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中图分类号:TM621 文献标识码:A
当前国家和社会对环境保护要求不断提高,特别是大气环境的保护,因此对火力发电厂的烟尘排放的要求也提升了一个新的高度。湿式电除尘技术在这种背景下实现了广泛的应用,为达到节能减排的目的,笔者在电气设计中对相关电气系统进行优化。
1.湿式电除尘技术概况
湿式电除尘器(Wet Eleetrostatic Pre-eipitator,简称WESP)拥有控制复合污染物的强大功能,它对微细的粉尘及烟气中酸雾等的收集都是比较理想的。在国内,该技术处于迅速发展阶段,现已有很多湿式电除尘器应用于国内燃煤电厂中,主要用于控制因新增脱硝设施和湿法脱硫设施而产生的烟气烟羽及酸雾问题。湿式电除尘设施的主要除尘设备是恒流高压直流电源。恒流高压直流电源由恒流变换器和升压整流系统组成,其基本原理电网输入的交流正弦电压,通过恒流变换器,转换为交流正弦电流,经升压、整流后成为恒流高压直流电源给电场供电。所谓恒流是指其电路特性,而并不是说系统的输出电流无法改变。目前主要的高压电源装置有两种形式,一种是工频恒流高压直流电源,一种是高频恒流高压直流电源。
2.高压直流电源供电设计
(1)动力部分设计
湿式电除尘的工频恒流高压直流电源与高频恒流高压直流电源在供电方式上有一定的区别,工频恒流高压直流电源厂家通常会自带电控柜,需要与配电室低压柜并柜供电。而高频恒流高压直流电源的供电通常由电厂的PC段或MCC段的回路来直接供电,控制系统与高频恒流高压直流电源通常为一个整体放置在湿式电除尘的现场。
(2)控制部分设计
随着自动化技术的不断发展,火力发电厂中越来越多的设备开始采用DCS控制,实现了远程在线监测和控制,极大地降低了人力成本。湿式电除尘的高压直流电源也适应这一发展趋势,实现远程的状态监测和控制。高压直流电源需要的I/O测点有:备妥信号反馈、运行信号反馈、综合报警信号反馈、油温上限信号反馈、油温上上限信号反馈、一次电压反馈、一次电流反馈、二次电压反馈、二次电流反馈、二次电流调节、启动指令信号、停止指令信号、事故停止指令信号、变压器温度信号等。其中重要的指令和状态信号应采用硬接线的方式连接到DCS。其余信号可采用光纤通信。此外,高压直流电源的隔离开关柜应与湿式电除尘平台的人孔门进行安全连锁,通过在人孔门处设置电磁锁来实现安全的检修和运行。
3.低压设备供电设计
湿式电除尘设施主要包含热风吹扫系统、绝缘加热系统、雾化系统、冲洗系统等设备,通常由新增的湿除380VPC段来供电。热风吹扫系统包括密封风机和空气加热器,可采用现场安放就地柜来配电控制。绝缘加热系统主要包括绝缘子保温桶内的电加热器,功率较小,可由PC段配电柜直接供电,也可现场安置就地柜。例如华电国际莱城电厂3号机组湿式电除尘即采用现场安置就地柜的形式对绝缘加热系统进行控制,节省PC段配电柜的空间。雾化系统主要包括雾化水泵及电动门等,雾化水泵一般为变频控制,需要配备变频器,宜采用就地柜配电控制的方案进行设计。冲洗系统主要包括冲洗水泵,一般可能会利用原有脱硫系统中的冲洗水泵。检修配电箱宜放置在设备较集中的平台和放置高压电源的平台上。
4.照明系统设计
湿式除尘器本体平台上的照明灯具宜采用防水防尘防腐蚀灯具,光源宜采用节能型LED灯或金卤灯,采用立管式安装,固定在湿式除尘器本体平台的栏杆侧。照明配电箱宜放置在湿式电除尘的底部或中间的平台上,炔可柚霉饪乜关或时控开关,以达到节能的目的。局部层高低于2.2m的平台宜设置安全低压照明,采用24V或12V电源供电。在人孔门位置宜设置安全变压器箱,作为移动巡检提供安全电源,宜采用24V或12V供电,目前国内发电厂普遍采用额定二次电压12V的安全变压器箱。
5.电缆敷设设计
湿式电除尘工程设计中电缆一般采用阻燃型电缆,个别要求较高的地方还应采用耐火电缆。由于湿式除尘器本体一般比较高,电缆主要的敷设方式应以桥架为主,动力电缆与控制电缆分层布置。桥架敷设时有很大一部分是垂直敷设,每隔2m做一次固定。不得用铁丝直接捆扎电缆,宜采用尼龙扎带或挤塑金属扎带。电动机和明装的照明箱、检修箱、吊车开关、事故按钮等设备的电缆端头应采用阻燃型金塑软管进行保护。
6.电缆防火设计
由于电厂防火要求较高,桥架宜采用托盘式桥架,并设置阻火段。阻火段除在桥架底部设置耐火隔板外,还应在电缆上方密实堆放阻火包,然后在阻火包上方设置耐火隔板。另外,在钢制桥架外表面应涂刷钢构防火涂料两遍,涂料厚度不小于1mm。在阻火段两侧不小于1m区域的电缆均涂刷防火涂料,涂刷厚度不小于1mm。所有电缆进入盘、柜、屏、台、箱的孔洞的分支处均宜采用有机和无机防火堵料相结合填充,有机堵料宜在电缆周围填充并适当预留。
7.防雷接地设计
湿式电除尘本体壳体与接地网连接点不得少于6个,接地电阻不大于1Ω。湿式电除尘整流变压器接地端和湿式电除尘本体上的其他设备、管道等均需可靠接地。
结语
在环保要求日益提高的今天,通过对湿式电除尘电气系统的优化设计,实现环保设施的经济和安全运行,为治理大气污染尽一份力。
一、自备电厂客户未实现信息化管理前有关情况
自备电厂客户未实现营销系统管理前,抄表工作虽可通过电能量采集系统实现远程电能表示数抄见,但却不能像一般客户那样进入营销系统实现自动抄表核算;核算及报表统计工作由地市公司相关人员利用自行设计的excel表格完成;帐务处理工作则通过手工凭证制作的方式实现营销系统同财务系统间的共享。
二.自备电厂客户未实现信息化管理的弊端
1.自备电厂客户抄表核算、帐务处理及报表统计工作均由人工方式完成,不仅增加劳动强度,降低劳动效率,增大出错机率,而且不能实现自备电厂相关费用收取情况于诸多部门间的适时信息共享。
2.按照网省公司电能量采集系统建设规划目标,结合公司经营区域内直供直管电力用户覆盖现状,以及自动抄表核算和预购电功能应用情况。公司积极拓展电能量采集应用范围,于自备电厂客户发电机出口处、上网处等均已加装计费或考核计量及采集装置终端,可实现发电量、自发自用电量等数据实时在线监测,但却不能得以充分运用,且实现与营销系统间的自动链接传递。
3.相关费用应实收情况无法得以适时展现和调阅。在内外部开展检查中,发现不规范行为,存在经营风险。实施自备电厂客户营销系统信息化管理,可对抄表周期、抄表例日、核算与发行时间进行固化,随时获悉客户交费时间、交费方式、交费途径、帐务处理效率等信息,及时快速获悉电力经营活动中关于抄核催收帐表等全过程管理存在的异动和问题,有效消除管理薄弱环节,实现经营风险“可控、能控、在控”。
三、实施过程
本着“省市两级纵向、市市公司横向以及省、市公司同开发运维商多维度”协同攻坚原则,通过认真研读国网公司《营销业务应用标准化设计需求规格说明书》“自备电厂模块”功能,形成集组织机构、客户档案、抄表、核算、收费、凭证、报表等营销业务应用系统贯穿自备电厂相关费用管理和收取的全业务、全过程、全方位创新管理开发设计框架,历经可行论证、设计测试和试运行上线三个阶段,最终实现自备电厂客户管理“档案系统化、抄表自动化、核算电子化、费用掌控化、营财一体化、报表准确化、效率提高化、全省统一化、网省率先化”工作目标。
1.可行论证
