焦灵燕 吉威宁

（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司）

0 引言

人类对能源资源的利用，为人类社会的进步提供了巨大的推动力，例如石油、煤炭的开采使用，都带来了生产力的飞跃，使社会得到高速发展。伴随着经济的繁荣，人民生活质量提高，人口呈缓慢增长趋势，工业生产，人类生活都离不开对各种能源资源的消耗，进而产生的能源问题成为需要全球共同解决的严重问题，特别是不可再生能源的减少和新生能源的开发利用困难，在很大程度上制约了世界的进步。在二十一世纪的今天，国家越来越重视可持续发展、生态文明建设，节能减排、保护人类共同家园的观念已深入人心，节约能源资源不单单能缓解资源紧张问题，还对生态文明，环境保护起着重要作用。在发电领域，通过对发电厂的节能设计研究，探索新型清洁发电模式，在日常生活中提倡大家节约用电等方法，促进节能减排工作的实施。

1 火电厂热机系统及相关电气设计及损耗情况

根据国家统计局的数据显示，2018年中国总发电量为67914.2亿kWh，其中火力发电量达49794.7亿kWh，占总发电量的73.32%，是中国发电行业中的主力军。但相较于风力发电、太阳能发电，传统的火力发电耗能高，影响周边环境。当代全球面临日益突显的能源紧缺、污染环境等问题，节能环保已成为中国电力工业结构调整的重要方向，火力发电行业关闭了一些能效低、对环境伤害大的小火电机组，努力研究新型技术，加快发展电气设备。

电气设备如果想得到合理、高效的利用，那么它的设计一定要将使用要求、机器设备与发电量需求的匹配及运行维护等条件充分考虑周全，追求适用性这一标准，在火力发电生产过程中优化人工环境，全面、准确地计算火电厂发电所需的资源，提供充足且适量的原料，保障发电系统稳定输出。在实际运行中，火电厂主要存在以下几个方面的问题。

1.1 热机设备投入使用未经调节

发电厂热机静电除尘器件是火力发电厂中常见的设备。在实际运行中，一旦静电除尘器件发生电场短路问题，没有及时得到调节的话，它的除尘功能就会受到影响，导致变压器的容量出现偏差，发生重载、轻载、空载现象，增加电气耗损。

1.2 火电厂系统未按规范运行

有些火电厂的管理制度规定不够完善合理，存在欠缺，在实际运行过程中执行起来会出现严重问题，降低电能利用率，影响企业经济效益的同时造成了更多资源能源的消耗［1］。

1.3 发生铁磁现象

铁磁现象是指在电气设备的磁场作用中，其内部铁制零件产生磁滞、涡流效应，使铁器周围热量集中，导致局部温度升高，产生电能耗损。铁磁现象若持续存在，严重时会损伤设备。影响它的使用寿命。

1.4 执行节能减排的力度不够

近些年来，为了深入贯彻落实科学发展观，我国政府将节能减排工作作为当前的紧迫任务，出台了许多相关政策和行政法规，在全国范围内大力推广，鼓励扶持企业清洁生产。但在时代的巨大浪潮下，经济的快速增长在一定程度上依然需要靠大量的资源消耗来保障，政府无法从根本上扭转现在的局面，节能减排在实际生产中缺乏有力执行，许多企业也没有正确意识到节能减排的重要性，无法形成强力配合。在这样的大背景下，火电厂的节能减排目标也难以实现。

2 小型火电厂热机系统及相关电气设计中的节能措施

2.1 热机净化燃烧过程

电主要靠燃烧煤炭来发电，煤燃烧后会产生二氧化硫、二氧化氮等污染物，严重影响空气质量。燃烧净化技术的主要目的是改变燃烧产物的化学性质，比如电子束脱硫技术，这是目前最先进的燃烧过程净化技术，它的原理是将煤炭中的硫元素通过电子束辐照而脱离出来，从而减少了硫化物的产生，达到净化燃烧产物的目的。在提升燃烧净化技术的同时，还可改良燃烧锅炉，多运用高质量燃烧器，既能提高生产率，又能减少对环境的污染。

2.2 相关电气设计优质低阻电缆的使用

线路电阻是影响其能耗的一个重要因素，是分析热机系统及电气设计耦合节能不可或缺的手段。能耗的高低与线路电阻值的大小成正比，因此，降低线路的电阻值可以减少不必要的能耗。电气设计的节能手段首先要利用优质的低电阻输电线路，减少输电线路中的电能损耗。在实际设计中，应该以低电阻材料制成的优质电缆来替代传统的铝芯电缆，达到降低电阻值的目的，还可利用新型设计工艺，在降低线路阻值的同时降低它的分布电容，更有效地减少能耗。为了增加经济效益，还会依照电缆经济电流密度来进行调整，选择合适截面的电缆。低电阻电缆伴随着低热量，它在温度负荷高的情况下比高阻值电缆运行稳定，还能减少安全事故的发生。因此合理地选择使用低阻值电缆，是降低能耗的有效措施。

