新建火電項目節電技術的應用

邢文平

【摘 要】能源是經濟社會可持續發展的物質基礎和保證。我國經濟的快速發展極大地刺激了對能源的需求，而近期頻繁在各地出現的霧霾天氣也使得各方對環保的關注達到了前所未有的高度。新建火電項目從設計和設備選型入手，提出了幾項目前應用較廣泛的電氣節能措施，從而降低本工程的廠用電率，并達到了積極相應國家提出的節能減排政策的目的。

【關鍵詞】能源；高效；低耗；環保

0引言

改革開放以來，我國的國民經濟保持在8%的高速增長率上迅猛增長，使能源的供給成為了經濟增長的瓶頸，節能已成為國家經濟發展的一項長遠戰略方針。我國能源資源雖然豐富，但年消耗量大，浪費嚴重。火力發電廠作為能源消耗和污染物排放大戶，采取有效措施節約能源和保護環境對國家和社會有著深遠意義。

新建火電項目容量大，設備及原材料多，系統復雜。我們從電氣專業工作出發，精心設計，優先采用可靠成熟的節能技術、產品，采取切實有效的措施，從建設、運行、消費等各個環節節約能源，提高能源的綜合利用率，并加強建設及生產的環境保護。

1變壓器選用高效節能產品

變壓器是配電系統的重要設備，其自身要產生有功功率損失和無功功率消耗。它的材質選擇、參數選擇和接線方式對功率消耗影響較大。

1.1 變壓器的材質選擇和參數選擇型

主變壓器、起動/備用變壓器、高壓廠用變壓器等油浸變壓器的鐵芯宜選用高導磁優質冷軋硅鋼片，變壓器的線圈宜采用優質無氧銅線。選用節能型變壓器，可較大地降低變壓器損耗。目前大型節能型變壓器的效率可達99.8%，比效率99.77%時減少損耗15%以上。變壓器的空載損耗不隨負載變化而變化，與變壓器的選型有關；變壓器的負載損耗隨負載的大小而變化，在確定變壓器容量和運行方式時應加以注意。合理選擇變壓器阻抗，在不致引起下級系統設備短路水平提高的情況下，選擇較低的阻抗參數，降低變壓器本身損耗。

1.2 變壓器的型式及布置

300MW級機組單元連接的主變壓器，采用三相變壓器。對于起動/備用變壓器和高壓廠用變壓器等分裂繞組變壓器，分裂繞組的負荷應盡量保持平衡，使得變壓器正常運行時處于最佳經濟負載狀態。盡量避免分裂變的兩個分裂繞組并聯運行，以免產生環流能。低壓廠用變壓器選擇接線組別時，宜選用一側星形、一側三角形接線，減少三次諧波污染引起的損耗及功率因數的降低。

2電動機節能措施

2.1 電動機的選擇

中國高效電機行業已形成較為完整的產業鏈，在新型繞制工藝、硅鋼片精密沖壓、鑄銅轉子、高壓精密壓鑄成型等方面，中國電機企業已經掌握高效及超高效電機生產技術。高效電機和超高效電機的效率分別比普通電機要高3%和5%，而稀土永磁電機的效率甚可以提高10%以上。最新生產的YX，Y3系列高效三相異步電動機的加權平均效率比Y系列電動機高3%～5%。本工程所有電機均采用高效節能電機。

2.2 合理確定電動機的負載系數

一般電動機的負載系數在0.75～1.0時的效率最高，而0.5以下時，效率下降非常明顯，應盡量避免。對生產中經常處于輕載運行的電動機，可將三角形接法的電動機改為星形接法，節電效果明顯。資料表明對負載系數為0.1～0.3的電動機，改接后效率可提高27%～4%，負載系數越低，效果越明顯。主要原因是改接后，電動機的許用功率為銘牌功率的40%左右，相當于提高了負載系數。

2.3 采用變頻節能技術

為了提高運行的經濟型，對負荷變化較大的電動機經技術經濟比較可采用變頻調速電動機。火電廠輔機采用高壓變頻調速技術，通過多年的應用實踐證明是可行的，技術性能優于其它調節方式。本工程中凝結水泵、一次風機、熱網疏水泵、循環水泵配置高壓變頻器，經過計算節能效果明顯，且經濟效益顯著。