河南省电力公司相关部门组织地市公司相关业务专家及系统开发运维商,在对所属地市公司自备电厂客户管理模式、运行方式、存在问题等调查了解的基础上,就自备电厂客户实现营销系统管理充分进行业务论证,本着“自上而下、自下而上”的原则,随后又对规格需求在18家地市公司中历经4个月包括业扩报装、计量等专业广角度的反复讨论和征求意见,最终数易其稿形成了具体功能规格需求提交开发商设计。其中:组织机构于地市公司下增加自备电厂分局;客户档案建立工作参照高压业扩报装流程进行,“用户分类”、“用电类别”、“行业分类”等,需符合国网统一规范并不影响公司“大一”报表数据;抄表方式实现远采集抄;核算、收费同一般客户;帐务管理符合财务关于自备电厂客户科目设置及记帐要求;应实报表均不计入销售收入。
2.设计测试
依托测试库,从立户、计费参数、抄表、核算、收费、报表、凭证等环节,逐一开展实质性测试和完善优化。
3.试运行上线
按照既定时间安排,通过正式库建立自备电厂客户档案,对自备电厂客户抄核收、账务处理及报表统计工作进行处理。
四、存在问题及改进情况
作为首家试点建设单位,虽然就设计开发和使用过程中进行了充分的业务论证,但困于时间、程序设计、各种报表、系统间之关联等实现情况,报装流程、帐单、报表等还存在些许需改进或适应性同步调整的情况。
五、实施效果
1.利用电能量采集系统,可适时监测自备电厂客户电压、电流、以及机组启停情况,远程采集发电量、上网电量或自发自用电量等信息供统计和贸易结算所需技术层面的监督管控力。
2.调阅营销业务应用系统,可了解电能量系统深化应用、自备电厂收费政策执行以及抄核收工作规范化程度,节省了人力、提高了效率。
3.凭借95598系统,为自备电厂客户提供电量电费使用、费用交纳等信息送达和提醒,使有效客户服务手段得以自动应用。
4.据统计,2012年全省通过营销系统,实现自备电厂记收各项费用449.37万元,电量7729.12万千瓦时;2013年全省实现记收各项代征费用1062.28万元,电量17605.80万千瓦时;2014年上半年,全省实现记收各项代征费用33984.62万元,电量746368.47万千瓦时。
财务管控和营销业务应用系统间的数据自动传递,确保了数据的准确性和唯一性。
5.自备电厂客户信息化管理入选河南省电力公司2014年度典型经验库;其规格需求说明书及有关资料呈报国网公司营销业务项目管控组进行研究推行。对分布式电源、地方公用电厂等新型客户纳入营销业务应用系统管理以及国网公司营销系统标准设计书修缮和丰富,具有一定的示范和参考意义。
参考文献:
1.《关于规范电能交易价格管理等有关问题的通知》(发改价格〔2009〕2474号)
主变压器是发电厂的重要设备,是向社会输电的第一环节,主变压器安全与否决定着发电厂的命运。
1.1 主变压器应有足够的防火间距
在发电厂设计中,对于防火间距人们已有了一定的认识,但以实际情况看,还存在一些问题。在对电厂的检查中发现,主变压器与主厂房及其它建筑物、主变压器与厂用变压器的距离太近,有的只有2—3米。如黄台发电厂、辛店发电厂等。对于主变压器与主厂房的防火间距,《建筑设计防火规范》的规定是:变压器的变压器油在5—10吨时,防火间距是12米;变压器油在10—50吨时,防火间距是15米;变压器油大于50吨时,防火间距是20米。《火力发电厂设计技术规程》除有上述规定外,又注明“当变压器安装在主厂房或其他建筑物墙外时,变压器与主厂房或其他建筑物的防火间距不限,但当建筑物外墙距变压器外廓小于10米时,应结合防火、采光、通风的要求,采取必要的措施”。上述两个规范,对主变压器与厂用变压器的防火间距都没有明确规定。
由于主变压器处于重要的地位,在设计中,就要对主变压器的防火间距严格要求。鉴于《火力发电厂设计技术规程》是部颁标准,在这一问题设计上应按国家标准《建筑设计防火规范》(TJ16—87)执行,严格按照变压器油的多少确定防火间距。
对于主变压器与厂用变压器的防火间距《建筑设计防火规范》和《火力发电厂设计技术规程》都没有规定,然而如果距离太近,厂用变压器一旦起火就会蔓延到主变压器。为绝对保证主变压器的安全,应对防火间距作出规定。因此,建议参照《建筑设计防火规范》第3、3、10条中变压器与丙类液体储罐(5—250m∧3)的防火间距规定,主变压器与厂用变压器的防火间距应为25米为妥。
另外主变压器的备用变压器应与主变压器有一定的防火间距,否则主变压器一旦发生火灾事故,由于距离太近,不能保证备用变压器的安全,就不能起到备用的目的。同样防火间距可规定为25米。
1.2 变压器应设自动灭火设施
现绝大多数的变压器没有自动灭火设施。如山东132座发电厂除两座发电厂外,其余均未有自动灭火设施。《火力发电厂设计技术规程》虽对此没有规定,但《建筑设计防火规范》对此已有明确规定:单台储油量超过5吨的电力变压器在室外应设小喷雾灭火设备,在室内,可采用卤代烷或二氧化碳灭火设备。因此,在新建电厂中,应严格按照《建规》的要求执行。
在已建成的电厂中,特别是不符合防火间距的要求时,为防止火灾事故的蔓延扩大和有效迅速的扑救火灾,增设火灾自动灭火设备显的尤为重要。“”中建成的发电厂有一部分主变压器是“薄绝缘”型的,这样的变压器在全国已发生数起火灾,造成了重大的经济损失。山东淄博魏庄变电站在1987年6月8日发生这样一起变压器大火,教训是深刻的。对于这类变压器在经济条件不具备,电力紧张而不能更换的情况下,应下决心安装自动灭火设备。现国内上海消防器材总厂生产的水喷雾灭火设备,上海震旦消防器材厂生产的“1301”自动灭火设备,南京消防器材厂生产的“1211”自动灭火设备都比较适用。
2 消火栓灭火系统
2.1 室外消火栓
室外消防1次用水量取决于建筑物的性质和体积(参见相关规范),另外有特殊规定,如变压器室外消火栓用水量不应小于10l/s;贮煤场的消防用水量不应小于20l/s;当建筑物内有自动喷水、水喷雾、消火栓及其它消防用水设备时,1次灭火用水量应为上述室内需要同时使用设备的全部水量加上室外消火栓用水量的50%计算确定,但不应小于相关规范的规定。
一般情况下室外消防给水管网应布置成环状,当室外消防用水量小于等于15l/s时可布置成枝状,但在主厂房、贮煤场、点火油罐区周围应布置成环状;环状管道应采用阀门分成若干独立段,每段消火栓的数量不宜超过5个;在道路交叉或转弯处的地上式消火栓附近,应设置防撞设施。
2.2 室内消火栓
电厂的主厂房、集中控制楼、网络控制楼、继电器室、碎煤机室、转运站、室内贮煤场、生产办公楼、材料库等均应设置室内消火栓。室内消火栓的用水量取决于建筑物的性质、高度和体积(参见相关规范)。
室内消火栓超过10个且室外消防用水量大于15l/s时,室内消防管道至少应有2条进水管与室外管网连接,并应将室内管道连成环状管网,与室外管网连接的进水管道,每条应按满足全部用水量设计。主厂房内应设置水平环状管网,消防竖管应引自水平环状管网成枝状布置。室内消防管道应采用阀门分段,对于单层厂房、库房,当某段损坏时,停止使用的消火栓不应超过5个;对于办公楼、其他厂房、库房,消防管道上阀门的布置,当超过3条竖管时,可按关闭2条设计。室内消火栓给水管网与自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统的管网应在报警阀或雨淋阀前分开设置。室内消火栓若设在寒冷地区非采暖的建筑物内,可采用干式消火栓给水系统,但在进水管上应安装快速启闭阀,在室内消火栓给水管路最高处应设自动排气阀。
3 建立专职消防队
据调查了解,发电厂建有企业专职消防队的发电厂为数不多。山东这种情况更差,132座发电厂,没有一个专职消防队。根据《中华人民共和国消防条例》规定,火灾危险性大、距当地公安消防队较远的大中型企业,根据需要建立专职消防队。根据这个规定,一些大型发电厂应建立专职消防队。具体原因是:
3.1 发电厂火灾危险性大
