負荷率

長期以來，我國在火力發電廠設計中一直按照《火力發電廠廠用電設計技術規定》（簡稱廠用電設計技術規定）中的換算係數法估算和預測電廠建成后的廠用電率。大量工程實踐表明，換算係數法的估算結果普遍高於實際運行值1個百分點左右，平均相對誤差接近20%。如此大的估算誤差，不僅影響項目立項階段的經濟評價，也會制約項目建成后運行管理水平的提高。因此，有必要分析誤差產生的原因，以尋求改進方法。

廠用電率負荷採用換算係數法計算，其計算原則大部分與廠用變壓器的負荷計算原則相同。根據這一規定，對於同一台高壓廠用電動機或低壓廠用變壓器，無論是用於廠用電率估算，還是用於高壓廠用變壓器容量選擇，絕大部分均採用相同的換算係數K，其結果必然導致廠用電率估算值偏大。其原因為：①選擇的工況不同。根據廠用電設計技術的相關規定，廠用電率估算對應的工況是機組的額定工況。即鍋爐燃料為設計煤種；機組的運行環境為全年的平均值；發電機輸出為額定值。與其不同的是，為防止變壓器過載，高壓廠用變壓器容量一定要按機組最不利運行工況進行選擇。此時的廠用電負荷必然明顯大於機組額定工況下的廠用電負荷。

出於安全考慮，防止變壓器過載是決定因素，在確定K值時，廠用電率估算只能服從於高壓廠用變壓器容量選擇。因此，採用換算係數法時，廠用電率估算值偏大。② 選擇要求不同。設計階段，一般希望廠用電率估算結果儘可能與實際相符；對於高壓廠用變壓器，則以確保變壓器不過載為原則。由於變壓器不允許過載的原因，既便二者對應的工況相同，共用K值的確定也需偏於安全。這也是換算係數法導致廠用電率估算結果偏大的原因之一。

只要估算廠用電率與高壓廠用變壓器容量選擇採用相同的K值，廠用電率的估算結果必然會產生不小的正誤差。為了解決這個矛盾，有必要將二者分開，各自採用專用K值，即估算廠用電率時採用其換算係數KL。KL值將通過若干機組額定工況下的各高壓廠用電動機或低壓廠用變壓器的實際負荷率的平均值確定。數據收集共涉及16個火力發電廠，其中單機容量300 MW 級機組電廠4個，單機容量600 MW級機組電廠8個，單機容量1000MW級機組電廠4個。機組冷卻方式包括空冷和濕冷2 種；鍋爐類型包括循環流化床鍋爐（主要是300MW機組）、煤粉爐；機組分別為亞臨界、超臨界和超超臨界純凝機組；地域包括東北地區、西北地區、蒙東地區、華東地區、華南地區；燃料類型包括煙煤和褐煤；所取數據時間基本涵蓋了春、夏、秋、冬。通過對所收集數據的分析，整理出凝結水泵數據19組，循環水泵數據18組，一次風機數據19組，送風機數據19組，引風機數據19組，磨煤機數據18組，電動給水泵數據6組，閉式冷卻水泵數據8組，空壓機數據7組，汽動給水泵前置泵數據9組，脫硫增壓風機數據6組，脫硫吸收塔漿液循環泵數據12組，主廠房低壓變壓器（含汽輪機變壓器、鍋爐變壓器、公用變壓器、照明變壓器）數據28 組，除塵低壓變壓器數據14 組，空冷低壓變壓器數據6 組。所收集的數據基本上可以反映我國現有300~1 000 MW 純凝火力發電機組的運行概況。

為驗證負荷率法的適用性，分別採用負荷率法和換算係數法對12個不同容量、不同類型的大型火力發電廠進行了廠用電率估算，並與實際值進行比較。

負荷率法所得結果與電廠實際運行值非常接近，相對誤差較小，平均誤差僅為1.92%；換算係數法所得結果與電廠實際運行值相差較大，平均誤差達17.53%；與換算係數法相比，負荷率法的估算準確度平均提高約90%。由此可見，採用負荷率法估算廠用電率，可以滿足設計階段所期望的“廠用電率估算結果儘可能與實際相符”的要求。

估算廠用電率方法（負荷率法）物理意義清晰，方法簡便，與換算係數法相比，可大幅度提高設計階段估算廠用電率的準確度，且適用於各個設計階段。運用負荷率法的關鍵是合理確定各種高壓廠用電動機和低壓廠用變壓器的負荷率值。