基于主設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行的火電廠節(jié)能方法與應(yīng)用探究

摘 要：在工業(yè)革命后，全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入了一個新的臺階，飛速發(fā)展變化的過程中，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，全球溫室效益日益嚴(yán)重。隨著人們對于環(huán)境污染問題的高度關(guān)注，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念在諸多發(fā)達(dá)國家逐步普及，我國作為能源消耗大國，如何有效的節(jié)能減排，是我國社會經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。相關(guān)政策規(guī)定了火力發(fā)電企業(yè)供電煤耗標(biāo)準(zhǔn)，加快了火電廠企業(yè)發(fā)展節(jié)能減排技術(shù)。

關(guān)鍵詞：主設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行；火電廠；節(jié)能方法；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.132

0 引言

改革開放以來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展腳步越來越快，作為能源消耗大國，我國環(huán)境污染嚴(yán)重日益嚴(yán)重。我國通過一系列相關(guān)政策控制能源消耗量與污染氣體排放總量，節(jié)能減排的發(fā)展理念逐步受到社會認(rèn)可?；痣姀S作為能源消耗大戶，進(jìn)一步降低能源消耗。加快節(jié)能減排的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)是促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，也在提高企業(yè)社會效益中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。

1 火電廠發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

火力發(fā)電廠在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮著十分重要的作用。了解火電廠發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，了解所需要的相關(guān)設(shè)備，是從根本上實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化的基礎(chǔ)條件。在目前火電廠發(fā)電工作過程中，主要涉及設(shè)備是鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)。通過朗肯循環(huán)將燃料的化學(xué)能進(jìn)行轉(zhuǎn)變，使其成為便于傳輸?shù)碾娔堋1]主要過程如圖1。

2 現(xiàn)階段火電廠節(jié)能減排主要措施

現(xiàn)階段全球氣候變暖，溫室效應(yīng)嚴(yán)重，引起了世界各國的高度重視，在各國發(fā)展過程中控制溫室氣體的排放量和貫徹落實(shí)節(jié)能減排是當(dāng)前的重點(diǎn)工作。我國環(huán)境污染嚴(yán)重，能源消耗大，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)離不開各行業(yè)的配合與努力，也是促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。在我國能源消耗大戶火力發(fā)電企業(yè)中，相關(guān)政策明確規(guī)定了火力發(fā)電企業(yè)供電煤耗降低標(biāo)準(zhǔn)與二氧化硫排放量下降標(biāo)準(zhǔn)，火電廠根據(jù)國家相關(guān)能源政策和環(huán)保要求，進(jìn)一步加快了企業(yè)優(yōu)化，全面開展節(jié)能減排工作。

目前火電廠節(jié)能減排的方法主要是優(yōu)化火電機(jī)組，在汽輪機(jī)組中運(yùn)用SIS系統(tǒng)建模，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、免疫算法、禁忌搜索算法等人工智能技術(shù)，保證了快速的運(yùn)行速度和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)預(yù)測，充分發(fā)揮了SIS系統(tǒng)的最大功能，達(dá)到能源損耗分析與機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化分配的功能，實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組節(jié)能優(yōu)化?，F(xiàn)階段由于SIS系統(tǒng)功能應(yīng)用有限，目前在鍋爐、發(fā)電機(jī)等其他相關(guān)設(shè)備中并未應(yīng)用[2]。

3 基于主設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行的節(jié)能減排方法

在對火力發(fā)電的主要設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整各環(huán)節(jié)達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)，是實(shí)現(xiàn)降低機(jī)組能源消耗的主要措施。在相關(guān)設(shè)備優(yōu)化過程中，鍋爐燃燒改進(jìn)優(yōu)化受到混煤摻配比例，汽輪機(jī)組滑壓運(yùn)行效率決定了鍋爐出口的蒸汽壓力，如何將這幾方面采取科學(xué)的方法進(jìn)行優(yōu)化，是決定火電廠節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的根本。經(jīng)過深入研究分析，可以采取以下幾點(diǎn)方法達(dá)到優(yōu)化整個機(jī)組的目的。

