新建火电项目节电技术的应用

邢文平

【摘 要】能源是经济社会可持续发展的物质基础和保证。我国经济的快速发展极大地刺激了对能源的需求，而近期频繁在各地出现的雾霾天气也使得各方对环保的关注达到了前所未有的高度。新建火电项目从设计和设备选型入手，提出了几项目前应用较广泛的电气节能措施，从而降低本工程的厂用电率，并达到了积极相应国家提出的节能减排政策的目的。

【关键词】能源；高效；低耗；环保

0引言

改革开放以来，我国的国民经济保持在8%的高速增长率上迅猛增长，使能源的供给成为了经济增长的瓶颈，节能已成为国家经济发展的一项长远战略方针。我国能源资源虽然丰富，但年消耗量大，浪费严重。火力发電厂作为能源消耗和污染物排放大户，采取有效措施节约能源和保护环境对国家和社会有着深远意义。

新建火电项目容量大，设备及原材料多，系统复杂。我们从电气专业工作出发，精心设计，优先采用可靠成熟的节能技术、产品，采取切实有效的措施，从建设、运行、消费等各个环节节约能源，提高能源的综合利用率，并加强建设及生产的环境保护。

1变压器选用高效节能产品

变压器是配电系统的重要设备，其自身要产生有功功率损失和无功功率消耗。它的材质选择、参数选择和接线方式对功率消耗影响较大。

1.1 变压器的材质选择和参数选择型

主变压器、起动/备用变压器、高压厂用变压器等油浸变压器的铁芯宜选用高导磁优质冷轧硅钢片，变压器的线圈宜采用优质无氧铜线。选用节能型变压器，可较大地降低变压器损耗。目前大型节能型变压器的效率可达99.8%，比效率99.77%时减少损耗15%以上。变压器的空载损耗不随负载变化而变化，与变压器的选型有关；变压器的负载损耗随负载的大小而变化，在确定变压器容量和运行方式时应加以注意。合理选择变压器阻抗，在不致引起下级系统设备短路水平提高的情况下，选择较低的阻抗参数，降低变压器本身损耗。

1.2 变压器的型式及布置

300MW级机组单元连接的主变压器，采用三相变压器。对于起动/备用变压器和高压厂用变压器等分裂绕组变压器，分裂绕组的负荷应尽量保持平衡，使得变压器正常运行时处于最佳经济负载状态。尽量避免分裂变的两个分裂绕组并联运行，以免产生环流能。低压厂用变压器选择接线组别时，宜选用一侧星形、一侧三角形接线，减少三次谐波污染引起的损耗及功率因数的降低。

2电动机节能措施

2.1 电动机的选择

中国高效电机行业已形成较为完整的产业链，在新型绕制工艺、硅钢片精密冲压、铸铜转子、高压精密压铸成型等方面，中国电机企业已经掌握高效及超高效电机生产技术。高效电机和超高效电机的效率分别比普通电机要高3%和5%，而稀土永磁电机的效率甚可以提高10%以上。最新生产的YX，Y3系列高效三相异步电动机的加权平均效率比Y系列电动机高3%～5%。本工程所有电机均采用高效节能电机。

2.2 合理确定电动机的负载系数

一般电动机的负载系数在0.75～1.0时的效率最高，而0.5以下时，效率下降非常明显，应尽量避免。对生产中经常处于轻载运行的电动机，可将三角形接法的电动机改为星形接法，节电效果明显。资料表明对负载系数为0.1～0.3的电动机，改接后效率可提高27%～4%，负载系数越低，效果越明显。主要原因是改接后，电动机的许用功率为铭牌功率的40%左右，相当于提高了负载系数。

2.3 采用变频节能技术

为了提高运行的经济型，对负荷变化较大的电动机经技术经济比较可采用变频调速电动机。火电厂辅机采用高压变频调速技术，通过多年的应用实践证明是可行的，技术性能优于其它调节方式。本工程中凝结水泵、一次风机、热网疏水泵、循环水泵配置高压变频器，经过计算节能效果明显，且经济效益显著。