在发电过程中,要使用大量的油、煤、天然气等燃料,还有透平油、变压器油和危险性极大的氢气。这些原料稍有疏忽,就可能发生爆炸、火灾事故。
3.2 一般发电厂距公安消防队较远
发电厂的占地面积大,有一定噪音和污染,所以大都建在市郊,造成了距离城市公安消防队较远的现实。如山东省邹县发电厂距公安消防队约20公里,消防队需20分钟到达,石横发电厂距公安消防队30公里,需30多分钟到达。按照国家规定,公安消防队应在接到报警后5分钟内到达起火地点,而根据我国当前的经济状况,又不可能建很多的公安消防队,所以发电厂应建专职消防队。
系统总体结构
该系统针对巡检工作实际需要及特点,集成了巡检路线自动识别、数据电子化记录、工作状态监督、数据汇总报告等功能,并可与电力设备企业现有信息系统无缝连接,有效的了解、检查巡检工作状态,提高了工作效率,具有低成本,轻便易操作,设备使用时间长等显著优点。
无线智能巡检系统主要包含无线手持PDA,web网站、数据同步与更新、PDA端软件。
2.1硬件
采用先进的微电脑技术,领先的无线数字通信处理手段,性能可靠,抗干扰能力强,可以方便的与各类无线传感器、变送器配合使用,实现便捷的(PDA)手持无线。
2.2软件
Web网站主要是用来配置巡检的基础信息的。主要包括数据分析、基础数据、巡检配置和系统配置。其中基础配置包括专业配置、班次配置、部门配置、岗位配置、值别配置、参数配置、PDA参数配置、正常性判断配置和常用数据配置。巡检配置包括巡检路线配置、巡检区域配置和巡检项配置。用户在Web服务器端配置好数据后,可通过数据同步工具将数据导入到手持式PDA。巡检结束后,还可以通过数据同步工具把PDA内的巡检记录导入到Web服务器端。
系统成果分析
3.1管理效益分析
1)通过智能无线巡检系统的应用,为电厂管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据,为市场运作下的企业提供科学、准确的经济性指标。
2)从管理角度来看,它为控制企业成本、为提高生产力提供重要而真实的运行数据。整个系统又是以电厂的原有业务处理过程为依据,将过去大量由人工处理的信息进行集中存储、自动处理,分类统计生成各种报表,充分利用计算机处理速度快的特点对信息进行深加工。同时,通过数据的分析和比较,帮助管理者做出科学的、合理的决策方案。
4)管控一体化系统规范并优化电厂的生产业务流程,有效地提高劳动生产率,通过对设备的科学管理和严格控制,增加设备使用寿命,提高设备可利用率,降低备品、材料成本,缩短检修工期。
5)在全公司范围内形成资源共享,减少数据的重复录入重复分析,提高工作效率。对管理层提供方便灵活的综合查询功能及辅助决策功能,缩短了决策时间,以利于企业领导及时全面地得到企业的各种信息。
3.2安全效益分析
1)集中各单元机组的参数及设备状态信息,不同运行、检修岗位都可以同过系统查看到设备状态数据,能够了解全厂机组发电运行状况,对意外情况迅速做出反映。从而加强各岗位、部门之间的协作能力,保障机组的安全稳定运行。
2)方便了领导对巡检过程的监督和管理。厂领导在办公室内通过平台可以看到巡检情况,对各机组及辅机运行工况进行监视、分析和判断,并做出决策,指挥机组运行。对生产起到更高层的安全监督作用。
3.3经济效益分析
通过智能数字化无线巡检系统的应用优化了人力、设备等资源的配置,降低管理成本。日常办公费用降低。智能数字化无线巡检系统的应用改善了企业员工办公事务处理的方式,系统内公文与信息的流转,提高了工作效率,笔墨纸张、打印复印、分发反馈等等项目开支逐渐减少,降低了办公费用,带来明显的效益。
生产成本降低。智能数字化无线巡检系统的应用,加强了电力企业设备运行管理能力,提高设备运行可靠性;使消除设备缺陷的消缺率、及时性大幅提高,并全面规范检修管理,极大的提高设备健康水平,直接和间接的提高企业的经济效益。实践表明:在系统运行过程中,发电机组的可靠性、经济性和可调性有了大幅的提高;经统计该系统使用后,生产办公用品、材料费用每年共计可节约四万八千元以上。
3.4社会效益分析
积极响应国家关于鼓励技术创新的政策,以生产质优价廉的电能为目标,实现由粗放型向集约型的转变,降低发电成本和检修成本、优化工作流程,提高发电企业经济效益。同时又培养和锻炼一批掌握先进管理理论及思想、掌握先进信息技术及工具的高级管理人才,促进企业实现更长远的更大的发展。
4结论
通过“智能数字化无线巡检系统”的建设与实施,徐州华美坑口环保热电有限公司实现了设备运行管控一体化的目标。
1)通过统一的系统平台整合企业内部资源,加强了各部门间工作的协同性,使各岗位工作职责更加明确,管理更为细致有效,明显提高了全厂员工的工作效率,降低了工作成本。
2)消除管理层的信息孤岛现象,管理者可以在办公室里监测到生产现场生产情况及报警信息,实现安全生产的动态监督;并可以利用系统对现场取得的实时数据进行筛选、分析,为制定科学的生产经营策略、降低生产成本提供重要依据。
一般来讲,电厂化学水处理包括锅炉凝结水处理、补给水处理和循环水处理三种。由于锅炉补给水的工艺流程和另外两种水处理的工艺流程差不多,所以下面就着重介绍一下锅炉补给水处理的相关情况。而在锅炉补给水处理中最关键的系统就是除盐系统,下面首先介绍一下除盐系统。
一、除盐系统
进入新世纪以来,锅炉逐渐朝着大型化、高温化和高压化的趋势发展,这对锅炉水得水质要求比过去要高出许多,要求一定要将水中的盐类物质除尽。鉴于此,大大促进了阴阳混离子交换技术的快速发展。
(一)除盐的相关原理
强酸性的阳离子交换器与原水的阳离子进行交换以后,水中的阳离子比方说Ca2+、Mg2+、K+等都被吸附到交换剂中,而交换出来的H+被置换到水中,并且和水中阴性离子生成了无机酸。其中与HCO3-反应生成的CO3以及原有的CO3会被除碳器全部除去。当里面含有无机酸的水进入到强碱性的阴离子交换器后,那些存在的酸性阴离子比方说HCO3-、CI-等与强碱性的阴离子树脂进行交换反应后会被交换剂所吸附,同时交换剂中可交换的离子OH-被交换到水中,并且和水中的离子发生反应生成水,最终除去原水中所有的阴离子,从而得到除盐水。
(二)对运行状态进行有效监督
1.保证进水的水质
在实际操作过程中,尽可能的使进水的水质在水的预处理过程中清除那些掉进水中的悬浮物,保证进入除盐系统的混浊度一定比规定的数值要小。
2.保证强酸性的阳离子交换器出水的水质
强酸性的阳离子交换器在运行的过程中会先后有漏钠和漏硬度的现象发生。在除盐系统中,为了要除掉水中除了H+之外的全部阳离子,一定要在发生漏钠现象时就立刻将系统停止运行。经过实践已经得到证明,当强酸性的阳离子交换器进行冲洗时,会发现水中的各类杂质的含量会大量的减少,当水质如果达到了钠≤50 的时候,系统可以投入到运行当中,水质在以后的一段时间里也会保持平稳。
3.强碱性的阴离子交换器出水水质
使用有效的强酸性阳离子的交换器来去除水中H+ 以外的所有阳离子,这个时候水中的所有阴离子都会以各种各样酸类物质的形式存在。经过试验表明,当强碱性的阴离子的交换器运行处于正常状态时,硅含量、出水的值以及电导率全部都会正常运行,当强碱性的阴离子的交换器失效时,漏酸则会降低PH值,并且聚集在交换器树脂下的HSiO3也会慢慢的漏出来,这就造成水中硅的含量持续上升。而电导率,会先有一点点的下降,接着也会开始缓慢的上升,之所以会有这样的现象产生是因为水中的OH-和H+的导电与其他离子比较而言更加容易一些,所以当水中的这两类离子总含量很低的时候电导率就出现了最低点。
4.混床的离子交换处理工艺
