电厂节能方案Word文档格式.docx

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开题报告

学生姓名

学号

专业

评阅教师

完成日期：

年月日

课题名称：

一、课题来源

本课题是根据在隔河岩电厂参观实习期间,在电厂内部参考的资料和在网上整理的相关水电厂节能资料。

二、设计目的

1）通过设计，加深对电力系统及发电厂设备节能的理解,巩固和提高学过的理论与专业知识，并予以适当的深化。

2）掌握电厂节能的一般方法，包括水电厂的节能方法、热电厂在锅炉方面节能、机组参数设置方面节能等.

3）学会在项目开发时如何搜集和查阅资料、使用开发工具、进行方案论证与设计、总结设计结果,撰写学术论文等，为今后的工作打下良好的基础。

三、设计要求

本课题是根据隔河岩电厂的实际节能方案出发，并适当考虑电厂节能的发展前景,按照电厂机组的数量与容量、类型，选择合适的方案，选择合适的电器设备,确定达到本次设计的节能要求.

四、设计意义

通过对电厂节能方面进行实际调查,进一步了解理论与实际相结合的重要性，集多门学科融会贯通，从而达到应用实践的目的。

使所学知识得以运用和加深。

五、研究内容

电能是现代化工业生产的主要能源和动力。

电能既易于由其它形式的能源转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；

目前的节能分析方法使用起来比较繁杂，不太适合电厂的现场使用.由于没有科学、合理、简洁易用的节能管理评价方法和评价体系，致使电力集团公司对电厂和电厂内部之间的管理缺乏统一的评价基准，无法做到科学合理地横向、纵向评价电厂的节能管理工作。

该课题针对电厂存在的问题，通过大量、针对性的参数优化试验和运行方式优化试验，找出并确定机组在整个运行过程中、不同负荷下的最佳运行参数、主辅机之间的最佳匹配方式，从而确定机组的评价基准。

利用相似理论和能耗分析理论，动态确定机组运行时主辅机运行参数变化、运行工况异常、运行操作不当造成的能量损失.根据计算分析的结果，结合运行人员和性能分析专家及技术管理人员的经验，生成运行导航系统，使电厂运行人员、技术管理人员可以随时掌握机组的动态热力性能、动态的优化参数、动态的能损诊断。

运行操作人员可以根据优化参数、动态的能损分析，及时对运行设备作出合理调整，保持机组在任意负荷下均在最佳工况下运行,从而使机组的煤耗最低,达到节能降耗的目的。

该课题首次将相似理论和能损分析理论相结合，形成了独特的分析评价体系。

优化评价基准以“实用可达”、“跳起来摘桃子”为基本原则，和运行人员的实际操作具有很强的可比性,非常有利于挖掘运行人员的技术潜力。

由于发电设备不断老化，设备的维修更换也不可避免，因此机组的优化比较基准不能一成不变，该课题在国内的同类研究中首次提出智能自学习的动态优化基准，可以对机组在不同时间相同负荷条件下的运行状况进行比较判断，确定对应于供电煤耗率最小条件下的主辅机运行参数和运行方式,生成自学习的动态优化数据库，实现闭环控制,实现优化基准的科学性和合理性。

由于设备的老化、维修或更换，机组参数修正数据库和耗差分析的数学模型也发生变化，课题提出并应用了开放式数据库,成功地解决了分析计算数学模型的更改问题。

课题的研究成果简洁实用、可靠、可操作、可持续发展，因此在电厂得到了广泛的推广应用应用领域与推广方式：

课题的研究成果可以用于火电厂的节能分析、运行优化、节能管理，适用于再热机组和非再热机组，可以直接产生经济效益。

六、设计任务

要求在规定时间内独立完成下列工作量:

1、说明书

①前言

②目录

③符合设计

④电厂节能措施

⑤高压变频调速与节能的关系

⑥热电厂节能的措施

⑦附录及参考文献

七、设计时间

1、2009—09—01～2009-09-14

搜集准备资料并完成开题报告.