3除尘器系统采用高频电源

本工程每台锅炉配置两台电袋复合型除尘器。电袋复合型除尘器是电除尘器与布袋除尘器的组合。它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势，以及两者相结合产生新的性能优点，具有除尘效率稳定高效、滤袋阻力低寿命长、运行维护费用低、占地面积小等特点。

4导体及电缆的选型

电源电缆应采用铜芯电缆，在技术经济合理时可扩大铜芯电缆的使用范围。铜芯电缆的优点为：铜芯电缆的载流量为铝芯电缆的1.29倍，相同容量的负荷如采用铜芯电缆，截面可相应缩小；同样条件下，铜-铜连接的接触电阻比铜-铝连接的接触电阻小10%-30%左右，减少接触处损耗。为了提高机组运行的可靠性并降低损耗，本工程全部采用铜导体电缆。

本工程在电缆敷设设计时，采用专用电缆敷设程序，优化电缆的敷设路径、控制电缆的走向及流量，减少电缆线损及电缆长度，节省了电缆投资，减少了电缆的耗电损耗。

5采用绿色节能照明

节省照明用电，就是在保证合理有效的照明与亮度条件下，尽量设法降低照明用电的负荷。按照国家有关照明的标准和规定，通过合理选用及使用节能型高效光源，可有效降低电能消耗，节约能源：对灯具悬挂比较高的场所，应采用高压钠灯或金属卤化物灯；在悬挂高度较低的场所如试验室、办公室和职工住宅居室，宜采用节能荧光灯或其他高效光源；当灯具装有遮光栅格时要特别注意遮光栅栏格保护角对低灯具效率的影响，其效率不宜低于 55%；采用非对称光分布灯具，由于它具有减弱工作区反射眩光的特点，在一定的照度下，能够大大改善视觉条件，因此可获得较高的效能；LED灯节能效果显著，但限于其价格过高，可推荐厂区道路照明和厂前区景观灯采用；高空障碍灯、路灯可采用太阳能等。

设置合理的照明回路是节电的另一种重要方法：合理地分层、分区域配置开关，并采用电子调光器、延时开关、光控、声控开关或感应式开关取代跷板式开关，在不需要大面积照明的情况下，照明灯具可合理开、关，大幅降低照明能耗和线损；照明电源回路中应装设调压装置或安装补偿装置提高功率因数，补偿后的功率因数不低于0.9，减少无功损耗，节能15%左右，使电气照明的工作电压保持在额定电压的0～5%之内，同时延长灯具使用寿命。

6其他电气元件的选择

高压F-C 回路接触器宜采用机械保持。如条件成熟，可以采用厂用高压永磁式真空断路器、接触器。本工程全厂容量在200kW～1000kW的电动机和小于1250kVA的低压变大约55台，采用高压熔断器串真空接触器的组合设备，机械型每台一年节省1260kWh电能，55台一年节能69300kWh电能。

传统低压接触器的合闸保持是靠合闸线圈通电产生电磁力来克服分闸弹簧拉力来实现的，合闸线圈长期通电，通电电流从100mA到1000mA不等；永磁型低压接触器是利用永磁驱动机构取代传统电磁驱动机构而构成的微功耗接触器，其工作原理是利用安装在接触器联动机构上极性不变的永磁铁，与固化在接触器底座上的可变极性软磁铁相互作用，从而达到吸合、保持与释放的目的。软磁铁是通过与其固化在一起的电子模块产生正反向脉冲电流，使其产生不同的极性。电子模块的工作电流只有0.8mA～1.5mA，节电率在99.8%以上。

对于继电器、二次元件、DCS、仪表及控制设备，本工程均采用低功耗微机型集成式产品及合理、节能的驱动方式和控制方式。

7结论

本文针对新建火电项目提出了几项目前应用较广泛的电气节能措施，从而降低本工程的厂用电率，达到了积极相应国家提出的节能减排政策的目的。

参考文献：

[1]田洪亮，张利，节电管理与节电实用技术[M].中国水利水电，2011

[2]周梦公，工厂系统节电与节电工程 [M].冶金工业出版社，2008

[3]戴悦，高压变频装置在电厂中的应用情况分析 [J].电力勘测设计，2006

（作者单位：国电电力邯郸东郊热电有限责任公司）