关于燃机电厂降低厂用电率可行性分析

罗叶昕

摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，燃机电厂建设越来越多。厂用电率直接影响到发电厂的经济效益，是燃机电厂的重要经济指标之一;但影响因素众多，而且众多影响因素很难逐一进行计量统计分析，行业内部意见也不尽相同，不同类型的燃机电厂的厂用电率数值差别也较大，故该项指标可塑性相对较大。

关键词：厂用电率;优化运行方式;变频;节能降耗

引言

改革开放以后，伴随着电力企业的不断变革，其逐渐从原来的生产型改变为经营型。电厂运营将获得更多的经济效益作为目标，降低运营成本成为了经营型企业的长远目标。燃机电厂发电机组中主要的经济技术标准包括厂用电率、发电量以及供电煤耗等。本文旨在各个系统与厂用电率之间密切联系的基础上，对燃机电厂降低厂用电率的措施进行深入探析。

1厂用电率基本概念

燃机电厂厂用电率是指热电厂发电耗用的厂用电量与发电量的比率。供热厂用电率是指热电厂对外供热所消耗用的厂用电量与发电量的比率。

2影响厂用电率的因素及存在问题

2.1机组运行的平均负荷

影响厂用电率最大的因素就是机组运行的平均负荷，因为机组运行过程中，厂用电的消耗基本都是固定的量，机组满负荷与最低负荷消耗的厂用电量基本相当，负荷升高或者降低厂用电量的变化很小，因此机组运行的高负荷率无疑会大大降低厂用电率。机组负荷受天然气供气量和电网用电负荷的制约，天然气夏季供气量充足，电网用电负荷需求量大，机组可以满负荷运行，厂用电率较低。春秋季供气量相对较少，电网用电负荷较低，基本最高只能维持80%负荷，导致厂用电率偏高。理论上，冬季是燃气轮机负荷和发电效率最高的季节，但在广东地区，冬季电网用电负荷低，燃机电厂作为调峰机组，须频繁参与调峰;机组投入AGC运行之后往往只能带较低负荷维持运行，甚至需要停机听候调度命令随时启机，停机备用期间各辅助系统仍维持正常运行，这无疑大大增加了电厂的厂用电率及运营成本。

2.2辅助设备的优化改造

燃机电厂的辅助系统众多，每一个辅助系统运行状态都与机组稳定运行息息相关。而各辅助系统中，6KV及380V辅助电机用电量是电厂厂用电量的主要消耗设备，在日常运行中往往存在电机与设备型号不匹配，“大马拉小车”的情况;因此，可以对主要高能耗设备进行节能降耗技术改造，进而降低燃机电厂的厂用电率。

2.3辅机运行调节方式

燃气机组属于调峰機组，必要时会根据电网需求频繁启停，甚至每天早启晚停。由于启动频繁，所以操作员的技术及运行水平直接影响每次机组从启动到并网的时长，以及各辅机系统设备投退时机，进而影响厂用电率;因此，可以从提高运行人员专业技能及优化辅机运行的调节方式入手，降低燃机电厂的厂用电率。

2.4其他因素

此外，燃机电厂的综合厂用电率还受环境温度、机组真空、主变自身损耗、机组检修用电、燃机压气机脏污、设备老化、各系统跑、冒、滴、漏等等因素影响。

3厂用电率的计算

火力燃机电厂厂用电率，是指机组在运行状态下总耗电设备与同一时期机组发电总量的百分比。厂用电率的数值可以通过电厂的负荷情况计算得到，其运算为：

式中：e为厂用电率，%;Wf为全厂发电量，kW·h;Wsw为全厂的上网电量，kW·h。因为平时机组运行时上网电量是一定的。从以上公式可知，要降低厂用电率，我们应尽量降低电厂用电设备的耗电量。当耗电量降低，厂用电率自然就下降了。