3.1 鍋爐選擇與燃煤管理

燃煤管理是火力發(fā)電的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段電力發(fā)展速度較快，煤種的選擇關(guān)系到鍋爐設(shè)計(jì)，單一煤窯無法滿足基本需求，選用多個煤種導(dǎo)致電網(wǎng)容量加大，采用無煙煤鍋爐可以保持低負(fù)荷狀態(tài)；在目前火電廠中，采用精確的皮帶秤可以準(zhǔn)確的控制入爐煤量，可以有效的對分爐煤量進(jìn)行實(shí)時計(jì)量管理，科學(xué)的輸煤系統(tǒng)是提高鍋爐燃燒效率的主要方法，降低了燃煤消耗量。其次鍋爐決定了燃煤的選擇，燃料成本占比較高，電廠所選擇等燃煤品質(zhì)低劣，運(yùn)用具備熱重法的儀器可以有效的研究煤燃燒的特性，采取科學(xué)的混煤改變低劣煤種的燃燒特性以適應(yīng)鍋爐正常運(yùn)行，火電廠建立煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫是保證混煤摻配技術(shù)的基礎(chǔ)保障，混煤摻配提升了燃煤的燃燒效率，將燃煤的作用充分發(fā)揮利用，降低燃煤消耗的同時在一定程度上降低了燃煤成本[3]。

3.2 優(yōu)化鍋爐燃燒

燃煤在鍋爐中得到充分的燃燒可以將燃煤效果發(fā)揮到最佳程度，僅通過混煤摻配提升煤炭燃燒特性還達(dá)不到充分燃燒的條件，鍋爐燃燒是其中必不可少的環(huán)節(jié)。結(jié)合混煤摻配的主要特點(diǎn)進(jìn)行合理的風(fēng)粉配比是優(yōu)化鍋爐燃燒的基礎(chǔ)措施，可以保證燃煤完全燃燒。由于過高效率的燃燒容易產(chǎn)生更多的污染物排放，對鍋爐燃燒進(jìn)行全面的優(yōu)化，主要采取的優(yōu)化技術(shù)有燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)、燃燒理論建模優(yōu)化、檢測技術(shù)、控制技術(shù)和人工智能技術(shù)對鍋爐燃燒優(yōu)化等，這些方式各有優(yōu)劣，還需要對相關(guān)燃燒優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行深入分析，結(jié)合火電廠的實(shí)際情況科學(xué)的運(yùn)用合適的燃燒優(yōu)化技術(shù)。

其次，鍋爐燃燒控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜多變且各個環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)的耦合系統(tǒng)，合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是提升鍋爐燃燒效果的基礎(chǔ)，改善被控對象特性、提升控制回路的品質(zhì)、進(jìn)一步優(yōu)化控制器的性能，都可以有效提升燃煤控制系統(tǒng)，也是鍋爐燃燒得到進(jìn)一步優(yōu)化的基礎(chǔ)對策。

3.3 機(jī)組節(jié)能優(yōu)化

在火力發(fā)電整個過程中，實(shí)現(xiàn)機(jī)組節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行是提升發(fā)電工作效率與效果的基礎(chǔ)，也是促進(jìn)各個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化的必要條件。運(yùn)用人工智能技術(shù)能夠有效的實(shí)現(xiàn)機(jī)組節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行，其中免疫禁忌算法是目前非常流行的人工智能技術(shù)。在實(shí)踐應(yīng)用過程中，需要結(jié)合SIS平臺的數(shù)據(jù)收集處理功能，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建機(jī)組發(fā)電的成本模型，最后通過免疫禁忌技術(shù)對機(jī)組進(jìn)行全局優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)機(jī)組節(jié)能優(yōu)化的目的。[4]其主要工作原理如圖2。

4 結(jié)束語

綜上所述，低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是現(xiàn)階段我國的發(fā)展方向?；痣姀S貫徹落實(shí)節(jié)能減排理念，控制能源消耗和控制成本是促進(jìn)火電廠跟上我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展潮流的基礎(chǔ)保障?；痣姀S在提升發(fā)電效率、降低能源消耗的過程中，所面臨著諸多問題，通過SIS系統(tǒng)將混煤摻配數(shù)據(jù)庫、鍋爐燃燒優(yōu)化、汽輪機(jī)優(yōu)化綜合在一起，構(gòu)建主設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)，有效的降低了燃料成本，充分發(fā)揮燃煤的作用提升鍋爐燃燒效率，降低能源消耗，是推動節(jié)能減排的目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)策略。同時提升了火電廠的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李強(qiáng)，牛波.電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化策略分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（02）：127.

[2]付興華.火電廠運(yùn)行電子優(yōu)化技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（18）：131.

[3]劉進(jìn)雄.基于主設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行的火電廠節(jié)能方法與應(yīng)用研究[D].武漢大學(xué)，2010.

[4]郭壯志.水火電力系統(tǒng)節(jié)能調(diào)度模型與優(yōu)化方法研究[D].廣西大學(xué)，2012.

[5]魏子萱.節(jié)能技術(shù)評價與應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)，2014.