2、2009—09-15～2009-10-12

完成毕业设计（论文）初稿，指导老师审核。

3、2009—10—13～2009—10—19

完成毕业设计（论文），装订成册，连同电子文档一并上交指导老师。

4、2009—10-20~2009—10—26

指导老师完成毕业设计（论文）的批阅，评阅小组完成评阅.

5、2009—10—27～2009-11-02

毕业设计答辩。

八、参考资料及文献：

1.胡翔骏.电路分析.北京：

高等教育出版社.2001.

2。

邱关源。

电工基础。

北京：

高等教育出版社。

1965.

3。

王晓敏。

电工学.北京：

机械工业出版社.2004。

4。

华孝敏.电气设备故障和处理方法.北京:

科学技术出版社。

1997.

5.陈立周。

电气测量.北京：

机械工业出版社。

1984。

6。

康松。

汽轮机原理。

北京:

中国电力出版社。

2000。

7.陈庚.单元机组集控运行。

2001.

8。

孙奉仲。

大型汽轮机运行.中国电力出版社.2005。

摘要…………………………………………………………………………………6

前言…………………………………………………………………………………6

一、高压变频调速与电厂节能…………………………………………………………7

1.1电力生产的特殊性…………………………………………………………………7

1。

2变频节能在电力生产中的综合效果………………………………………………7

二、使用PLC以太网实现对隔河岩电厂LCU改造…………………………………………8

1输入冗余……………………………………………………………………………8

2.2输出冗余……………………………………………………………………………9

3电源的冗余…………………………………………………………………………9

4交流采样与变送器…………………………………………………………………10

5采用CableFast快速配线系统…………………………………………………10

三、乌江渡水电站节能降耗措施……………………………………………………………11

3.1耗水率构成………………………………………………………………………………11

2影响耗水率的因素………………………………………………………………………11

3发电水头因素……………………………………………………………………………11

4机组效率因素……………………………………………………………………………12

3.5入库来水量因素…………………………………………………………………………12

3.6库水位运行因素…………………………………………………………………………12

3.7节能降耗的方法及措施…………………………………………………………………13

四、CFB机组火电厂节能管理措施和技术建议……………………………………………14

4.1火电厂节能的六个方面………………………………………………………………14

4.2燃料供应与制备环节管理……………………………………………………………15

4.3热力设备节能技术监督………………………………………………………………15

4节能减排专项试验……………………………………………………………………16

4.5设备技术改造和检修维护管理………………………………………………16

6CFB机组的典型节能措施……………………………………………………16

4.7影响经济性的因素……………………………………………………………18

五、小结与致谢…………………………………………………………………………………………20

六、参考文献………………………………………………………………………22

摘要：

隔河岩水电站位于湖北省长阳县城附近的清江干流上,距葛洲坝电站约50km,距武汉约350km。

电站建成后主要供电华中电网，并配合葛洲坝电站运行.

隔河岩水电站为一等工程，枢纽由、泄洪建筑物、引水式地面厂房、开敞式开关站及斜坡式升船机等组成。

大坝最大坝高151m，坝顶弧长648m；

溢流坝段布置在河床中部，坝顶表孔5孔,孔口尺寸（宽×

高）14×

19．6m，4孔深孔，孔口尺寸（宽×

高）6×

8m，采用底流消能方案;

厂房及开关站布置在右岸，厂房尺寸（长×

宽）144×

44．5m；

两级垂直升船机布置在左岸，按5级航道，最大船舶吨位300t及年运输能力270万t进行设计.

前言：

由于受诸多因素的影响,当前中国电力工业的运行水平和能源利用效率较低.在分析相关问题的基础上，提出了加强中国电力工业节能降耗工作的一些建议与措施，包括改变能源利用结构、创新能源利用技术、调整等.

关键词:

能源利用节能方案创新技术

Geheyanpowerplantenergy—savingprograms

Abstract:

GeheyanHydropowerStationislocatednearthetownofChangyangCounty，HubeiProvinceontheQingjiangRiverfromtheGezhoubapowerstationisabout50km，fromWuhan,isabout350km.Afterthecompletionofthemaincentralstationelectricitygrid，andinlinewiththeGezhoubapowerstationtorun.