2.3 降低热电厂照明耗损，提高能源利用阶梯性

火电厂在电气照明方面消耗不小，降低照明耗损的关键在于照明灯具的选用。目前我国火电厂在照明上通常选择绿色节能灯具，例如LED灯，它的灯管中填充惰性气体，使电子和原子发生更多的弹性碰撞，损失的能量也就更少，在同样的照明要求下，它比荧光灯的功率要小很多。尽管绿色节能灯具的价格比一般灯具要高，但在实际运用中，节能灯有着相对更高的效能和更长的使用寿命，且能耗远远低于普通灯具，是降低照明损耗的高性价比选择［2］。

2.4 制定火电厂完善监管制度

火电厂节能减排工作的落实，需要一套完善的监管制度来保障。定制合理监管制度，主要从以下两个方面入手：第一是制定合理的电能管理制度。火电厂生产过程中消耗大量电能，每个流程的用电量需要被统一记录，用来反映实际生产效果，避免用电浪费。第二是完善人员的管理制度。节能降耗，真正实施起来在于人，只有火电厂所有领导员工都意识到节能降耗的重要性，才能更大地降低能耗。在人员的管理中，将节能降耗工作纳入员工的绩效考核，每个人签订节能降耗目标责任书，对于高度执行、获得良好节能效果的部门予以奖励，不配合、不执行的部门予以惩罚。通过奖惩机制提醒员工加强节能降耗意识，从身边做起，共同完成节能目标。

2.5 合理选择相关变压器

变压器是一种主要变换交流电压的器件，当有交流电流通过时，利用电磁互感效应，达到变换电压的目的。但由于电流具有一定的热效应，它通过线路或导体时会产生发热的现象，造成热损耗，变压器在长时间的工作中，通过的电流不断变化，热效应持续累积，特别是对高压电的转换，需要消耗更多的能量。因此，合理选择变压器，提倡使用高性能的新型变压器，例如用浸油式变压器，它的损耗低、噪声低且传输效率高，可以降低电铜线的损耗。另一方面，线路的长度也是损耗的一个重要因素。由于电流的热效应，导线越长，电流传输的时间越久，产生的热量也更多，所以变压器的安装位置也值得考量，在安全可控的情况下，尽量减少线路的长度，为了保证传输效率，可以使用横截面积较大的电缆，在严格执行安全标准的前提下，缩短供电区和用电建筑之间的距离，这些都可以降低损耗。所以在火电厂的实际应用中，根据需求选择合适的变压器，优化变压器等电设备的使用设计，都是降低损耗的有效方式［3］。

2.6 加强配合供配电系统节能设计

优化供配电系统涉及到多个方面：供电设备的使用性能及所能承受的最大容量，季节变化带来用电需求的变化，天气环境对电设备操作要求的影响等，都需要综合考虑，才能设计出适用性强、操作简便的节能配电系统。

2.7 高效耦合电动机的实际运用

从节能减排的角度出发，使用高效电动机是全球发展的大趋势。传统的低效电动机一般使用芯片、硅钢片制作而成，工艺粗糙，使用效果一般。而高效电动机在材料、工艺设计等方面采用先进技术，减少了电动机的功率损耗，避免了低效电动机在工作中产生的能源浪费问题，大大提高能源利用率。除此以外，高效电动机还具有使用寿命长、运行稳定等优势，这些都是低效电动机不可比拟的。由于高效电动机依靠先进的材料、技术，它的价格成本远高于普通电动机，而且后期的运行维护也需要更多的资金支持，这并不适用于所有火电厂，尤其对于一些小型火电厂，它们难以负担太高的资金投入。因此高效电动机的运用需要根据火电厂的规模、实际情况来抉择。

2.8 从能源角度为基点，提高燃煤效率

煤是火力发电厂的重要能源。煤粉颗粒很细，单位质量的煤粉具有较大的表面积，表面可以吸附大量空气，具有一定的流动性，当设备不严密时容易漏粉，造成能源损耗。为了降低煤粉的流动性，可以加强制粉系统的摩擦功能，使煤粉表面更粗糙，从而减少用电损失，提高燃煤利用率。

2.9 火电厂相关附属设备照明调压器的使用

不同于普通灯具，火电厂灯具由于其特殊的工作环境，通过的电压较高，它的使用寿命远低于普通灯具，频繁地更换灯具也是对资源的一种浪费。为了避免上述现象发生，在照明方面，很多火电厂选择使用照明调压器，调节照明灯具的工作电压，提供相对稳定的运行环境，延长灯具寿命。

2.10 规范火电厂热机系统运行制度

火电厂在节能减排方面需要有系统、规范的制度，比如制定设备的自动生产流程，即用即停，及时关闭未使用的设备，避免不必要的持续开启造成用电浪费，达到节能减排目的。

3 结束语

综上所述，根据国家能源发展战略和火电厂的现状，节能减排已成为火电厂的发展趋势，本文分析讨论了目前火电厂主要节能措施：加强热机及供配电系统的节能设计，合理优化热机及电气相关系统设计，使用优质电缆和变压器，降低附属损耗，选择照明调压器，净化燃烧过程等方面，从而提高煤的利用率，耦合运用实际情况，运行高效电动机，制定完善的运行和监管制度，强化人员节约意识等，从以上各个方面来强化火电厂的节能减排效果，为建设和谐、可持续发展社会贡献应有的力量。