方磊

（廣州恒運企業(yè)集團股份有限公司，廣東 廣州 510000）

2021-02-23 習近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上向國際社會作出“2030 年碳達峰，2060年碳中和”的莊嚴承諾，實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”是一場廣泛而深刻的經濟社會系統(tǒng)性變革。2022-01-24中央政治局就努力實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標進行集體學習，明確提出要科學把握碳達峰節(jié)奏，要立足國家能源資源稟賦，先立后破，通盤謀劃，傳統(tǒng)能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠替代的基礎上。因此在當前，中國還處于構建新型電力系統(tǒng)的攻堅階段，傳統(tǒng)化石能源還承擔著“壓艙石”保供的重任，節(jié)能降耗是減少資源消耗、保護生態(tài)環(huán)境的關鍵手段。作為能源消耗主體，火力發(fā)電廠相關人員應全面分析進行節(jié)能降耗的重要性，加強頂層設計與全局規(guī)劃，為節(jié)能降耗工作的開展提供支持。

1 火力發(fā)電廠與節(jié)能降耗概述

1.1 火力發(fā)電廠

火力發(fā)電廠指的是利用煤、石油以及天然氣等可燃資源生產電能的工廠[1]。在生產過程中技術人員會將燃料放置在鍋爐當中燃燒，從而將燃料的化學能轉變?yōu)殡娔堋Ｈ剂夏芰孔兓鐖D1 所示。

圖1 燃料能量變化

1.2 節(jié)能降耗

節(jié)能降耗指的是通過有效手段減少能源消耗，是企業(yè)發(fā)展的關鍵途徑。火力發(fā)電廠在運行過程中會消耗大量的電能，所以應樹立先進的節(jié)能降耗意識，通過有效手段減少能源消耗，緩解能源緊缺現(xiàn)狀。

2 火力發(fā)電廠進行電氣節(jié)能降耗的意義

2.1 有利于降低火力發(fā)電廠的運行成本

火力發(fā)電廠在運行過程中會消耗大量的能源，在無形中增加了工廠的運行成本。靈活應用節(jié)能降耗方法有利于減少能源消耗，繼而降低生產的成本[2]。

2.2 有利于緩解能源緊缺的現(xiàn)狀

中國各種化石能源都在不斷減少，火力發(fā)電廠又會消耗大量的能源，加劇了能源緊缺的現(xiàn)狀。通過應用各種電氣節(jié)能降耗方法有利于減少能源的消耗，緩解能源緊缺的現(xiàn)狀。

3 火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗中的問題

3.1 節(jié)能降耗意識較為淡薄

從實際情況來看，大多數(shù)火力發(fā)電廠都更注重安全生產與經濟效益的提升，忽視了能源損耗問題。首先，部分火力發(fā)電廠的管理者一直都將工作重心放在生產效益與經濟效益的提升上，沒有綜合分析開展節(jié)能降耗工作的必要性，也沒有針對節(jié)能降耗的要求制定規(guī)劃，導致節(jié)能降耗工作流于形式[3]。其次，部分火力發(fā)電廠沒有做好節(jié)能降耗的宣傳工作，導致各個部門與職工并不熟知節(jié)能降耗的內涵與方法。

3.2 管理機制不完善

節(jié)能降耗工作的開展需要管理制度的支持和約束，但部分火力發(fā)電廠并沒有針對節(jié)能降耗的實際情況制定相應的管理制度。例如，部分火力發(fā)電廠沒有制定設備管理制度，增加了設備的電能消耗。

3.3 照明損耗較大

電能生產需要照明系統(tǒng)的支持，所以火力發(fā)電廠的照明損耗相對較大。多數(shù)火力發(fā)電廠都沒有意識到照明系統(tǒng)的損耗十分嚴重，所以沒有科學選擇節(jié)能型燈具。同時，火力發(fā)電廠的照明電壓不符合實際需求，造成了電能浪費。