GeheyanHydropowerStationasafirst-classengineering，ahubfrom，spillwaystructures,diversiontypeonthegroundplants，opentypeswitchstationandtheslopeshipliftsoon。

Damthelargestdamheight151m,crestarclength648m；

spillwaysectionarrangedintheriverbedcentralcrestspillway5hole,orificesize（W×

H）14×

19.6m，4—holehole，orificeDimensions（W×

H）6×

8m,withenergydissipationattheendoftheprogram；

plantandswitchingstationaredeployedintherightbank，plantsize（length×

width）144×

44.5m;

twoverticalshipliftarrangedontheleftbank,accordingtofivechannel,thelargesttonnage300tandannualtransportationcapacityof2.7milliontdesign.

Preface：

Duetomanyfactors，China'

scurrentelectricpowerindustrytorunalowlevelandenergyefficiency。

Relatedissuesintheanalysis,basedonChina’spowerindustryproposesstrengtheningtheworkofanumberofenergysavingproposalsandmeasures,includingchangesinenergyusestructure,innovativeenergytechnologies，adjustment。

Keywords：

EnergyEnergy-savingprogramInnovation

一、高压变频调速与电厂节能

根据我国的电压等级标准，高压变频主要指3kV、6kV、10kV这几个电压等级的变频器,国内电厂的厂用电电压一般为6kV、10kV，功率较大（一般指超过200kW）的电动机基本上都采用高压电动机,这些电动机的能耗是电厂用电的主要部分，高压变频指的就是这些电动机的变频调速。

1.1电力生产的特殊性

电力作为一种产品，与其它产品相比较具有它自身的特殊性。

一般来说普通产品的生产与销售使用是相对独立的，产品可以在仓库中存储、周转，可以预先生产好备用.电力这种产品的生产与消费是同时完成的，电力几乎不能存储，因此电力生产必须是连续的；

电力生产的多少是根据用户的使用情况决定的，因此电力生产的负荷是变化的.电力产品的这种特点决定了电力生产系统中各种设备的配置就需要根据最大生产能力来进行配置，而不能根据平均的电力需求配置系统.在电厂中，电力生产的最大生产能力是根据主机（锅炉、汽机和发电机）的出力决定的，辅机（各种风机、泵及其驱动电动机、电气控制调节系统等）的配置是根据主机的情况配置的，一般情况下，在设计过程中均考虑一定的余量，因此造成在实际的运行过程中，多数风机和泵的流量需要的调节。

传统的流量调节方式是节流调节（挡板、阀门等）,存在反应慢、调节精度低、能耗大等问题,而高压变频因其调节性能优良、节能效果好等因素，正逐渐被广泛应用在电厂中风机、水泵等的流量调节中。

2变频节能在电力生产中的综合效果

根据流体力学原理，风机或泵类设备的输出流量与其转速成正比，输出压力与其转速的平方成正比,其消耗的功率与其转速的三次方成正比。

采用变频调速改变电动机的转速，从而改变风机或泵的转速,以此来调节流量。

在这种调节方式下，可以将节流调节的阀门或档板等开度调至最大，减小管道系统的阻力，节约因克服调节阻力而引起的能耗。

同时，采用变频调节后,管道系统的阻力能保持在使风机或泵工作的高效率点，减少因风机或泵的效率降低而造成的能耗损失.

从节能的效果来看,对节流调节的变频改造，产生的节能效果并非仅仅是当前所改造的电动机系统的节能效果，而是并行工作的多台电动机系统的节能效果。

如果两台风机并联运行，一台运行风量不足，两台运行时则需要进行节流调节,往往是两台风机同时都进行风门调节,对其中一台进行变频改造后，则两台风机都可以运行在风门全开的状态下，这样产生的节能效果即为节流调节时两台风门的能耗。

电厂的节能，更重要的是体现在系统效率的提高.在没有进行变频调节时,电厂的循环水泵一般采用多极电机,根据季节调整电机接线,改变电机的极对数来改变电动机转速从而调节循环水流量,或者是根据季节调整并联运行的电动机和泵的运行台数来调节循环水流量，这种调节操作简单，但调节精度低。

采用变频调节时，如果根据循环水的实时出水温度调节循环水流量,将凝汽器的过冷度调节在一个最优的范围内,提高锅炉运行的整体效率，这样节能效果更加突出。

要利用变频调节调节精度高,操作方便的特点，优化控制系统,提高系统效率.

