耗損狀況。最后，吸收塔系統(tǒng)。吸收塔核心功能是利用漿液循環(huán)泵，完成脫硫工作，由于實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)過程中，火力發(fā)電廠形成的原煙二氧化硫濃度降低時(shí)，循環(huán)泵無(wú)法保持在最大值，一定程度造成電能浪費(fèi)。針對(duì)此種問題可選用兩種方案：其一，利用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)脫硫。漿液循環(huán)泵實(shí)際運(yùn)行過程中，未與二氧化硫進(jìn)行有效融合，造成其出現(xiàn)能源耗損。所以發(fā)電廠可利用變頻技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改造，確保各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)吻合質(zhì)量范圍內(nèi)，最大限度運(yùn)行少數(shù)循泵降低電能耗損；其二，降低氧化風(fēng)機(jī)停機(jī)。根據(jù)實(shí)踐數(shù)據(jù)表明，氧化風(fēng)機(jī)停機(jī)之后再次啟動(dòng)，耗損的電能超過其持續(xù)性運(yùn)行所耗損電能，所以應(yīng)保證氧化風(fēng)機(jī)停機(jī)頻次，降低能源耗損[4]。

3.2 改造火力發(fā)電廠核心水泵

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗目標(biāo)，需降低核心水泵形成大量熱現(xiàn)象，依照水泵日常原理，可適當(dāng)將核心水泵冷卻系統(tǒng)進(jìn)行變更，為不對(duì)當(dāng)?shù)厝藗儗?shí)際需求造成干擾，可見水泵電機(jī)放置于合理部位，核心水泵流量及正式運(yùn)行中轉(zhuǎn)速控制于合理范圍內(nèi)，保證水泵循環(huán)系統(tǒng)滿足相關(guān)工作標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)，減少水泵循環(huán)由于冷卻系統(tǒng)不滿足要求，產(chǎn)生大量能量消耗量。

3.3 線路節(jié)能

火電產(chǎn)實(shí)際生產(chǎn)過程中，電力運(yùn)輸中線路耗損，也是電能耗損重要組成，由于輸電線路和鐵磁均會(huì)產(chǎn)生損耗，持續(xù)性電力運(yùn)輸過程中，耗損電能具有一定的疊加造成浪費(fèi)。因此，電能輸送線路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選用封閉母線方式，增強(qiáng)線路屏蔽成效，減少導(dǎo)線實(shí)際使用量，提高輸電過程中電能耗損控制。由于電廠發(fā)電過程中，會(huì)存在一定的鐵磁場(chǎng)，形磁滯損和渦流過程中，持續(xù)性存在電能浪費(fèi)狀況，且發(fā)電設(shè)備不斷運(yùn)作自身溫度升高，不利于人員安全性。為減少電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中電氣耗損量，工作人員需重視材料選擇，選取性能優(yōu)良的導(dǎo)體材料，以及通過技術(shù)手段增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)降低鐵磁消耗量。

3.4 照明系統(tǒng)節(jié)能

照明系統(tǒng)用電是電氣節(jié)能核心內(nèi)容之一，需針對(duì)火電廠實(shí)際生產(chǎn)狀況，對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)節(jié)能調(diào)整。動(dòng)力電的電壓是核心動(dòng)力之一，其照明系統(tǒng)總功率對(duì)電壓水平和電能耗損量具有較大影響，需對(duì)其進(jìn)行合理選擇。應(yīng)用照明調(diào)壓器，根據(jù)火電廠生產(chǎn)實(shí)際特征，選用380/220V電壓環(huán)境下照明燈具，具有良好的節(jié)能成效，所以為滿足火電廠夜間持續(xù)性工作需求，選用低壓供電方式，減少電能實(shí)際耗損量，達(dá)成節(jié)能降耗目標(biāo)。此外，燈具合理的選取也是節(jié)能降耗重要舉措，伴隨燈具節(jié)能技術(shù)可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能型燈具價(jià)格減少同時(shí)，使用壽命有所延長(zhǎng)，各指標(biāo)不斷實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。因此，火電廠為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)，需積極選用節(jié)能燈具，滿足正常生產(chǎn)實(shí)際需求[5]。

3.5 加強(qiáng)電氣設(shè)備維修保養(yǎng)

降低發(fā)電廠電氣能源耗損同時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備維修保養(yǎng)，確保電氣設(shè)備始終處于高效應(yīng)用狀態(tài)。由于火力發(fā)電廠生產(chǎn)環(huán)境不佳，各類電氣設(shè)備長(zhǎng)期處于復(fù)雜環(huán)境下，易出現(xiàn)運(yùn)行故障狀況，一定程度影響設(shè)備運(yùn)行效率。因此，火電廠應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各類電氣設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，嚴(yán)格依照相關(guān)要求對(duì)其應(yīng)狀況監(jiān)測(cè)，以此提升電氣設(shè)備使用壽命。譬如變壓器受周圍環(huán)境因素干擾，易出現(xiàn)損壞等狀況，所以電氣設(shè)備管理人員需定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，及時(shí)排除各類安全隱患，保證設(shè)備運(yùn)行可靠性。此外，應(yīng)建立完善的運(yùn)行機(jī)制，確保節(jié)能降耗全面貫徹?；鹆Πl(fā)電廠應(yīng)根據(jù)自身生產(chǎn)實(shí)際狀況，制定健全的電力運(yùn)行管理機(jī)制，保證電力節(jié)能工作實(shí)現(xiàn)規(guī)范化及科學(xué)化。全面推行崗位責(zé)任制，明確各崗位節(jié)能目標(biāo)任務(wù)，達(dá)成節(jié)能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

3.6 加強(qiáng)人員培訓(xùn)，樹立節(jié)能降耗意識(shí)

火力發(fā)電廠電氣節(jié)能工作，工作人員作為核心落實(shí)者，基于發(fā)電企業(yè)信息化管理模式應(yīng)用，需加強(qiáng)人力資源建設(shè)，積極樹立節(jié)能降耗理念：其一，通過多方面技能實(shí)踐培訓(xùn)，強(qiáng)化專業(yè)人員的綜合水平，提升其應(yīng)對(duì)各類故障問題能力。信息化時(shí)代到來，通過信息系統(tǒng)可款速診斷電氣分析運(yùn)行狀況，準(zhǔn)確判定電氣故障，所以需強(qiáng)化人員培訓(xùn)，培養(yǎng)新時(shí)代復(fù)合型人才；其二，提升工作人員節(jié)能意識(shí)?；鹆Πl(fā)電企業(yè)可積極舉辦各類競(jìng)賽，大力宣傳節(jié)能降耗價(jià)值，并不斷增強(qiáng)工作人員節(jié)能意識(shí)，并在日常工作中，嚴(yán)格依照節(jié)能相關(guān)要求落實(shí)設(shè)備操作與維護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

加強(qiáng)火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗技術(shù)，不僅是提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益重要舉措，而且是保護(hù)生態(tài)環(huán)境核心路徑，特別是能源需求量較大的今天，更需加強(qiáng)節(jié)能降耗措施應(yīng)用。因此，應(yīng)準(zhǔn)確把握火電廠實(shí)際生產(chǎn)中電氣耗損關(guān)鍵點(diǎn)，積極創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)，采取針對(duì)性節(jié)能措施，保證火電廠獲取良好的效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。