阴阳床产水进入混床,混床离子交换器作为载体,在体内装填不同比例的阴阳树脂,它可以看作是阴阳树脂交错排列的多级式复床,在与水接触时,阴阳树脂对于水中的阴阳离子的吸附几乎是同步的,交换出来的H+和OH-很快化合成水,将水中的盐分彻底除去,即二级除盐,获得最佳的处理效果。
二、化学水处理系统的工艺流程
电厂的化学水处理系统大多就是离子交换除盐系统。由于电厂的锅炉对于水质的要求很低,所以一般来说,离子交换除盐系统使用二级除盐系统即可,其具体工艺流程为:生水箱生水泵叠片过滤器超滤清水箱清水泵保安过滤器高压泵阻垢剂箱反渗透淡水箱(浓水箱浓水泵叠片过滤器)淡水泵强酸性阳离子交换器强碱性阴离子交换器混床除盐水箱,分别配备了六套超滤、反渗透装置、六套强碱性阴离子交换器以及六套强酸性阳离子交换器来进行相互切换生产,以此来保证生产的连续性,避免因突然停止对水处理带来巨大的损失。
超滤产水经过加药(加还原剂、阻垢剂)混合均匀进入保安过滤器,之后经高压泵将水送至反渗透处理,产水进入淡水箱以后进行下一步的处理,将含有杂质的浓水,没有达到标准的水就可以进入到浓水箱,通过阻垢剂将水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙等进行阻垢分散,其中阻垢剂箱的水送到二级浓水箱用于其他方面,再经由浓水泵抽送分配到叠片过滤器之后进入到新一轮的循环处理。送往淡水箱的水通过淡水泵送到强酸性阳离子交换器,经过强酸性阳离子交换将钙、镁、铁等阳离子去除掉,再送到强碱性阴离子交换器,去除水中的强酸根(比方说HSiO3-等)阴离子,最后送到混床制得除盐水。经过这一整套工艺处理后的水就是符合国家标准的锅炉补给水,它们被送到除盐水箱供全厂各个装置使用。
三、结束语
综上所述,电厂化学的水处理系统主要是对锅炉的补给水进行改造,经过一系列完整的工艺流程以后,保证了所有发电机组的用水需要。而且随着水处理水平的不断提高,所产生的反渗透浓水进一步回收利用,最大限度地提高水的重复利用率,起到了节能、环保、增效的作用,同时很大程度上提高了系统的可靠性。除此之外,水处理系统的可靠性强和操作简便,自动化程度高的特点,大大节约了人力成本,并且获得了最佳的处理效果,使得生产效率明显提高。
中图分类号:TM62 文献标识码:A
火力发电厂作为电力能源的发送基地,要想实现其健康、可持续运营,就必须掌握先进的节能优化技术,提高其内部热动系统的节能运行水平,进而从整体上提高系统运行效率,达到节能优化的目标。
一、火力发电厂热动系统节能优化的重要意义
1.有效控制成本
通过对热动系统进行节能改造能够提高系统运行效率,减少不可再生的能源资源,例如:煤炭、石油等的过分依赖,减少资源进口,从而控制系统运行成本,提高发电厂的经济效益。节能优化的最终成效就是最大程度地控制成本,增加经济利润,节省了更多的资料和能源,全面提升原材料的使用效率,有效控制成本。
2.技术创新的大势所趋
新时期,人们进入节能环保新时代,节能环保需要创新性技术的支持,通过对热动系统进行节能升级、优化改造,逐渐研发出适应时展的节能型技术,充分依赖并利用这一技术来推动热动系统从粗放式运转向集约型运行转变,通过积极、大胆的技术创造与创新来不断研发出新型技术、高端节能科技,从而实现火电厂热动系统的节能化升级与改造,这是迎合时展的需要,是技术创新与发展的大势所趋。
3.生态环保的需要
火力发电厂热动系统是一个高能耗、高排放、高污染的热动系统,实际运行过程中会产生多项污染,加剧空气污染危机,甚至酿成严重的环境问题。通过对热动系统进行节能化改造,为其提供一个安全、环保、生态的运行环境,利用先进的节能化技术达到对该系统的节能化改造,才能在一定程度上提高系统运行效率,减少不良污染的排放,从而营造出一个安全、环保的环境,实现热动系统的低碳、节能运行。通过节能优化与改造,火电厂周围环境不会受到太大的影响,环境污染指数能够达到规定的合格指标,缓解了环境压力,从整体上提高了热动系统运行的经济效益与环境效益。
4.发电厂健康持续发展的有效途径
发电厂作为高污染、高能耗的行业企业,已经成为国家污染整治的重要对象之一,要想真正实现发电厂的健康、可持续运营,就要积极控制电厂的能耗、减少能源、资源等的浪费,提高资源能源的利用效率,科学协调好电力生产与环境保护之间的关系,在确保环境生态、健康的基础上来控制不合理的排放,减少环境污染,这样才能真正意义上推动火力发电厂的健康、可持续发展,促进人与自然的和谐统一,减少资源的不合理浪费,维护火电企业良好的信誉和形象,提高其发展的经济效益与社会效益,推动火力发电厂的健康、可持续发展。
二、火力发电厂热动系统运行现状分析
现阶段,火力发电厂整体上处于超负荷运转状态下,热动系统实际运行无法支持高强度的电力生产,而且加剧了相关生产设备的能耗,实际运行中能耗较大,增加了热动系统运行成本,影响了发电厂的健康、持续发展,在这种形势下势必需要对热动系统实施节能化改造,提高发电厂热动系统的运行效率,提升其环保水平,减少对能源资源的浪费。
所谓的热动系统节能优化与改造就是在深入剖析热动系统当前运行状态的基础上来得出各项技术参数,通过分析、计算、统计相关参数来综合评价热动系统的运行状态,明确该系统的节能水平,得出系统内部所出现的问题,通过对问题所在位置加以改造来达到节能优化的目标,实现对能耗的科学控制。
火力发电厂热动系统是主要的能耗系统,对其进行节能优化与改造能够从整体上提高热动系统运行效率,减少对有限的资源能源的依赖,从而达到节能环保的一大目标。
电厂热动系统的节能优化势必需要特定技术的支持,这就涉及到系统节能优化技术可行性问题,当前来看,已经研究发明了多种节能技术,电力生产系统的节能优化技术也日趋完善、完美,随着技术的日臻成熟,热动系统的节能优化只需要对发电机组的局部部件进行节能化改造,无需整体上的调换与更新,有限的技术与工艺就能达到节能减排的目标。现阶段,发电机组实际研发过程中,已经将节能、减排、降耗纳入了重点考虑范围,实际的发电机组局部零件的设计已经融入了节能降耗的思想,基本上达到了节能目标,特别是新型发电机组的发明与利用可以实现产业结构的优化调整与升级,由此可见技术上的可行性成为发电厂热动系统运行的充分不必要条件。
三、火力发电厂热动系统节能优化措施探究
1.积极优化系统运行方式
为了达到系统节能优化的目标,就必须先对机组的运行模式实施节能化改造,调整传统的系统运行方式,尝试采用多元化的运行方式,例如:将一年分成若干个阶段,年初若干月选择单阀运行模式,随之的若干月则可以尝试顺序阀运行模式,同时,积极调试机组,使其逐渐走向最为合理、最为合适的运行状态,提高系统运行效率,时刻观察并深入分析机组运行中的参数变化,并对各个参数状态下的相关设计数值进行动态调整,以此来优化机组运行模式,使其逐渐走向最佳运行状态,提高机组安全运行系数。同时,要重点密切关注机组真空系统,特别是汽轮凝结器的真空大小,通常会从整体上影响机组的运行状态,相关的技术改造人员需要动态观察、时刻检查相关设备的真空度,并对真空度做出科学调节,确保其达到最佳状态。
2.锅炉排污系统的运用
锅炉排污水是支持热动系统节能优化的必要条件,实际发电操作中难免涉及到一定的污染物排除工作,在这期间势必会出现一定的水体浪费,同时伴随着一定的能耗,要想达到节能减排的目标就应该充分利用其中的能源、资源,例如:充分利用水资源、加大能源利用效率,控制对这些非可再生能源的浪费从而达到节能降耗的效果。对此可以选择采用连续排污扩容设备,积极回收污染物排除中所损耗的能量,将冷却器安装在排污系统的末尾处,从而达到对系统中热量的高效率回收,而且也能达到有效冷却污水的目标,也为深层次的水资源良性循环创造有利条件,锅炉排污系统的利用可以充分提高热量的使用效率,推动水资源的良性循环,控制水体污染。