二、使用PLC以太网实现对隔河岩电厂LCU改造

2.1输入冗余

一般来说，输入的冗余应该采用三取二的方法，即少数服从多数的方法。

通用电气公司GE系列PLC有这样的硬件结构，从CPU、输入、输出都三重冗余，以满足可靠性极高的情形,如冶金领域的高炉。

但是它的投资大，在水电行业实在没有必要。

但是，对于少数重要的信号，如用于事故停机、紧急事故停机的信号、重要设备如出口断路器的状态信号有两路信号输入，就存在如何处理的问题。

在隔河岩计算机监控改造工程中，就遇到这样的问题。

处理的方法是采用安全倾向因子，在不同的状态、过程中，可以采用不同的安全倾向因子，这样用一对冗余信号加一组安全倾向因子，就可以得到在不同的状态、过程中一组信号。

一个安全倾向因子可以是几个甚至更多个信号的逻辑运算结果。

2.2输出冗余

对于部分重要设备，如灭磁开关、出口断路器，为保证其在任何情况下的高可靠性动作，需要对每一个这样的设备配置两个开出通道，即配置冗余的通道，已保证其可靠性.有些电厂的出口断路器。

如隔河岩的，分闸就是两个线圈,正常工作线圈和后备线圈，任何一个线圈励磁,断路器都会分闸。

实际上就是设备的冗余。

国电公司在“无人值班（关门运行）征求意见稿”中有过这样的要求。

一般，冗余的通道动作策略有两种：

一种是采用两个冗余通道同时动作的策略；

另一种是采用在第一个通道动作失败后，冗余的第二通道再动做的策略。

显然同时动作不是很好，因为正常情况下，设备会正常动作.这种情况下，第二通道动作没有必要，可能造成第一通道动作失败后，第二冗余通道动作不能正常动作.

采用后一种办法较好。

监视第一个通道动作，在一定时间内,状态没有反馈回来,第二通道动作.这样，第二通道几乎没有“表现的机会”，一旦让他表演，他会“准确而恰如其分地表演”。

在隔河岩计算机监控改造工程中,就是采用这种方案，取得了比较理想的效果.

2.3电源的冗余

电源的重要性不言而喻。

再好的设备，不提供电源,什么都无从谈起。

在隔河岩计算机监控改造工程中，采用了电源冗余技术.隔河岩电厂的主电源为DC110V，I/O电源为DC24V。

在远程站中，采用两块电源模块相冗余，在CPU机箱采用单电源（每一个CPU机箱占用独立的底板）。

电厂提供两路DC110V电源，一路DC110V电源提供给其中一个CPU机箱电源模块和远程站的一个电源模块,另一路DC110V电源提供给另一个CPU机箱电源和远程站的另一个电源模块。

两路DC110V各通过DC/DC转换产生DC24V，两路DC24V之间形成冗余。

正常情况下，两路DC110V都供电，两个CPU机箱一主一备正常工作，DC24V正常工作，远程站上的两块电源各承担该机箱一半负荷。

当一路DC110V故障时,其中一个CPU机箱能够正常工作（当备用CPU机箱上电源失去时，没有什么操作，也没有什么影响。

当主用CPU失去电源时，备用CPU无扰动切成主CPU），一路DC24V正常工作，远程站上的其中一块电源承担该机箱全部负荷。

这样就实现了电源的冗余。

4交流采样与变送器

交流采样的使用越来越多，大有代替变送器的趋势。

但是,现在对于交流采样的理解不是那么清楚。

隔河岩计算机监控改造工程中，关于交流采样与变送器处理与使用是比较恰当的、合适的，是值得其它电站（厂）借鉴的.这里所说的合理与恰当,当然指的是交流量的处理，因为现在对于直流及非电量只能采用变送器进行采集处理。

