關于燃機電廠降低廠用電率可行性分析

羅葉昕

摘要：近年來，我國對電能的需求不斷增加，燃機電廠建設越來越多。廠用電率直接影響到發電廠的經濟效益，是燃機電廠的重要經濟指標之一;但影響因素眾多，而且眾多影響因素很難逐一進行計量統計分析，行業內部意見也不盡相同，不同類型的燃機電廠的廠用電率數值差別也較大，故該項指標可塑性相對較大。

關鍵詞：廠用電率;優化運行方式;變頻;節能降耗

引言

改革開放以后，伴隨著電力企業的不斷變革，其逐漸從原來的生產型改變為經營型。電廠運營將獲得更多的經濟效益作為目標，降低運營成本成為了經營型企業的長遠目標。燃機電廠發電機組中主要的經濟技術標準包括廠用電率、發電量以及供電煤耗等。本文旨在各個系統與廠用電率之間密切聯系的基礎上，對燃機電廠降低廠用電率的措施進行深入探析。

1廠用電率基本概念

燃機電廠廠用電率是指熱電廠發電耗用的廠用電量與發電量的比率。供熱廠用電率是指熱電廠對外供熱所消耗用的廠用電量與發電量的比率。

2影響廠用電率的因素及存在問題

2.1機組運行的平均負荷

影響廠用電率最大的因素就是機組運行的平均負荷，因為機組運行過程中，廠用電的消耗基本都是固定的量，機組滿負荷與最低負荷消耗的廠用電量基本相當，負荷升高或者降低廠用電量的變化很小，因此機組運行的高負荷率無疑會大大降低廠用電率。機組負荷受天然氣供氣量和電網用電負荷的制約，天然氣夏季供氣量充足，電網用電負荷需求量大，機組可以滿負荷運行，廠用電率較低。春秋季供氣量相對較少，電網用電負荷較低，基本最高只能維持80%負荷，導致廠用電率偏高。理論上，冬季是燃氣輪機負荷和發電效率最高的季節，但在廣東地區，冬季電網用電負荷低，燃機電廠作為調峰機組，須頻繁參與調峰;機組投入AGC運行之后往往只能帶較低負荷維持運行，甚至需要停機聽候調度命令隨時啟機，停機備用期間各輔助系統仍維持正常運行，這無疑大大增加了電廠的廠用電率及運營成本。

2.2輔助設備的優化改造

燃機電廠的輔助系統眾多，每一個輔助系統運行狀態都與機組穩定運行息息相關。而各輔助系統中，6KV及380V輔助電機用電量是電廠廠用電量的主要消耗設備，在日常運行中往往存在電機與設備型號不匹配，“大馬拉小車”的情況;因此，可以對主要高能耗設備進行節能降耗技術改造，進而降低燃機電廠的廠用電率。

2.3輔機運行調節方式

燃氣機組屬于調峰機組，必要時會根據電網需求頻繁啟停，甚至每天早啟晚停。由于啟動頻繁，所以操作員的技術及運行水平直接影響每次機組從啟動到并網的時長，以及各輔機系統設備投退時機，進而影響廠用電率;因此，可以從提高運行人員專業技能及優化輔機運行的調節方式入手，降低燃機電廠的廠用電率。

2.4其他因素

此外，燃機電廠的綜合廠用電率還受環境溫度、機組真空、主變自身損耗、機組檢修用電、燃機壓氣機臟污、設備老化、各系統跑、冒、滴、漏等等因素影響。

3廠用電率的計算

火力燃機電廠廠用電率，是指機組在運行狀態下總耗電設備與同一時期機組發電總量的百分比。廠用電率的數值可以通過電廠的負荷情況計算得到，其運算為：

式中：e為廠用電率，%;Wf為全廠發電量，kW·h;Wsw為全廠的上網電量，kW·h。因為平時機組運行時上網電量是一定的。從以上公式可知，要降低廠用電率，我們應盡量降低電廠用電設備的耗電量。當耗電量降低，廠用電率自然就下降了。