4降低厂用电率可采取的措施

4.1提高机组平均负荷率

燃机电厂运行成本直接受制于天然气价格及供应量，天然气夏季产气较多，消耗较少，冬季产气较少，消耗较多（民用采暖用气）。故造成电厂夏季供气充足，冬季较少的特点，这种供气方式受制于天然气生产实际及市场供需行情，很难人为施加影响。因此要做好长远发展战略计划，时刻关注天然气公司生产运行情况，与燃气公司及时沟通，在气价低位时与供气方多加谈判，保证低价高量，降低自身运行发电成本。时刻关注地区用户负荷情况，积极与调度沟通，优化机组AGC运行负荷曲线，抓住可能为电厂多给负荷，能带高负荷尽量争取高负荷，能维持基本负荷运行尽量争取不停机调峰，减少调停次数，尽一切可能保证机组维持高负荷运行。负荷率直接影响发电量、气耗和能耗等指标，要列为电厂的关键性指标进行统计分析。

4.2高能耗设备的优化改造

当前，我国很多燃机电厂的设备能耗都很高，全部进行更换的可行性非常低。因此，可以对一些高耗能设备进行节能改造，这主要包括对凝结水系统、高压给水系统的变频改造，频率则由定频改为变频;增设小功率辅助真空泵，在正常运行时用来维持凝汽器真空;循环水泵系统可由单速运行变双速运行，在环境温度较低时（冬季）采用低速运行，环境温度较高时（夏季）采用高速运行等。以广东某燃气电厂三菱9F机组为例，每台机组各配备了两台凝结水泵，单台额定电机功率为500kW，额定电流58.6A，正常为1台运行，1台备用，在额定470MW负荷下运行电流为51.2A。同时，当凝结水泵运行时，因为无变频器调节，所以常因凝结水泵出口流量过大而开凝结水再循环电动门，这样便白白浪费了大量的电能。根据运行数据分析，该电厂把凝结水泵做了变频改造。改造后，在额定470MW负荷的情况下，只需要通过变频器把凝结水泵电流控制在35.2A左右，就可以满足除氧器的上水量，同时也不会因为流量过大而开凝结水再循环的情况。通过凝结水泵的变频改造后，单台凝结水泵每小时可以节省145kW·h左右，两台机每小时可节约290kW·h，大大提高了机组运行的经济性。改造前后该电厂耗电设备如表1所示。

4.3优化辅助系统的运行方式

一是加强运行方式管理，高度关注机组运行方式是否正常，一旦发生异常运行方式（备用设备投入运行），及时进行原因分析，采取有效纠正措施，以减少厂用电量消耗。二是提升操作员技能水平，严格执行运行规程，在保证机组安全稳定运行的基础上勤操作、勤调整，紧凑启停机节奏，把控好各辅助系统的投退时机。机组停运后，及时停止高、中压给水泵、循环冷却塔风机、润滑油风机，密封油风机等需要手动停止的辅助运行设备;汽轮机排汽温度低于50℃立即停止循环水泵运行，汽机转子温度低于150℃停止盘车和交流润滑油泵运行，燃机轮间温度65℃以下及时停止燃机盘车和交流润滑油泵，循环水泵和冷却塔风机根据循环水温度和凝汽器真空确定运行台数，计算好冷却塔风机、冷却水温度、流量和凝汽器真空的效率分析，在运行规程内明确规定冷却塔风机投停条件（冷却水温度），以确保机组能够安全经济运行。

4.4精细化管理

提高运行人员自身素养，做好精细化管理工作。夏季做好设备降温;检修期间严格按照检修计划表执行，不延误工期;优化主变冷却器运行方式;定期进行燃机水洗;平时运行加强巡检，及时消缺等等这些都可以从一定程度上节约厂用电率。

结语

综上所述，影响电厂厂用率指标众多，对厂用电率的控制是一个持续细致且漫长的工作。燃机电厂可以通过控制厂内的运行设备来完成对厂用电率的控制。电厂通过利用先进的改造技术改造厂内高能耗设备，优化辅机运行方式等手段从一定程度上完成了控制厂内用电率的目标。因此要想控制自身的运营成本，需要从控制厂用电率开始，做好精细化管理，从而逐步提升燃机电厂的经济效益，最终实现电力行业的全速发展。

参考文献

[1]国家能源局.火力发电厂厂用电设计技术规程（DL/T5153-2014）[S].

[2]陈洁，顾彬，高鹏，胡赛群，抽汽供热机组煤耗率厂用电率分摊算法研究[J].山东电力高等专科学校学报，2011（1405）：36-38.

[3]田彦龙.燃机电厂节约厂用电方法简析[.].华电技术，2015，37（10）：11-14.