具体处理方法是：

对于机组同期、机组有功功率、机组电压（无功功率）、导叶开限等实时性、可靠性要求高的控制环节，采用变送器.而采用交流采样装置采集发电机的三相电流、三相电压（相、线）、有功功率、无功功率、功率因数等电气参数。

5采用CableFast快速配线系统

按照常规的接线方式,各种I/O模块到盘柜端子需要配线。

隔河岩水电厂机组单机容量大，考虑的较完善，因此I/O点数多。

开关量输入有320点，开关量输出有128点,温度点数有64点，非电气模拟量输入有32点，模拟量输出8点。

共有I/O模块25块，每个模块有40端子需要与端子现联，至少要有1000线需要接。

但现场安装改造时间非常有限，必须采取效率更高的方法。

采用施耐德的快速接线系统CableFast是一种好的解决方法.CableFast快速配线系统是施耐德公司的标准产品，它将Quantum接线端子与端子块预先用电缆连接好，端子块可以直接安装在DIN导轨上，外部接线可以直接接在端子块上,这样就减少了配线的工作量,节省了大量时间,是一种比较好的方式。

在清江隔河岩水电厂现地控制单元（LCU）改造中,在结构、技术路线、实现方法上都有所创新。

主要体现在水电行业首次使用NQUATUMPLC直接上网（取消工控机），体现在采用了双机热备冗余、双网、部分I/O冗余及电源的冗余。

隔河岩水电厂的LCU尤其是机组LCUI/O点数多，是一般同规模机组的3到4倍。

而且监控系统的改造要求高,特别是时间短。

在不到三周的时间里，要进行现场安装、配线、调试，时间非常紧。

经过与电厂等有关方面的积极配合,隔河岩水电厂计算机改造工程已基本完成。

目前,设备运行良好，预期的目标基本实现，效果是好的。

三、乌江渡水电站节能降耗措施

乌江渡发电厂位于贵州省遵义县境内乌江干流中游河段,是乌江干流梯级第4级电站，也是我国在大陆岩溶地区兴建的第一座大型水电站。

电站于1982年底三台机组全部投产，总装机容量630MW（3×

210）,设计年发电量33。

4亿kW,水库正常高水位760。

00m，相应库容21。

4亿m3，有效库容13.6亿m3，库容系数0。

086,属不完全年调节水库。

2000年至2005年，根据乌江流域总体规划完成了两台机组扩建2×

250MW和原三台机组增容改造，现总容量为1250MW，年平均发电量41.4亿kW，成为乌江流域第一座百万级的大型水电站。

1耗水率构成

耗水率是指单位电量所消耗的水量,以m3／kW表示。

其表达式如下:

耗水率＝发电水量／发电量＝Q。

T／（N.T）＝C／（H净。

η）

　　式中：

Q-—发电引用流量（m3／s）H净-—净发电水头

N-—机组出力（kW）η——机组效率

T-—时段长C—-常数（＝3600／9.81）

2影响耗水率的因素

影响发电耗水率的因素是多方面的，根据耗水率的概念和水电站水能动力特性公式，耗水率的高低是由发电水头和机组效率两个因素决定的。

除此之外，入库来水,库水位运行也会影响耗水率的高低.

3发电水头因素

水电厂运行的经济性，主要看发电水头利用是否充分。

尤其在拦蓄洪尾库水位达到最高水位以后，发电水头将影响整个供水期水资源的充分利用。

从历年的水务资料统计,发电水头与耗水率总体呈相反趋势,存在发电水头越大耗水率越低的关系。

据2001～2005年五个供水期耗水率统计，分别为3。

06、3。

87、4。

73、4。

684、4。

46m3／kW，供水期水库长期低水头运行，损失大量电能是十分可惜的。

加之在汛期乌江渡水电站作为系统调峰、调频电站运行时，一般每天有两个主要的高峰时段带负荷,即：

08：

00~12：

00；

14：

00～23：

00,其它时段则带负荷较少,而