4降低廠用電率可采取的措施

4.1提高機組平均負荷率

燃機電廠運行成本直接受制于天然氣價格及供應量，天然氣夏季產氣較多，消耗較少，冬季產氣較少，消耗較多（民用采暖用氣）。故造成電廠夏季供氣充足，冬季較少的特點，這種供氣方式受制于天然氣生產實際及市場供需行情，很難人為施加影響。因此要做好長遠發展戰略計劃，時刻關注天然氣公司生產運行情況，與燃氣公司及時溝通，在氣價低位時與供氣方多加談判，保證低價高量，降低自身運行發電成本。時刻關注地區用戶負荷情況，積極與調度溝通，優化機組AGC運行負荷曲線，抓住可能為電廠多給負荷，能帶高負荷盡量爭取高負荷，能維持基本負荷運行盡量爭取不停機調峰，減少調停次數，盡一切可能保證機組維持高負荷運行。負荷率直接影響發電量、氣耗和能耗等指標，要列為電廠的關鍵性指標進行統計分析。

4.2高能耗設備的優化改造

當前，我國很多燃機電廠的設備能耗都很高，全部進行更換的可行性非常低。因此，可以對一些高耗能設備進行節能改造，這主要包括對凝結水系統、高壓給水系統的變頻改造，頻率則由定頻改為變頻;增設小功率輔助真空泵，在正常運行時用來維持凝汽器真空;循環水泵系統可由單速運行變雙速運行，在環境溫度較低時（冬季）采用低速運行，環境溫度較高時（夏季）采用高速運行等。以廣東某燃氣電廠三菱9F機組為例，每臺機組各配備了兩臺凝結水泵，單臺額定電機功率為500kW，額定電流58.6A，正常為1臺運行，1臺備用，在額定470MW負荷下運行電流為51.2A。同時，當凝結水泵運行時，因為無變頻器調節，所以常因凝結水泵出口流量過大而開凝結水再循環電動門，這樣便白白浪費了大量的電能。根據運行數據分析，該電廠把凝結水泵做了變頻改造。改造后，在額定470MW負荷的情況下，只需要通過變頻器把凝結水泵電流控制在35.2A左右，就可以滿足除氧器的上水量，同時也不會因為流量過大而開凝結水再循環的情況。通過凝結水泵的變頻改造后，單臺凝結水泵每小時可以節省145kW·h左右，兩臺機每小時可節約290kW·h，大大提高了機組運行的經濟性。改造前后該電廠耗電設備如表1所示。

4.3優化輔助系統的運行方式

一是加強運行方式管理，高度關注機組運行方式是否正常，一旦發生異常運行方式（備用設備投入運行），及時進行原因分析，采取有效糾正措施，以減少廠用電量消耗。二是提升操作員技能水平，嚴格執行運行規程，在保證機組安全穩定運行的基礎上勤操作、勤調整，緊湊啟停機節奏，把控好各輔助系統的投退時機。機組停運后，及時停止高、中壓給水泵、循環冷卻塔風機、潤滑油風機，密封油風機等需要手動停止的輔助運行設備;汽輪機排汽溫度低于50℃立即停止循環水泵運行，汽機轉子溫度低于150℃停止盤車和交流潤滑油泵運行，燃機輪間溫度65℃以下及時停止燃機盤車和交流潤滑油泵，循環水泵和冷卻塔風機根據循環水溫度和凝汽器真空確定運行臺數，計算好冷卻塔風機、冷卻水溫度、流量和凝汽器真空的效率分析，在運行規程內明確規定冷卻塔風機投停條件（冷卻水溫度），以確保機組能夠安全經濟運行。

4.4精細化管理

提高運行人員自身素養，做好精細化管理工作。夏季做好設備降溫;檢修期間嚴格按照檢修計劃表執行，不延誤工期;優化主變冷卻器運行方式;定期進行燃機水洗;平時運行加強巡檢，及時消缺等等這些都可以從一定程度上節約廠用電率。

結語

綜上所述，影響電廠廠用率指標眾多，對廠用電率的控制是一個持續細致且漫長的工作。燃機電廠可以通過控制廠內的運行設備來完成對廠用電率的控制。電廠通過利用先進的改造技術改造廠內高能耗設備，優化輔機運行方式等手段從一定程度上完成了控制廠內用電率的目標。因此要想控制自身的運營成本，需要從控制廠用電率開始，做好精細化管理，從而逐步提升燃機電廠的經濟效益，最終實現電力行業的全速發展。

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