探析新時(shí)期火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用

張春光 范丞龍 王欽 陳定業(yè)

安順市安順電廠 貴州 安順 562103

引言

在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，節(jié)能減排已經(jīng)成為各類能耗企業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)。新時(shí)期背景下火力發(fā)電廠中傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)、落后的燃燒效率以及日益劇增的能源消耗都將被時(shí)代所淘汰，急需運(yùn)用新型降耗技術(shù)適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的需求。

1 火力發(fā)電廠電氣能耗的原因

（1）火力發(fā)電廠能耗主體原因。火力發(fā)電廠能耗過(guò)大的主體原因主要由三個(gè)因素引起。首先在火力發(fā)電廠中除了生產(chǎn)電能的設(shè)施外，還有輸電、供水等其他電氣設(shè)備，這些機(jī)電設(shè)備在火力發(fā)電廠中的占比不小，電力消耗較大。其次是在電氣運(yùn)行方面，部分火力發(fā)電廠的管理制度存在弊端，不僅影響著火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，也沒(méi)有維護(hù)社會(huì)效益和生態(tài)效益。最后是機(jī)電設(shè)備之間的鐵磁消耗較多，一些機(jī)電設(shè)備處于高溫環(huán)境下，很容易在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)鐵質(zhì)材料的磁滯損耗與渦流損耗，并且電力損耗會(huì)加劇溫度的升高，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行受到影響，增加電力損耗，從而造成能源消耗惡性循環(huán)。

（2）火力發(fā)電廠能耗客體原因。由于火力發(fā)電廠需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，發(fā)電廠內(nèi)部的照明裝置常常處于24小時(shí)不間斷工作的狀態(tài)，而大部分火力發(fā)電廠并未配置節(jié)能燈，并且很多工作人員習(xí)慣性認(rèn)為發(fā)電廠不會(huì)缺電，沒(méi)有對(duì)電力能耗和節(jié)能減排產(chǎn)生正確的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致火力發(fā)電廠中電力資源浪費(fèi)情況嚴(yán)重，影響火力發(fā)電廠的進(jìn)步發(fā)展。

2 火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用途徑

（1）加強(qiáng)節(jié)能降耗的管理。在保證火力發(fā)電廠社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的前提下，火力發(fā)電廠管理層和職工必須充分認(rèn)識(shí)到節(jié)能降耗的關(guān)鍵作用。在火力發(fā)電廠實(shí)施節(jié)能降耗技術(shù)前應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠實(shí)際情況制定相關(guān)的節(jié)能降耗制度。例如在機(jī)電設(shè)備的日常應(yīng)用中工作人員要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。也可以對(duì)各類設(shè)備制定相應(yīng)的能耗標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際工作中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作，實(shí)現(xiàn)降耗目的。全體職工都要有良好的節(jié)能意識(shí)，才能從根本上實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能降耗。

（2）選用適宜的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)一直是火力發(fā)電廠電能消耗的關(guān)鍵部分，在實(shí)際運(yùn)作中電動(dòng)機(jī)本身就會(huì)產(chǎn)生無(wú)功功率的消耗，如果多個(gè)機(jī)電設(shè)備一起運(yùn)作就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，進(jìn)一步增加電能消耗，并且火力發(fā)電廠中部分發(fā)電機(jī)老舊，沒(méi)有節(jié)約電能的配置，都會(huì)增加電力損耗。因此火力發(fā)電廠在選用發(fā)電機(jī)時(shí)要使用減少能耗、節(jié)約能源的發(fā)電機(jī)，應(yīng)盡量選擇高功率因數(shù)的發(fā)電機(jī)，減少電動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的無(wú)功消耗，也要增強(qiáng)電動(dòng)機(jī)的配套設(shè)備，用低損耗、高磁導(dǎo)率的轉(zhuǎn)子鐵芯和絕緣效果良好的電纜，在保證電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定安全的基礎(chǔ)上，降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行損耗，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠的節(jié)能降耗。此外，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)應(yīng)選擇合適的負(fù)載系數(shù)，使其運(yùn)行效率能保持較高狀態(tài)，而輕載電動(dòng)機(jī)可以使用星形接法來(lái)進(jìn)行線路連接，也能有效減低損耗[1]。