4 火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗方法

4.1 管理方法

4.1.1 樹立先進的節(jié)能降耗意識

在經濟發(fā)展新形勢下，火力發(fā)電廠只有加強節(jié)能降耗才能夠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。為此，火力發(fā)電廠應樹立先進的節(jié)能降耗意識，夯實節(jié)能降耗工作的思想基礎。首先，火力發(fā)電廠的管理者需要重點分析進行節(jié)能降耗的必要性與重要性，針對電力生產情況進行頂層設計與全局規(guī)劃，為節(jié)能降耗工作的開展提供依據(jù)。其次，管理者需要構建節(jié)能降耗領導小組，安排專業(yè)的技術人員開展節(jié)能降耗工作[4]。此外，管理者需要做好節(jié)能降耗宣傳工作，增進各個部門對節(jié)能降耗的了解。同時，管理者需要鼓勵職工為節(jié)能降耗工作建言獻策，調動職工參與節(jié)能降耗工作的積極性。

4.1.2 完善節(jié)能降耗方案

管理者需要根據(jù)節(jié)能降耗的要求制定節(jié)能降耗方案，明確節(jié)能降耗的時間、方法、技術，增強工作的完善性。例如，管理者需要根據(jù)電氣設備的能耗情況制定節(jié)能降耗的方案，增強工作的針對性。

4.1.3 健全設備管理制度

管理者應完善設備管理制度，降低設備能耗。一方面，管理者需要完善設備調整制度，讓技術人員根據(jù)節(jié)能降耗要求調整設備的運行參數(shù)，盡可能地降低設備的能耗。另一方面，應完善設備檢查與養(yǎng)護制度。例如，需要完善靜電除塵設備養(yǎng)護制度，判斷設備中是否存在短路等問題，若存在需及時關閉電場，否則會加大用電量。

4.1.4 加大監(jiān)督力度

火力發(fā)電廠需要制定完善的監(jiān)督制度并構建監(jiān)督小組，對節(jié)能降耗工作進行嚴格監(jiān)督。首先，管理者需要根據(jù)節(jié)能降耗的方向以及重難點制定監(jiān)督制度，對節(jié)能降耗的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)督，增強各項操作的規(guī)范性。其次，管理者需要對監(jiān)督人員進行系統(tǒng)培訓，讓監(jiān)督人員了解節(jié)能降耗的關鍵并根據(jù)相關規(guī)定開展監(jiān)督工作。

4.2 技術方法

4.2.1 應用高效電動機

火力發(fā)電廠的電力拖動系統(tǒng)主要是由電源、電動機、控制裝置、傳遞機構以及工作機械共同構成的，其中電動機可以將電能轉變?yōu)闄C械能，繼而實現(xiàn)工作機械的啟動、調速與制動。在運行過程中，感應電動機不僅需要將電能轉變?yōu)闄C械能，也需要構建旋轉磁場，所以電動機不僅會消耗有功功率，也會消耗無功功率。在這種情況下，技術人員若想降低電動機的電能消耗量，不僅需要提高其運行效率，也需要提高其運行功率因數(shù)，繼而減少有功消耗與無功消耗。利用傳統(tǒng)的方式降低電動機能耗的難度相對較大，所以技術人員需要利用高效電動機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的低效電動機，從而達到良好的節(jié)能降耗效果。

高效電動機指的是總損耗比標準電動機總損耗低20%以上的電動機[5-6]。高效電動機中的轉子與定子鐵芯都應用了高導磁、低損耗的電工硅鋼片以及先進的制造工藝，可以將電動機的運行效率提高2%～8%，也可以延長電動機的使用壽命，降低電動機的能耗。電力拖動系統(tǒng)應用高效電動機前后的運行效率與能耗如表1 所示。但高效電動機的價格相對較高，所以技術人員可以在不需要進行狀態(tài)調節(jié)的輔助機械中應用高效電動機，而不能在需要進行狀態(tài)調節(jié)的輔助機械中應用高效電動機，否則無法滿足電力生產的流量調節(jié)需求，且會加大火力發(fā)電廠的運行成本。

表1 電力拖動系統(tǒng)應用高效電動機前后的對比單位：%

4.2.2 減少空載運行變壓器

大多數(shù)火力發(fā)電廠都會設置大容量的高壓啟動備用變壓器，從而為高壓廠提供支持。高壓啟動備用變壓器的容量較大，空載損耗也比較大，加大了電能損耗。例如，在熱備用情況下變壓器的高壓側二次電流為0.003 A，高壓側一次電流為0.36 A，高壓側電壓為232 kV，所以變壓器的空載損耗為32 kW。若將啟/備變設計為冷備用就可以降低其能耗，每年可節(jié)約70 萬元電費。啟用冷備用前后變壓器的節(jié)能對比情況如表2所示。

