淺談火力發(fā)電廠機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行和輔機(jī)節(jié)能改造

金明成

摘 要：我國(guó)地大物博，從總量上分析，各類能源儲(chǔ)藏量居于世界前列。但是，從人均占有能源量的角度分析，我國(guó)人均占有能源量非常少，甚至部分能源人均占有量排列于全世界的后端。同時(shí)，作為發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)能源消耗十分巨大，許多能源都需要從國(guó)外進(jìn)口，是一個(gè)能源進(jìn)大國(guó)。因此，做好節(jié)能減排、節(jié)能增效等工作是極其重要的。

關(guān)鍵詞：電廠機(jī)組國(guó)運(yùn)行文輔機(jī)節(jié)能 改造

在我國(guó)眾多基礎(chǔ)能源行業(yè)中，電力的作用不可忽視，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有不可替代的作用。作為生產(chǎn)電能的企業(yè)之一，我國(guó)火力發(fā)電廠生產(chǎn)的電能成本較高，能源浪費(fèi)大，而且不夠環(huán)保，對(duì)于環(huán)境污染的較為嚴(yán)重，在電價(jià)方面，普遍高于日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的電力價(jià)格，這些問(wèn)題的存在非常不利于火力發(fā)電廠的擴(kuò)大與發(fā)展，所以，對(duì)于眾多火力發(fā)電廠而言，務(wù)必積極采取措施，大力提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，降低發(fā)電成本。

隨著科技的發(fā)展和相理論的不斷成熟，對(duì)行優(yōu)化工作。即以最優(yōu)原理理論為指導(dǎo)，根據(jù)機(jī)組主機(jī)設(shè)備和輔機(jī)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，在應(yīng)用全面優(yōu)化試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，深入分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立一套完整的運(yùn)行優(yōu)化的操作程序。確保在規(guī)定負(fù)荷的范圍內(nèi)，使機(jī)組保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)和最合適的參數(shù)匹配。下面從火力發(fā)電廠機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行和輔機(jī)的節(jié)能改造兩個(gè)方面研究火力發(fā)電場(chǎng)節(jié)能增效策略。

一、火力發(fā)電廠機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行策略研究

所謂機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行，是指在未投入新的成本前提下，通過(guò)改變火力發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行方式，調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，并且減少泄露等措施，進(jìn)而提高機(jī)組的運(yùn)行效率和質(zhì)量，從優(yōu)化模式上分析，可劃分為單機(jī)優(yōu)化和全廠優(yōu)化兩種方式，單臺(tái)機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行是全廠優(yōu)化的基礎(chǔ)。其中，前者是以某一單機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，其主要方法是采用供電煤耗評(píng)價(jià)機(jī)組的整體運(yùn)行水平。后者是以全廠的各個(gè)機(jī)組總的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，其主要方法是等微增率法、啟停優(yōu)化法以及動(dòng)態(tài)規(guī)劃法。

在火力發(fā)電廠機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行中，掌握其火力發(fā)電的原理顯的尤為重要。鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)是火力發(fā)電廠的三個(gè)主要設(shè)備，其工作原理是在鍋爐設(shè)備的作用，將煤炭、天然氣等化學(xué)燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，然后在汽輪機(jī)的作用下，將相關(guān)的熱能再次轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后在發(fā)電機(jī)的作用下，最終將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。在日常生產(chǎn)中，許多學(xué)者和專家已經(jīng)對(duì)其火力發(fā)電廠機(jī)組采取優(yōu)化運(yùn)行的方式進(jìn)行了研究，在管理循環(huán)水系統(tǒng)、并列運(yùn)行汽輪機(jī)等方面積累了不少的工作經(jīng)驗(yàn)，并通過(guò)科學(xué)實(shí)踐，有效實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。

在機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行實(shí)驗(yàn)研究方面，首先要優(yōu)化和調(diào)整鍋爐，從燃燒器配風(fēng)、風(fēng)量標(biāo)定以及制粉系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)調(diào)整燃燒系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)，在各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)上，尋求出最佳的運(yùn)行方式，并且根據(jù)結(jié)果對(duì)自動(dòng)控制曲線進(jìn)行修正；優(yōu)化和調(diào)整汽輪機(jī)組，從定滑壓的運(yùn)行優(yōu)化方式選擇、給水泵組的優(yōu)化運(yùn)行以及真空以及循環(huán)水泵的優(yōu)化運(yùn)行等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究；再次優(yōu)化和調(diào)整熱控系統(tǒng)，在綜合考慮鍋爐以及汽輪機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)機(jī)組控制系統(tǒng)的特征，從數(shù)學(xué)模型上繪制相關(guān)曲線，改變?cè)瓉?lái)的控制參數(shù)，使得優(yōu)化試驗(yàn)的結(jié)果可以直接在機(jī)組的運(yùn)行中應(yīng)用，從而提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性；最后優(yōu)化和調(diào)整機(jī)組整體的聯(lián)合，即以汽輪機(jī)和鍋爐的優(yōu)化調(diào)整結(jié)果下，各自設(shè)定設(shè)置參數(shù)，采取機(jī)爐聯(lián)合方式進(jìn)行試驗(yàn)，使其在不同的負(fù)荷機(jī)組下，確定出最優(yōu)的供電煤耗量。