（3）合理運(yùn)用變壓器。變壓器的主要作用是進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換與分配，這個(gè)過(guò)程難免會(huì)有電力損耗發(fā)生，為了改善這種情況，減少變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗，最簡(jiǎn)單的方法是選用節(jié)能型變壓器，使用先進(jìn)制造工藝的節(jié)能型變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和能源轉(zhuǎn)換都更為科學(xué)合理。或是采用高壓備用變壓器，在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，減少空載情況，并根據(jù)火力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)減少變壓器數(shù)量，避免大量負(fù)荷存在的情況，以此降低能源消耗。

（4）輸電傳輸與鐵磁損耗。輸電傳輸與鐵磁損耗是火力發(fā)電廠能源消耗的主要部分，并且不同于發(fā)電機(jī)和變壓器可以更換新型節(jié)能設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。為了有限降低鐵磁損耗，過(guò)往火力發(fā)電廠都會(huì)采用改善載流導(dǎo)體空間鋼材之間的關(guān)系來(lái)阻止兩者形成閉環(huán)，減少交變磁場(chǎng)中鐵磁損耗。這種方法的效果在長(zhǎng)時(shí)間處于發(fā)電的火力發(fā)電廠中收效甚微，輸電過(guò)程的鐵磁損耗依然巨大。目前有兩種方法可以有效改善輸電過(guò)程中的鐵磁損耗。一種是使用非磁性的材料的設(shè)備零件作為導(dǎo)體硬件，來(lái)減少損耗，并且在開(kāi)放導(dǎo)體、電抗器等可能具有強(qiáng)交流磁場(chǎng)的空間內(nèi)減少支撐膠合板的運(yùn)用，也可以適當(dāng)增加傳輸線路與鋼結(jié)構(gòu)之間的距離，使鋼結(jié)構(gòu)中心與母線中心距離大于母線電流的0.7倍[2]。另一種方法則是運(yùn)行先進(jìn)的復(fù)合材料，在鋼結(jié)構(gòu)表面包覆一層絕緣膜層而獲得一種電磁應(yīng)用材料。這種新型軟磁復(fù)合材料包裹后的磁芯損耗會(huì)隨著溫度升高而逐漸降低，在500℃下熱處理30min時(shí)磁芯將獲得較高的磁導(dǎo)率，而電磁損耗將會(huì)降至最低，不過(guò)溫度升至600℃以上復(fù)合材料絕緣膜會(huì)發(fā)生分解，失去了降低渦流損耗的作用，需要火力發(fā)電廠結(jié)合實(shí)際情況選用鐵磁損耗的節(jié)能方法，來(lái)降低傳輸電力時(shí)的電能消耗。

（5）構(gòu)建節(jié)能照明系統(tǒng)。傳統(tǒng)照明系統(tǒng)多是與發(fā)電廠內(nèi)部負(fù)載電路使用同一電路，這就會(huì)導(dǎo)致照明線路的電壓高于實(shí)際需求，從而造成電力資源的浪費(fèi)。為了有效降低照明設(shè)備所消耗的電能，可以將照明線路分離出來(lái)，不過(guò)火力發(fā)電廠規(guī)模較大，線路分離后管控也較為復(fù)雜，也可以使用符合經(jīng)濟(jì)效益的調(diào)壓器來(lái)穩(wěn)定照明設(shè)備供電電路的電壓，并利用調(diào)壓器將照明設(shè)備維持在節(jié)能狀態(tài)。選用節(jié)能型照明設(shè)備也是降低照明系統(tǒng)電力消耗的方法之一。節(jié)能照明設(shè)備較為成熟，與傳統(tǒng)照明燈具相比不僅節(jié)能效果更好，而且使用壽命更長(zhǎng)。因此火力發(fā)電廠的照明系統(tǒng)應(yīng)逐漸普及節(jié)能照明設(shè)備，有利于火力發(fā)電廠降低電能消耗，提升經(jīng)濟(jì)利益。

3 結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能減排是我國(guó)火力發(fā)電廠的重要發(fā)展環(huán)節(jié)，減少能源消耗能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提升發(fā)電企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并且節(jié)能降耗也是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要途徑之一。對(duì)火力發(fā)電廠的機(jī)電設(shè)備、傳輸損耗、工作管理等各個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)合理的節(jié)能控制，采取有效的降耗方法，促進(jìn)火力發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展，保障火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。