3.锅炉排烟余热的深入利用
热动系统运行中势必要出现一定量的废气,其中夹杂着一定的热量,通过特定的方式来回收这些热量,并再次深入、持续运用这些热量才能有效地控制能量浪费,达到节能优化的目的,对此需要采取先进合理的热量回收措施:
首先,降压省气。一般来说,为了实现对锅炉排烟余热的充分利用可以尝试将降压设备安装于锅炉末端,也可以将凝结水循环系统配设于锅炉系统,通过这种方式来回收排烟中的余热,实现能源的充分使用。或者引进节能设备,依靠该项设备达到热量交换的目标,依靠此设备来从废气内部吸收更多的热量,同时将其再次传输至热动循环系统中,通过这种方式能够达到节能降耗,经济运行的目标。
4.蒸汽系统的节能化改造
蒸汽系统作为一项关键的热动系统,其节能水平会从整体上影响到热动系统的节能效果,要想实现节能降耗的目标有必要对蒸汽系统进行节能化改造,对此可以尝试该环保传统的低压蒸汽系统,而是采用蒸汽冷凝水,用来催生蒸汽,从而最大程度上节省了低压蒸汽,也能实现对冷凝水余热的高效率利用,达到节能降耗的目标。
5.节能化改造供热系统
火力发电厂热动系统的节能优化也可以积极优化改造供热系统,充分有效地使用蒸汽能量,现阶段,多数活力发电厂都是对蒸汽实施降温处理,采用此种方法不仅会伴随着大量蒸汽能量的损耗,不利于节能降耗,对此可以调整蒸汽处理方式,让蒸汽进入特定的设备系统,依靠蒸汽来制动汽轮机,发挥蒸汽能量的作用,减少能源的浪费。
此外,为了从根本上优化改造热动系统,应该加大对节能降耗技术的研发力度,不断研究出适合热动系统降耗运行的技术,加快热动系统的节能化改造,提高系统运行效率,从整体上打造出一个高质量的热动系统。
结语
火力发电厂热动系统是一个高能耗、高污染的动力系统,为了达到节能降耗减排的目标,就要注重对该系统的节能化改造,要善于采用先进的节能技术,选择与系统相适应的环保科技,达到对热动系统的节能化改造,提高系统运行效率,实现热动系统的节能化运转,从整体上打造出一个节能降耗减排的热动系统。
参考文献
电网远动自动化系统对保证电网安全稳定运行、提高电网运行监视水平具有重要的作用。在实际运行过程中,由于受到多方面因素的影响,自动化系统往往会出现故障,为了保证系统的正常运行,需要及时对故障进行排查和处理。
1 远动自动化系统的组成
就其构成来看,远动自动化系统主要包括以下三个组成部分,它们是相互联系,密不可分的整体,统一于整个系统当中,在系统运行中发挥着重要的作用。(1)调度端设备。它包括通信处理机、调度工作站、历史信息服务器、计算机网络、附属设备。(2)通道设备。其主要构成部分包括光通信机、光中继机、光纤等等。(3)站端设备。主要包括前置机、后台机、通信网络、附属设备等等。这三个部分共同组成了远动自动化系统,它们三者相互联系,共同在系统的中发挥着重要的作用。由于现在的设备多为独立模块,因此当故障发生的时候,应该对模块进行及时更换,这就要求能够对故障进行准确的判断,以便更好更换模块,处理故障。
2 远动自动化系统故障现象及发生部位判断
(1)故障现象。远动自动化系统的故障有多种类型,主要包括远动机故障、遥信故障、遥测故障、遥控返校超时故障,这些故障的出现严重影响了系统的运行,必须采取相应的措施处理,使系统更好的运行和工作。(2)故障发生部位诊断。掌握故障的发生部位是进行故障维修的前提。一般来说,故障的发生部位主要在调度端设备、通道设备、站端设备,在实际工作中,要掌握正确的诊断方法,正确判断故障所在部位,以便进行维修。
3 故障排查处理方法
为了对故障进行更好的排除,在实际工作中必须掌握科学的方法,以提高工作效率,保障系统更好的运行。具体来说,故障排除处理方法包括以下几种。(1)系统分析法:该方法是利用系统关联性和综合性原理来判断故障的。在使用系统分析法之前,应该全面了解自动化系统,熟悉其工作原理,组成,作用等等,只有了解子系统或者设备的作用,当故障发生的时候,才能较为准确的判断故障的所在。(2)排除法:排除法的使用很简单,就是运用非此即彼的方式。远动自动化系统比较复杂,并且它还与变电站的一、二次设备有关联,所以,可以运用排除法,判断是自动化系统存在问题,还是其它设备存在问题。例如,在对断路器进行遥控操作的时候,如果调度端显示返校正确,但断路器没有正常变位,针对这种情况,如果主站和通道是正常的,那么故障就出现在变电站。但排除法不是绝对的准确,只有经验丰富的人员才能做出正确的判断。(3)观察法:观察各设备模块的灯光指示是否正确,通道监控是否有警报,后台机数据是否正常,前置机、网络交换机是否正常,如果出现不正常情况,就可以从装置入手,查找故障。(4)信号检测法:对于有些故障,如果采用观察法不能准确的判断出来,可以利用信号检测法对此进行处理。一般使用得较多的是万用表,具体的操作步骤如下所示:使用万用表测量前置机后面端子排上接收端与接地端的电压,如果情况正常,电压值应该在0.2—2V左右,并且处于不断变化的情况。发送端与接地端的电压,一般为2V左右,并且在8s左右它会发生一次较大幅度的变化。(5)替换法:在实际工作中,如果采用上述方法能够找到故障,但是发生故障的设备非常复杂,在短时间内难以对此进行修复,这时候可以采用替换法进行故障处理。使用备用件进行更换,使整个系统能够正常运行,然后再返厂,将故障设备修复。
4 故障排查处理的一般程序
在故障排查处理过程中,掌握相应的方法是必须的,但是,在掌握方法的前提下,还必须按照相应的程序进行故障处理,只有这样,才能提高故障处理效率,保证系统处于良好的运行状态。
(1)观察分析:在故障出现之后,应该查看是否有事故顺序记录,因为查看记录会对系统运行的情况有更加深入的了解,能够了解厂站数据是否正常,主站通道是否正常运行,传输通道是否报警,计算机网络各节点是否正常工作,各装置的运行指示灯是否正常。只有对这些情况进行观察和分析,才能更好的了解故障的实际情况,初步判断故障可能的形成原因,为接下来采取措施处理故障做好准备。(2)替换:在进行观察分析之后,能够对故障进行初步的判断,如果装置或者端口出现故障,可以选用备用装置或者端口进行替换,但是替换的装置或者端口必须在参数和设置上和出现故障的相一致,这样能够进一步确定故障点,为处理故障做好准备。(3)系统分析和分段排除:通过观察分析之后,能够对故障做出初步的判断,如果不能立即确定故障点,就需要对各子系统进行全面的分析,从接口部位入手,分段排除故障,一步一步缩小故障的范围,进而能够快速的诊断故障所在的区域。在分段排除的时候,需要借助测量和调试工具,对各区域进行分段检测,以达到更好的排除和检查效果。(4)具体查找:在分段排除之后,根据相关的分析结果,对具体的故障进行查找,找到故障所在的正确位置,以采取相应的方法进行处理,使系统处于良好的运行状态。
5 结语
总而言之,加强对故障的排查和处理是保证自动化系统正常运行的重要条件。由于自动化系统的结构复杂,运行的要求比较高,在故障排查和处理过程中,不仅要按照上述的方法和程序进行,保证故障处理工作有序进行,还应该加强对工作人员技能的培训,不断提高操作人员的业务技能,使他们能够更好的对故障进行排查和处理,保证自动化系统正常运行,提高电网管理水平,为人们生产和生活的正常用电提供保证。
