电力工程学|任重道远！漫谈大型火力发电机组节能降耗那些事

近年来，能源的节能降耗和可持续利用成为了新的话题，各种新能源层出不穷，从最早的生物质发电到垃圾发电，从光伏发电到光热发电，从海洋潮汐能到最近我听人介绍的海洋波浪能。可以说，目前能源的产生形式多种多样，但是在目前国内，燃煤发电仍然是电力的主要来源，而在欧洲，核电、生物质能等成为了主流，日本目前核电、天然气发电是主流，不过最近两年燃煤发电势头重新崛起。
总结来看，目前第三世界发展中国家基本上以燃煤发电为主，中国、东南亚、印度等都是燃煤发电的重要国家和地区。燃煤发电技术成熟、能量利用率高、发电量大，目前全世界最大的燃煤发电机组高达1400MW 。但是燃煤发电的劣势同样突出，排碳量高、煤炭日益枯竭等，这都威胁着煤电在未来市场的发展前景。
目前仍在大规模建设燃煤发电的国家集中在东南亚，当然中国的脚步只是放缓，但是体量巨大。中国的企业在南亚、东南亚、南美和非洲都在参建大量的电力设施，包括发电厂、电网等。按照目前发展态势，燃煤电厂在未来很长一段时间仍将是我国以及发展中国家电力的主要来源，并将深刻影响着世界电力上下游的生产关系。虽然近年核电、生物质发电、垃圾发电、太阳能发电以及水电、风电等在急剧增加，但是其整体的性能和装机容量与燃煤发电不可同日而语。
以垃圾发电来说，目前垃圾发电的单机容量在30MW左右，部分机组可以做到60MW以上，而“上大压小”建成的火力发电机组大都在600MW以上。垃圾发电存在主要的使命是处理废弃物，发电只是对其热源综合利用的一种形式，它的其它利用形式还包括供热。对于大型燃煤发电机组主要的考核指标就是发电，而其它形式的火力发电其实更是一种热电联产的模式，产品包括电和热两部分。
2017年我在陕西华能某电厂调试，当时该公司上马了一组供热机组，为周边居民用户供热。其热源主要来自大机的某段抽汽，对其进行减温减压之后通过供热管道输送到千家万户。而据我了解，该公司2*660MW机组几乎做不到两台同时满发，甚至更多的时候会是一用一备。这是目前我国西部燃煤发电厂的一个缩影，因此单从电的角度讲，特高压西电东输具有重大意义。
除去战略上的部署无法改变以外，目前火力发电厂都在积极推进节能降耗工作，降低厂用电率、降低单位发电煤耗、优化风水煤三者之间的关系成为了很多燃煤电厂积极推进的工作。我们利用一定的篇幅对燃煤电厂目前的节能降耗工作进行盘点，不足之处还望留言补充！
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燃煤电厂考核指标基本围绕节能降耗来的，主要体现在降低厂用电率、降低汽机热耗、提高锅炉效率、提高发电机效率、降低变压器损耗。在这几方面，除了变压器损耗，其它基本都是可控。
为了降低厂用电率，大型火力发电机组在部分设备采用负荷可调的方式，比如采取变频、汽动等方式。一般电厂主要的耗电设备包括引风机、送风机、一次风机、给水泵、循环水泵、真空泵、凝结水泵、磨煤机等。由于大型火电机组都存在峰谷平的发电时段，因此牵涉到负荷的设备一般也都具备负荷调整功能。比如风机使用变频风机或者使用可调的进出口挡板进行调节。给水泵一般会采用汽动给水泵，这样可以很大程度上节省一部分电量。通过采用变频、可调挡板以及汽动调节等方式，可以有效降低厂用电率，提高机组效益。
降低厂用电率的方式还有很多，从宏观方面讲，保证机组长期稳定维持在一个满负荷或者高负荷状态，其实是提高机组经济性最可靠的保障。但是由于目前我国的电力环境，中西部很多火电机组没有那么多的负荷指标，所以在中低负荷降低厂用电率成为了新的研究课题。但是，如果机组不能在额定负荷下工作，其厂用电率一定会维持在一个较高水平，这是直接影响电厂经济效益的关键所在。