节约能源,保护环境,是我国长期的重大方针,也是全世界所关注的重要课题。火电厂作为能源消耗的大户,更应该从降低厂用电率的全局出发,采取相应措施来达到节能降耗的目的。但同时也必须以保证机组安全稳定运行为前提,不能片面追求降低厂用辅机耗电量,从而影响机组运行的安全。笔者根据自己实际工作经验,针对发电厂电气节能降耗的几种方法进行阐述,供同行探讨。
1 根据电厂实际,采用高效电动机
发电厂的生产辅助机械通常是由三相异步电动机旋转拖动做功的。电源、控制装置、电动机、传递机构及工作机械构成一个完整的电力拖动系统。电力拖动的任务是通过电动机实现由电能向机械能的转换,完成工作机械的启动、运转、调速及制动等作业要求。电动机的旋转,是建立在电磁理论基础上的。感应电动机既消耗有功功率,把电能转换为机械能,又消耗无功功率,用来建立必要的旋转磁场。所以降低电动机耗电量,一方面要提高它的运行效率,减少有功消耗,另一方面要提高它的运行功率因数,减少无功消耗。
长期以来,采用高效电动机替代相对低效的电动机,是通行的一个主要节电措施,它是提高运行效率和功率因数的基础。高效电动机是指总损耗比标准系列电动机降低20%以上的电动机。高效电动机由于定子铁芯、转子铁芯均采用高导磁、低损耗的优质电工硅钢片构成,且制造工艺较先进,所以电机在运行中各种损耗较低,功率因数高,运行热稳定好,使用寿命长。
但同时我们也应该意识到,同等情况下,高效电动机比标准电动机效率提高3%,但制造成本却比标准电机高出30%。对火力发电厂不需要进行状态调节的辅助机械而言,把拖动电机更换为高效电动机是一种行之有效的方法。而对需要进行状态调节的辅助机械,采用高效电动机则是不现实的,因高效电动机的制造成本高,价格昂贵,不但增加维修成本,而且只能定速运行,同样不能满足电力生产对流量的调节需求,因此,采用高效电动机则是不现实的。所以应根据电厂实际,在资金允许的条件下,采用高效电动机能从根本上实现厂用电率、降低发电成本,从而达到节能降耗的目的。
2 减少空载运行变压器数量
火力发电厂一般都设置大容量的高压启动备用变压器,作为高压厂用变压器的备用兼作电厂启动电源,其容量一般都与最大的高压厂用变压器相同,容量很大,空载损耗也很大。如果能将启/备变设计为“冷备用”(处于备用状态时不带电),则可节约大量电能和开支。当然,是否采用冷备用还得听从大区电网的具体规定和听取业主的运行意见。要使启备变可为“冷备用”运行方式,厂用电方案设计时应使启备变正常不带公用负荷,公用负荷设计为1号机组高压厂用变压器全带,或合理分配至l号和2号机组的高压厂用变压器上。
但应注意厂用电的可靠性应满足规程规范的要求。在满足厂用电可靠性的前提下,低压厂用电接线尽量采用暗备用动力中心方式接线。在暗备用动力中心接线方式下,正常运行时,两台互为备用的变压器各带一半负荷运行,每台变压器的负载损耗降为带全部负荷时1/4,节能效果明显。采用明备用动力中心接线虽然可以节约变压器投资,但增加了电缆和电缆通道的投资,经济上优势不大,从长期运行角度看,暗备用动力中心接线方式经济上更具有优势。
3 减少输电过程中的铁磁性损耗
要减少铁磁性损耗,应从减少交变磁场中钢材料的使用、增加屏蔽、避免形成闭合回路、改善钢材料与载流导体空间关系等方面入手。具体措施如下:导体金具应采用设计更为先进的型号及尽量采用非导磁性材料制造的金具,这样既降低了损耗,也意味着温升降低,延长了金具安全使用寿命。在电抗器周围应严格按照制造厂给出的空间尺寸来限制钢结构使用的空间范围。同时也要注意尽量减少电抗器周围钢材料的使用,在合理的范围内尽量加大钢结构与电抗器的距离。在有强交变磁场(如电抗器周围、大电流敞露导体周围)的空间内,在钢结构设计上,不应使用单相导体支持钢构及导体支持夹板的零件构成闭合磁路。合理加大钢构与母线的距离,一般母线中心至横越钢构中心的距离(mm)为母线电流(A)的0.7倍或以上,可以不采取其它设施。
合理选择钢构与母线的相对位置,使钢构尽量与导体垂直,以使不产生感应电势和环流。避免较长钢结构与母线平行。大面积钢筋混凝土中的钢筋结构,应将钢筋结构割成不连续的小尺寸或在纵横钢筋交叉点用包扎绝缘的方法,以减少环流。断开闭合回路。设计中应避免大电流母线附近的钢构件形成包围一相或两相的闭合回路,如不可避免时可采用黄铜焊缝或绝缘板隔离磁路的方式。在大电流敞开式母线与钢构之间加装电阻率低的非导磁率材料制作的屏蔽板(或屏蔽栅),可明显减少钢构的铁磁性损耗。在大电流敞开式母线支持钢结构上加装电阻率低的非导磁率材料制作屏蔽环,可明显减少钢构的铁磁性损耗。