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中图分类号:TM621 文章编号:1009-2374(2017)01-0045-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.022
我国部分地区的发电厂依旧采取火力发电的方式进行电力工业,使用大量的燃料进行生产,使得燃料管理工作成为了火电厂日常管理的重要部分。电力企业的改革,使得电力行业朝向智能化、信息化方向发展,对于燃料的管理,也逐步的实现自动化与智能化,这得益于自动识别技术的应用与智能化管理系统的建设。
1 燃料智能化管理系统应用的意义
传统燃料智能化管理的对象是采制化人员,燃料管理的效率低下。智能燃料管理系统主要是针对设备,燃料管理的效率较高。基于燃料智能化管理系统,能够实现精细化燃料管理。智能化燃料管理系统,其集成了信息技术、自动化识别技术、网络技术等,进而燃料管理能够呈现数字化形式,利用智能化系统的自动识别技术,比如RFID技术、激光二维码技术等,能够实现燃料的实时追踪,使得燃料的流向与使用情况等,能够被及时掌握,进而达到精细化管理的目标,提高火电厂燃料管理的效率与准确性。
2 燃料智能化管理系统构建
2.1 智能化燃料管理系统网络构成
基于火电厂燃料管理的具体需求,进行燃料管理智能化系统规划设计。以适应性、实用性、可靠性为设计原则,确保智能化系统运行的安全性与可靠性。燃料智能化管理系统的核心为服务器,基于火电厂局域网,加强防火墙建设,确保系统的安全性,利用交换机实现数据转换与传输。利用智能化管理系统,对采制样设备进行改造,使其具备自动化能力,进而实现自动采样与制样。同时智能化系统监控中心的设置,能够实现对设备与工作现场的动态监控与管理。
智能化燃料管理系统构成设计,如图1所示,该系统主要分为燃料管理信息系统与自动识别系统,其中燃料管理信息系统主要搜集燃料计量数据、采制样数据、盘煤仪数据等,经过系统分析与处理,进而合理的调度燃料,科学的控制燃料库存。自动识别系统则负责燃料的进出厂、采样环节、计量环节的自动化与信息化管理。
2.2 识别模块
利用激光二维码技术,实现自动化燃料信息识别。在运煤车辆进入火电厂前,为其办理注册手续,生成二维码标签,将其贴在车辆的前部。使用扫描设备对车辆信息进行自动化识别,生成车辆入厂档案。激光二维码能够收录车辆的编码信息、矿点名称、煤种名称、重量信息等,使得燃料从入厂环节便被智能化系统管理。将汽车车辆上的信息,利用自动识别系统,进行信息核对,检查其是否与火车的燃料信息一致,若信息不符,则系统能够给出警报信息提醒;若信息相符,系统则能够将燃料信息上传给智能化系统的数据库中,作为入场记录信息进行保存。同时利用自动识别技术,还能够对燃料质量与使用情况进行追踪,进而提高了燃料管理的效率。
2.3 计量模块
计量系统主要是应用在车辆称重计量环节,利用自动识别技术来识别车辆信息。利用控制设备,能够控制汽车停靠的位置,使用定位器检查汽车是否停靠到位,当汽车停靠到位后,则能够自动生成重量记录。同时利用终端设备能够将数据信息上传给智能化管理系统,显示屏将会显示出称重结果,当语音提示称重结束后,则可以下衡,LED屏幕将会显示卸煤地点。汽车完成卸煤后,再次称重,系统自动计量打印净重磅单,作为燃料结算凭证,利用计算机系统,实现称重全自动化,能够减少人为作弊,提高计量的准确性。
2.4 采制样与化验模块
火电厂燃料管理系统中,利用通信技术、识别技术等,实现自动化采样。根据运煤车辆提供的煤炭信息,进而确定自动采样方案,确定采样单元、子样的位置、采样时间间隔与数量等。利用自动识别技术,能够随机布置煤炭的采样点,避免采样盲区,合理的确定采样的深度,提高样品的实用性,数据能够自动传输。自动采样系统搜集的数据信息,能够自动传递到自又蒲系统,利用自动制样机,则能够实现样品配制,同时对样品进行封装与喷码,实现采制样自动化与一体化。化验室交接与扫码器识别后,智能化系统能够自动显示需要化验的具体项目。化验仪器与系统接入,能够实现化验指标的自动化收集,将信息全部录入系统中,生成样品化验单录入到系统中,则能够供相关人员提取审核,再交由上级部门做二次审核。样品化验网络系统,能够实现化验全过程的在线监控,对化验质量进行实时控制。自动生成化验报告,进行网上审批。
2.5 门禁管理模块
燃料智能化管理系统中,构建视频门禁管理系统,能够覆盖全厂。对关键区域采取重点监控,尤其是燃料现场、监控室、存样室等,对上述区域安装视频门禁设备,集成门禁管理系统,实现身份的自动识别与控制。加强对燃料的存样与出样的全过程管理。人员在通过门禁通道时,则需要校验身份识别器,若能够有效读取数据信息,则发出放行指令,若不能识别,则会自动发出警报。
3 自动识别技术的具体应用
3.1 自动识别技术
火电厂燃料智能化管理系统中,主要应用的自动识别技术包括激光二维码技术、RFID技术、网络技术。自动化识别技术被广泛地应用于燃料管理的各个环节,包括入厂自动识别环节,能够实现车辆信息采样,确保采样与称重等工作的顺利开展,避免场面过于混乱。自动识别系统利用RFID技术,能够实现自动识别读取样品标签信息,进而自动选择存储样罐,能够控制车辆称重环节,将此环节的信息传输到智能化控制系统中。通过建立数据接口,实现轻车衡自动识别,同时能够自动识别临时煤场与搬倒衡,自动记录燃料的称重时间与毛重。
3.2 自动识别技术应用优势
3.2.1 自动识别技术应用优势。火电厂燃料智能化系统中,应用自动识别技术,能够对运煤车辆进出火电厂就行自动识别,实现对系统的各个接口进行融合,包括采样接口、称重接口、轻车衡接口等,基于物联网管理系统,构建燃料智能化管理系统,利用物联网系统,实现人与人、物与物、人与物之间的联系,进而将原有的独立环节,集成为一个整体,利用自动识别系统对系统元素进行定位识别以及分析判断等,提高了燃料管理的效率。自动识别技术在火电厂燃料管理中的应用,不仅能够对燃料进行监控管理,还能够对燃料管理人员进行监督与管理。为了能够提高自动化识别技术应用的效果,火电厂管理人员需要加强工作人员的管理,提高其系统与技术操作的能力,进而将自动化识别技术的优势与作用发挥到最大程度。
3.2.2 自动化识别技术应用效果分析。案例分析:利用智能化系统管理燃料,能够提高煤炭接卸工作的效率,同时能够强化接卸的管理。某火电厂利用自动化识别技术,构建燃料智能化管理系统,在未增加运煤费用的前提下,实现了火电厂煤炭装卸成本,同时理顺了火电厂与煤炭运输车队、煤炭装卸队之间的关系,极大程度上提高了煤炭接卸的效率,使得单车完成煤炭称重与卸载的时间不超过30分钟,每日累积卸载煤炭近7万吨,接卸车辆数目累积近1700辆。利用智能化管理系统,对运煤车辆进行实时监控,使得车辆能够准确的停靠。借助自动化识别技术,使得该火电厂节省大笔的燃料管理费用支出,年平均燃煤成本费用节约近15亿元,以450元/t为计算标准。利用智能化系统减少人员参与,不仅提高了采样制样的准确性,还能够减少由于人为因素所造成的经济损失。应用智能化系统,融入自动识别技术,投入使用1年后,节省下的燃料损失费能够覆盖智能化系统建设的成本。
4 结语
火电厂建立智能化燃料管理系统,其主要应用的技术包括自动化识别技术、网络通信技术、计算机技术等,该系统的应用能够提高火电厂运营的效率,减少其运营的成本,实现经济效益最大化。自动识别技术应用在燃料管理的各个环节,使得燃料数据信息采集的准确性与效率有了极大的提升,是实现火电厂运营经济效益最大化的主要技术支撑。