表2 熱備用與冷備用情況下變壓器的節(jié)能對比

冷備用指的是變壓器處于備用狀態(tài)時不帶電。一方面，技術人員需要根據(jù)大區(qū)電網的具體規(guī)定判斷是否使用冷備用。若需要應用冷備用就需要優(yōu)化啟/備變設計，確保備用電壓器不帶公用負荷，同時，需要將公用負荷分配在高壓廠的變壓器中，但在分配過程中需要判斷用電可靠性是否符合要求。另一方面，低壓廠在開展用電接線工作時需要應用暗備用動力中心接線方式。應用明備用動力中心接線方式可以減少變壓器投資，但會增加電纜投資與電纜通道投資，而應用暗備用動力中心接線可以使2 臺互為備用的變壓器都處于半負荷運行狀態(tài)中，從而降低變壓器的負載損耗。所以，從長遠角度來看，火力發(fā)電廠應選擇暗備用動力中心接線方式。

4.2.3 針對無需調節(jié)的輔助機械采取節(jié)電措施

火力發(fā)電廠中有不需要進行調節(jié)操作的輔助機械，所以技術人員需要針對這些設備采取有效的節(jié)電措施。首先，技術人員可以在設備中安裝輕載節(jié)電器，從而在空載或低負載運行狀態(tài)中降低電動機的電壓，達到良好的節(jié)能效果。其次，技術人員需要在輕、重載交替工作的電機中安裝γ-△裝置，從而實現(xiàn)定子繞組接線方式的自動切換。當電機處于輕載狀態(tài)時會應用γ接線方式，而當電機處于重載狀態(tài)時會自動切換為△接線方式。但為了充分發(fā)揮這些節(jié)電技術的作用，技術人員應設置一些輔助回路。

4.2.4 降低照明損耗

火力發(fā)電廠的照明損耗相對較大，所以技術人員需要通過各種有效手段降低照明損耗：①技術人員應科學選擇節(jié)能型燈具。在技術水平不斷提升的過程中節(jié)能型燈具應運而生，為節(jié)能降耗提供了新的思路。所以技術人員需要根據(jù)生產需求選擇合適的燈具，降低燈具的能耗。在這一過程中，技術人員需要對燈具的光源壽命以及光效進行對比分析。不同燈具的光源壽命與光效對比情況如表3 所示，其中白熾燈的光效較短，光源壽命也比較短，會加大照明成本，而LED燈的價格較高，但光源壽命較長，具有較強的節(jié)能性，所以技術人員可優(yōu)先選擇LED 燈。②靈活應用照明調壓器。從火力發(fā)電廠的角度來看，動力負荷比照明的地位更高，所以在運行過程中燈具的電壓需要遷就動力電的電壓。而照明燈具屬于電阻性負荷，其功率與電壓的平方基本呈正比關系。所以技術人員需要應用照明調壓器控制燈具的電壓，從而減少電能消耗。例如，若火力發(fā)電廠動力電的電壓為400/230 V，就不能應用400/230 V 電壓為燈具提供支持，否則會加劇電能浪費情況。為此，技術人員需要利用照明調壓器將燈具的照明電壓控制在380/220 V，在減少電能消耗的同時延長燈具的使用壽命。

表3 常用光源壽命與光效的對比

5 結束語

在對火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗進行深入分析后可知，在火力發(fā)電廠進行全面開展電氣節(jié)能降耗工作具有重要意義——不僅可以降低火力發(fā)電廠的運行成本，也可以緩解能源緊缺現(xiàn)狀、推動社會經濟的可持續(xù)發(fā)展，又能進一步推進中國實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標的進度。為此，火力發(fā)電廠管理者應樹立先進的節(jié)能降耗意識，通過各種管理方法與技術方法降低能耗，實現(xiàn)節(jié)能減排，降低燃料消耗量。