3除塵器系統采用高頻電源

本工程每臺鍋爐配置兩臺電袋復合型除塵器。電袋復合型除塵器是電除塵器與布袋除塵器的組合。它充分發揮電除塵器和布袋除塵器各自的除塵優勢，以及兩者相結合產生新的性能優點，具有除塵效率穩定高效、濾袋阻力低壽命長、運行維護費用低、占地面積小等特點。

4導體及電纜的選型

電源電纜應采用銅芯電纜，在技術經濟合理時可擴大銅芯電纜的使用范圍。銅芯電纜的優點為：銅芯電纜的載流量為鋁芯電纜的1.29倍，相同容量的負荷如采用銅芯電纜，截面可相應縮小；同樣條件下，銅-銅連接的接觸電阻比銅-鋁連接的接觸電阻小10%-30%左右，減少接觸處損耗。為了提高機組運行的可靠性并降低損耗，本工程全部采用銅導體電纜。

本工程在電纜敷設設計時，采用專用電纜敷設程序，優化電纜的敷設路徑、控制電纜的走向及流量，減少電纜線損及電纜長度，節省了電纜投資，減少了電纜的耗電損耗。

5采用綠色節能照明

節省照明用電，就是在保證合理有效的照明與亮度條件下，盡量設法降低照明用電的負荷。按照國家有關照明的標準和規定，通過合理選用及使用節能型高效光源，可有效降低電能消耗，節約能源：對燈具懸掛比較高的場所，應采用高壓鈉燈或金屬鹵化物燈；在懸掛高度較低的場所如試驗室、辦公室和職工住宅居室，宜采用節能熒光燈或其他高效光源；當燈具裝有遮光柵格時要特別注意遮光柵欄格保護角對低燈具效率的影響，其效率不宜低于 55%；采用非對稱光分布燈具，由于它具有減弱工作區反射眩光的特點，在一定的照度下，能夠大大改善視覺條件，因此可獲得較高的效能；LED燈節能效果顯著，但限于其價格過高，可推薦廠區道路照明和廠前區景觀燈采用；高空障礙燈、路燈可采用太陽能等。

設置合理的照明回路是節電的另一種重要方法：合理地分層、分區域配置開關，并采用電子調光器、延時開關、光控、聲控開關或感應式開關取代蹺板式開關，在不需要大面積照明的情況下，照明燈具可合理開、關，大幅降低照明能耗和線損；照明電源回路中應裝設調壓裝置或安裝補償裝置提高功率因數，補償后的功率因數不低于0.9，減少無功損耗，節能15%左右，使電氣照明的工作電壓保持在額定電壓的0～5%之內，同時延長燈具使用壽命。

6其他電氣元件的選擇

高壓F-C 回路接觸器宜采用機械保持。如條件成熟，可以采用廠用高壓永磁式真空斷路器、接觸器。本工程全廠容量在200kW～1000kW的電動機和小于1250kVA的低壓變大約55臺，采用高壓熔斷器串真空接觸器的組合設備，機械型每臺一年節省1260kWh電能，55臺一年節能69300kWh電能。

傳統低壓接觸器的合閘保持是靠合閘線圈通電產生電磁力來克服分閘彈簧拉力來實現的，合閘線圈長期通電，通電電流從100mA到1000mA不等；永磁型低壓接觸器是利用永磁驅動機構取代傳統電磁驅動機構而構成的微功耗接觸器，其工作原理是利用安裝在接觸器聯動機構上極性不變的永磁鐵，與固化在接觸器底座上的可變極性軟磁鐵相互作用，從而達到吸合、保持與釋放的目的。軟磁鐵是通過與其固化在一起的電子模塊產生正反向脈沖電流，使其產生不同的極性。電子模塊的工作電流只有0.8mA～1.5mA，節電率在99.8%以上。

對于繼電器、二次元件、DCS、儀表及控制設備，本工程均采用低功耗微機型集成式產品及合理、節能的驅動方式和控制方式。

7結論

本文針對新建火電項目提出了幾項目前應用較廣泛的電氣節能措施，從而降低本工程的廠用電率，達到了積極相應國家提出的節能減排政策的目的。

參考文獻：

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（作者單位：國電電力邯鄲東郊熱電有限責任公司）