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电力资源是重要的基础性资源,而电力行业基础性行业,关系着国家的能源安全和经济发展的稳定,同时也影响着人们的日常生活。随着国民经济的深入发展和科学发展观等科学合理的贯彻和实施,电力体制也应在自身发展的基础上寻求更为科学有效的发展机制,从而建立与市场经济相适应的创新电力体制,实现电力行业的持续发展。
一、电力体制改革过程中的主要问题
随着经济的发展和人们生活水平的提高,电力资源逐渐成为人们生活中不可缺少的基础性能源,保障完善而系统的电力供应是影响国家和社会经济发展的战略性措施。然而目前我国电力的发展面临着矛盾和机遇的挑战:电力体制发展的矛盾主要是社会经济的稳定发展对电力系统供应的依赖和电力工业发展的材料资源的障碍,包括资源、环境、资本等因素的持续作用,从而为电力系统的发展带来了相应的障碍。
我国的电力系统虽在总量上能在世界的前列,但电力系统的增长方式较为粗放,与发达国家相比的具有较大的距离。电力体制的粗放经营主要表现在产品的结构不够合理,能源的消耗程度较高,电力供应造成的环境污染问题依旧无法忽视,电力系统的投资效率还应进一步提高。电力供应与社会需求关系密切,关系着经济发展和人们生活水平提高的基础性资源,然而我国目前电力供应的总量偏小。
电力系统发展的障碍主要由于以下几个方面的原因:首先,电力行业发展的规律决定了电力供应的重要性,电力是经济发展的基本保障,社会应建立相对超前的电力供应系统。其次,电力的需求在一定程度上是有着自身发展规律和变化特点,各阶段的电力需求也不相同。电力的供应总处于波动的阶段,难以实现刚好的满足电力需求的状况,而处于电力需求不足和需求过剩的过渡阶段,从而对电力系统的电力供应和人们的生活、社会经济的发展产生影响。最后,随着我国经济的快速发展,我国目前的电力供应总量偏小,尤其是人均装机容量较小,不到0.4千瓦,而相对而言,发达国家人均装机容量4千瓦左右。由此,我国的电力体制应进行深化的改革以求获得快速的发展体制。
三、深化电力体制改革的措施
1、加快培育电力市场
电力体制搞个的最终目的和根本走向是市场化,也就是实现电力供应的市场发展化发展。随着电力体制的改革发展,电力供应系统已形成了厂网分离的新的电力供应体制,从而为电力供应系统的市场化奠定了良好的初步发展基础。实现了市场化改革的第一步后则能建立、运营和监管电力系统的市场,而在电力市场的培育和发展过程中,应对电网的建设进行充分重视,从而突破地区间的市场隔断和壁垒,从而实现更广市场的资源管理和配置。
2、建立层次分明的电力体制模式
我国的电力体制改革应建立层次分明的电力体制模式,从而为电力企业的市场化发展奠定良好的基础。电力体制的改革和发展也应借鉴国际发展的基础,建立政企分开、厂网分开、输配分开、主辅分开、社企分开的层次分明的电力体制的管理和经营模式。电力体制的改革应从整体上进行把握,从而建立输配分离的电力供应模式,从而形成电力的生产和消费两个不同形式的电力市场,给予消费者充分的选择权利。目前而言,我国的电网建设还相对薄弱,灵活程度不够,电网的潮流方向也相对单一,难以建立完全适应市场竞争的电力体制模式。
3、建立有效的电力监测管理机制
中图分类号:TM711 文章编号:1009-2374(2016)34-0166-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.081
在很长的时期中,需求侧对于平衡电力供需和改善系统运作的主动作用没有得到重视,在市场中始终是价格被动接受者的位置,而真正引起关注的则是因为电力市场危机而导致电力市场发展问题暴露,对需求侧的作用才开始关注。
1 电力系统发展阶段
1.1 市场化改革推进
全球中的很多国家对电力市场做深入改革,将传统的电力市场运行方式进行全面改革,使电力市场以开放式模式进行运作,因此带来了需求侧和供给侧相结合的理念来达到供需关系的平衡。市场化程度的加深在很大程度上充实了电力交易方式,并且使市场交易机制更加灵活多变,这对于需求侧来说提供了很多的可能性。在国内很多大城市中推行的峰谷电价,就是客户可以依据自身用电情况来进行选择,而对一些在高峰期自愿中断负荷的企业可以给予一些奖励。
1.2 智能电网的建设
需求侧的成本、效益和自动化程度决定了在电力系统中所起到的作用,智能电网是当前电力系统中非常重要的科技创新发展,所以要大力地对其技术进行发展。智能电网的发展提供了将高级计量基础设施和能量管理系统结合的双向通信设施和双向电力传输技术,最大的优势就是将信息不对称而产生的成本进行了有效的降低,不但有效地改善了市场透明程度,还稳定了电力行业的良性竞争方向。
1.3 可再生能源的发展
化石能源储备量越来越少,这样风电可再生能源的开发力度会大大提升,但随之而来的就是发电侧的不确定会提升。若仅仅利用发电侧来对系统的安全进行负责,则在经济性能上表现效果相对较差,因此主动追踪电力供给对于大规模再生能源网来说是非常可靠的安全运作基础。在使用可再生能源的同时,不可避免地要增加分布式电源数量,所以普通的用户可以通过屋顶光伏发电等方式来获得电能,改变原来电能购买使用者的身份,在达到自身使用电能标准的同时还能将剩余电量储存下来。与此同时也可以和电网签订合同,这样在得到低廉的购电费用等优惠的同时还能对价格波动进行一定的控制,对于跨时空交易来说十分有利。
供需互动由此而产生,主要指的是电力系统中各个方向利用市场或是服从系统调度来明确和调整用电和发电的方式,这其中还有电能、信息和交易的互动。供需互动可以对双方之间的资源做调整和协商,以此使用最低的成本来维护系统的安全性,确保其经济运作的正常化,这样不仅能将资源进行合理使用,还维持了竞争的公平性,保证了电力市场中的合理性。
2 供需互动的实现形式
2.1 互动形式的种类
供需单侧各方之间的互动形式,包含了供给侧方的发电权交易和需求侧方的用电权交易,但是确保发电和用电权交易的正常化进行,就需要保证电力的供给是不间断的,即便是电能出现短缺的情况下这种交易也可以顺利开展,在供需内部中通过交易来控制供需关系,目的就是达到最合理的资源配置。
供需两侧各方之间的互动形式,依据各种形式之下需求侧参与和影响市场的程度之间的差别,分别是需求响应、需求侧竞价等内容。需求响应是市场利用价格信号和激励方式,通过需求弹性来控制用户的电力消费模式,以便可以有效地减少供需互动形式所产生的成本。而在需求侧竞价中电力需求侧既是价格接受者,更是市场中的参与者,可以和供给侧来共同参与竞争中,控制和影响价格形成。负荷调度可以表现出部分负荷灵活可调性,主动地参与到系统的运作过程中,这样可以达到经济效益和整体资源的合理配置。在具有分布式电源的调度情况下,电力用户要掌握屋顶光伏、小型风机等发电设施,变为产销合一者,对用电和发电做合理的调配。除此之外,聚合不同容量的分布式电源,在市场竞争中还具有非常大的优势。
2.2 发电权交易
发电权交易是指发电商通过在市场中进行竞争从而得到发电许可份额,并且以市场规则为基础而从事交易。水火互济的生产方式会是电力系统长时间优化调度的基础,但是可再生能源的发展日渐壮大,使得风火置换交易对火电运行成本进行了有效的降低,这样也减少了碳排放量。在国内,煤电发电量在整体装机容量中还具有很高的比重,而因为国内电源结构的不完善导致可再生能源和负荷中心分布不合理,所以要利用发电权交易来解决这种情况,但是国内发电权交易市场程度较低,灵活调整机制所具有的优势没有充分地表现出来。
2.3 用电权交易