綜上所述，大型火力發(fā)電廠機(jī)組的熱力系統(tǒng)影響其性能的因素特別多，而且也非常復(fù)雜。傳統(tǒng)中的相關(guān)理論研究，是在假定某一因素或條件不變的情況下進(jìn)行研究的，與現(xiàn)實(shí)中的生產(chǎn)存在著許多不同之處。所以，得出的最佳運(yùn)行方案未必是最優(yōu)的，務(wù)必將其進(jìn)行試驗(yàn)，在不同工作狀態(tài)下，測(cè)算出具體機(jī)組運(yùn)行方式的數(shù)據(jù)，綜合分析得出最優(yōu)的運(yùn)行方式，只有這樣得出的運(yùn)行方式，才能指導(dǎo)火力電廠的具體運(yùn)行。

二、輔機(jī)節(jié)能改造研究

實(shí)踐證明，主機(jī)性能的充分發(fā)揮與輔機(jī)系統(tǒng)有著密不可分的關(guān)系，主機(jī)的性能水平越高，則對(duì)機(jī)組輔機(jī)系統(tǒng)的要求也越高。在火力發(fā)電廠節(jié)能增效工作中，除了對(duì)三大主機(jī)進(jìn)行優(yōu)化外，還必須對(duì)送風(fēng)機(jī)、給水泵等輔助設(shè)備，以及回?zé)?、真空等?fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造。由于在火力發(fā)電廠中，輔助設(shè)備和系統(tǒng)具有重要的作用，是機(jī)組正常運(yùn)行和電能生產(chǎn)的重要保障。并且相關(guān)輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，其輔助設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)劣直接影響著機(jī)組的各種性能和指標(biāo)，所以，務(wù)必優(yōu)化和調(diào)整輔機(jī)系統(tǒng)和設(shè)備。

目前，對(duì)于火力發(fā)電廠機(jī)組的輔機(jī)節(jié)能降耗也進(jìn)行了眾多的研究，主要以減少?gòu)S用耗電方面的研究為主，并采用與之匹配的先進(jìn)設(shè)備。例如采用汽驅(qū)動(dòng)、變速電機(jī)，將電泵換成汽泵等。

由于火力發(fā)電廠的輔機(jī)種類、數(shù)量較多。因此，在節(jié)能研究方向和內(nèi)容上也各不相同。為了提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，保持凝汽器的真空狀態(tài)，在汽輪機(jī)組啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中，需要使用抽氣設(shè)備。它主要包括動(dòng)力泵、冷卻器、抽氣器、閥門(mén)以及汽水管道等，其中在除氣系統(tǒng)中，抽氣器是最為關(guān)鍵的設(shè)備?？v觀我國(guó)火力發(fā)電廠的抽氣器類型，主要包括水環(huán)真空泵、射汽抽氣器以及射水抽氣器三種類型。隨著有償使用水資源政策的實(shí)施和電力工業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的電力企業(yè)在射水除氣設(shè)備方面進(jìn)行研究并進(jìn)行技術(shù)改造，一方面可以減少水資源、能源的使用量，減少運(yùn)行的成本。另一方面，大力提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)，使用機(jī)組汽動(dòng)給水泵之后，不僅組機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定，噪聲有所降低，而且設(shè)備的安全性、靈活性、可靠性大幅度增加，更為重要的是，改造之后上網(wǎng)的電量增加，煤耗數(shù)量減少，機(jī)組整體經(jīng)濟(jì)性能提高，經(jīng)濟(jì)效益也有所增加。

三、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)火力發(fā)電廠不僅消耗了大量的煤炭、天然氣等能源，生產(chǎn)成本較高，環(huán)境污染面積大，從一定程度上分析，這些問(wèn)題的存在不利于火力發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展。因此，對(duì)于火力發(fā)電廠實(shí)施節(jié)能增效工作，實(shí)施機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行和輔機(jī)節(jié)能改造顯得十分重要。在具體優(yōu)化和改造過(guò)程中，還需調(diào)整和優(yōu)化主機(jī)和輔機(jī)設(shè)備的主要運(yùn)行參數(shù)，使得燃煤機(jī)組達(dá)到經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最優(yōu)，從而有效降低運(yùn)行的成本，真正實(shí)現(xiàn)燃煤機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行。

參考文獻(xiàn) ：

[1]徐仿優(yōu)；胡光明；劉光耀；嚴(yán)俊杰。沙角A電廠300MW機(jī)組冷端系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性診斷及優(yōu)化運(yùn)行[J].熱力發(fā)電，2010（07）。

[2]李蔚；劉長(zhǎng)東；盛德仁；陳堅(jiān)紅；任浩仁；孟煒。國(guó)內(nèi)火電廠運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向[J].電站系統(tǒng)工程。2010（01）。