用电权交易则是指电力用户依据自身的标准,根据规则来对用电权做交易,实现电能使用在用户之间的自行调整,通常而言具有单位耗能从高到底,以及由少至多的方向性。用电权交易下开展电力用户互惠是最为合适的方式,带动了用电的有序性,利用市场来对资源做合理配置就可以有效地对需求侧市场进行完善。用电权交易也是需求响应、负荷调度的一种市场化方式,通过对峰荷的调节来维持电力平和,确保了电力系统的正常运作。最近几年对能源开发力度的加强,对于当前电力供需紧张形势而言不得不说起到了很好的缓解作用,但不可否认的是其中还存在着时效性、时段性等缺电情况,综合来看国内电力市场化程度并不高,这样导致了用电权交易单纯的存在于需求侧内部中,没有完全地发挥出其应用性。
2.4 需求响应
需求响应存在于市场中,是参与其中的用户因为价格信号产生的反应或是其中的一些激励制度而做出反应,对电力消费模式的一种改变。需求响应将需求侧的安全稳定性充分的表现出来,需求响应一方面是关于价格的需求响应;另一方面是关于激励的需求响应。前者的需求响应指的是用户在根据电价的浮动来做调整,最终实现降低电费的目的,而后者则指的是用户通过削减负荷或是截断用电等方式来获得一定的奖励,无论是那种需求响应都可以进行协调发展。需求响应同时也是虚拟资源,在进行交易的同时对各方面项目的开展能够进行有效的调节,以此来获得实际的利益。
但是国内对于需求响应项目的开展并不完善,一些大型城市虽然已经开始了分时电价等模式,但是这种情况并不多见,而从发达国家来看,需求响应对于系统短期容量缺失情况可以起到有效的调节作用,并且对于高峰电价、电价波动风险等风险也能有效的避免,因此同样也可以在国内进行推广。
2.5 需求侧竞价
需求侧竞价是一种主动竞争,用户能够根据自身需求来做自我调节,通过竞价来融入市场运作中,同时可以收获到相应的经济效益,而实行的机制主要分为两种:一种是双边合同交易;另一种是参与市场竞标。
双边合同交易指的是需求侧必须参与到市场议价中,使得市场格局中出现多方代表参与其中的形势,以便可以对电力供需和电价体系做科学化调节和控制,对电力交易方式做好风险管理,形成全面互动职能电网独有的特征。考虑到实际的成本,一般情况下是用电量可以达到一定程度,需求量非常大的客户才能和发电商做电能交易。输配电定价模式所包含的种类主要有三类,它们分别是单一电量定价、单一容量定价和两部制电价,并且根据输配电固定成本、网络损耗等内容来做分配。需求侧可以把整个需求参与到市场竞争中,可以提供需求侧竞价曲线,同时也可以参与内容丰富的需求变量市场竞争中。
3 供需互动的市场特性
3.1 供求机制
因为电力资源没有办法大规模经济储存,之前的电力市场就没有办法像其他商品那样利用仓库来进行储存,以便可以及时地投入到市场中来解决供求平衡的问题。因为市场是以销定产,所以只能不断进行扩建、升级输电设施,加大投资力度来能保证逐渐增长的电力需求。但是其中也存在着一些问题,例如大范围缺电、系统可靠性降低等问题。而在供需互动的电力市场中,达到供需平衡的方式有很多种,不会局限在一条渠道上。需求侧要签订合同就要对电力需求做时空调整等多种方式来对市场供需做调节,配合供给侧供需问题来对资源做合理的配置。
3.2 价格机制
价格机制是市场机制的中心,可以充分地体现出市场中需求侧和供给侧之间的影响,而国内的电价主要包含了上网电价、输配电价和销售电价。在没有供需互动的电力市场中,电价机制的波动较大并且存在着不合理性。发电商为了利益而采用持留发电容量等方式来提高市场电价,尤其是在需求侧本身没有一个良好的价格弹性的形势下。除此之外,因为以销定产的市场特性使得风水季节弃水情况时有发生,并且因为负荷水平频繁变化而带来了经济损失,电价持续的下降,甚至出现负电价,将市场中的风险提升。
3.3 促进市场改革
电力系统的供需互动对于价格来说,是一种反馈方式,能将价格的形成和变化具体的表现出来,这同时也可以看出市场配置所具有的优势,具有高效的用电负荷,不仅将供需关系管理协调,还能预测未来走势,充分地体现出了供需互动对系统安全稳定运作和市场公平合理发展的重要意义。和很多已经具有供需互动项目的发达国家相比,国内的发展时间较短,但是不可否认的是其潜力十分巨大。在新形势环境中要在电价形成机制中逐步健全用户端购电的开放,不断挖掘大用户购电能力,还要扩大分布式再生能源网范围,真正地发挥出价格信号在调节供需关系中的效果。还可以进行有序的需求响应项目,健全再生能源电价和奖励机制,这样利用技术手段来提升能源使用效率。
4 结语
新形势下电力系统中供需互动方面是电力市场化的改革,对电力系统也是一个完善和创新的过程,提升了系统的安全性和稳定性。而国内电力市场化的不断发展对供需互动形式也是一种双向的选择,希望可以降低电力市场中的风险,为电力系统的科学发展提供基础。
参考文献
[1] 王锡凡,肖云鹏,王秀丽.新形势下电力系统供需互动问题研究[J].中国电机工程学报,2014,(29).
2电力电子技术的应用分析
在电力系统中,电力电子技术作为一种新型电工技术得到了较为迅速的发展。电力电子技术能够有效的结合电力和电子的相关性技术,能够实现二者的有机结合。在电力系统中,电力电子技术的应用能够实现较好的使用性能。特别是在高压的直流输电和柔流输电方面,这一技术应用的比较广泛。
2.1HVDC应用分析
在实际应用中,可以从高压直流输电的经济与技术方面进行HVDC的应用水平考察。在一些距离比较远的输电过程中,要想达到比较经济的目的,一般采用高压直流输电的形式。这种输电形式的稳定性比较强,能够达到两端系统以及整个系统的动态稳定。由于采用高压直流输电的过程中,对两端交流系统的要求不高,并不需要同步性,为此可以对两个甚至多个不同频率或者不同步的交流电网进行连接。
2.2FACTS应用分析
FACTS这种电力电子技术的运用,能够实现交流输电系统中的柔性控制与优化协调控制,从而实现输电系统可控性和传输能力的不断提高。在电力系统中柔流输电控制器的品种有很多,根据安装位置的不同可以将柔流输电控制器非为三种,分别是发电型和输电型以及供电型。这些柔流输电控制器具有很多共同的特点,能够实现电力系统中多种变量的快速精确控制。交流输电控制器的使用能够提升一定的交流输电能力,还能保证电网工作性能的有效提升。
3自动化技术的应用分析
在电力系统中所运用的变电站的综合自动化技术,多数都是新型的电力技术,这种自动化技术的发展应用还没有达到成熟阶段,还处于比较初级的应用阶段。电力系统中通过变电站综合自动化技术的应用,能够通过计算机技术来达到数据通信的目的,从而实现信息的共享。变电站综合自动化技术的运用,能够充分发挥五防、电度的采集、保护和重合闸、四遥以及故障录波等功能。在电力生产过程中,这一变电站综合自动化技术的运用能够有效的满足系统的高技术需求。随着新技术的不断应用,电力系统的监测及调整方法都发生了极大的变化,这种变化对电力调度人员的挑战非常大。为了适应新时代的变化,电力部门要加强对电力调度人员的培训,通过新技术及新知识的不断学习,来实现业务能力的不断提升。
4电力市场运营技术应用分析
随着我国市场经济的不断发展,电力系统也逐渐步入了系统的市场化运营阶段。在电力市场的运营中,电力市场的相关交易管理机构要提升其管理水平,通过市场运营规则的不断完善,来保证电网的安全运营。电力市场运营技术的应用,能够有力的促进电网的安全有效运行。技术的运用离不开操作人员,电力市场运营过程中,电力调度工作人员发挥着非常关键的作用,其不仅要对整个电网进行指挥调度,还必须严格遵循公开、公正以及公平的原则进行交易。有鉴于此,电力调度人员应该不断提升自身的业务水平及能力,通过对电力市场的全面合理把握来实现电力运营技术的科学应用,最终保证电网能够实现安全运营的目的。