火電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化思路及策略

鄒禮中

摘要：在火電廠的裝機容量和機組參數(shù)不斷增加來滿足不斷增長的電能需求的同時，其能源消耗以及污染物排放也隨之增加，為了提高其經濟和社會效益，需要針對火電廠中的主要能耗和環(huán)境污染的熱動系統(tǒng)進行節(jié)能優(yōu)化。本文在分析對其進行節(jié)能優(yōu)化的重要性和必要性的基礎上，對節(jié)能優(yōu)化的思路進行分析，并提出了具體了節(jié)能優(yōu)化策略。

關鍵詞：火電廠;熱動系統(tǒng);節(jié)能優(yōu)化

1 引言

在我國的電能總量中，超過70%的電能來自于火電廠。在火電廠運行過程中，煤炭是主要的燃料類型。但是，由于煤炭燃燒會釋放大量的二氧化硫與二氧化碳氣體，嚴重污染我國的環(huán)境，而二氧化碳也是產生溫室效應的主要根源。因此，為了保護全球環(huán)境，我國提出了經濟升級與轉型，不斷調整自身的產業(yè)結構，大力發(fā)展可持續(xù)化低碳經濟。

2 火電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能減排重要性

目前針對火電廠具有高能耗和高污染的特點，國家出臺了相關政策并督促相關部門加大對火電廠節(jié)能減排的檢查和控制，因此，火電廠針對其內部能耗高且污染物排放量大的熱動系統(tǒng)來說，進行針對性的節(jié)能減排優(yōu)化成為目前火電廠進行節(jié)能減排優(yōu)化的重要內容和環(huán)節(jié)。針對火電廠熱動系統(tǒng)的運行原理進行相關的節(jié)能減排優(yōu)化分析與設計，制定多種節(jié)能方案來提高節(jié)能效果，不僅響應國家對于節(jié)能減排的策略和號召，而且切實起到減少污染物排放，改善人們生活環(huán)境的重要作用。隨著目前火電廠規(guī)模的擴大和機組參數(shù)的增加，不斷有新設備和新技術應用于火電廠中來提高生產效率、增加電能供應量，要按照國家相關的節(jié)能減排要求作為目標，結合目前先進的節(jié)能減排優(yōu)化技術，以火電廠中的熱動系統(tǒng)為主要優(yōu)化對象，對其運行方式進行創(chuàng)新和優(yōu)化，在現(xiàn)代科學技術的支持下提升火電廠的經濟效益和社會效益。對于傳統(tǒng)的熱動系統(tǒng)節(jié)能減排優(yōu)化策略來說，主要是對目前先進的技術進行應用以及對先進的節(jié)能設備進行安裝來實現(xiàn)對熱動系統(tǒng)的優(yōu)化和改造，通過對熱動系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)測實現(xiàn)對整個過程中熱動系統(tǒng)運行消耗的跟蹤，在實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎上對此系統(tǒng)的運行參數(shù)進行調節(jié)來實現(xiàn)運行的優(yōu)化。

3 火電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化策略

3.1 鍋爐方面

在火力發(fā)電廠中，造成能源消耗的主要原因是鍋爐的燃燒率較低。火力發(fā)電廠發(fā)電過程中，鍋爐設備是發(fā)電廠最消耗能量的部分。在鍋爐設備進行煤炭燃燒的過程中，常常存在能量損失情況，這與鍋爐設備中漏風、漏粉等有著直接關系。造成鍋爐設備泄露的原因主要有以下幾個方面。第一，鍋爐設備中應該進行徹底燃燒的氣體與固體沒有進行充分燃燒。第二，鍋爐設備運行過程中產生了熱損失。第三，在對鍋爐設備進行煙塵等排除的過程中造成了熱損失。以上三點是造成鍋爐設備能量損失的主要因素。在鍋爐設備運行過程中，只有保障鍋爐的內部能夠進行穩(wěn)定燃燒，才能使蒸汽參數(shù)趨于穩(wěn)定，才能保障火電廠機組的正常運轉。

3.2 汽輪機組方面

（1）注意設備的檢查和更新。在蒸汽汽輪機組運行的過程中，由于設備老化和設備不夠更新，對整個汽輪機組的工作效率造成影響。因此，對于氣能技術的工作而言，應當對其設備進行及時的更新和排查。在汽輪機組出現(xiàn)問題的時候，一般是汽輪機組運行過熱，工作過程中的能量轉化率不高，以及汽輪機組運行的不穩(wěn)定等這些原因。當出現(xiàn)汽輪機組運行過熱的時候，應當對冷凝器進行排查。如果冷凝器未能正常工作或者通風降溫設備運行不暢應當及時對其進行處理[1]。而工作過程中的能量轉化率不高，首先應當對汽輪機組的型號和工作效率進行排查。在這個檢修過程中，首先對汽輪機速的管道壓力進行檢查，檢查壓力是否符合正常情況，如果壓力不符合正常情況，首先檢查設備是否正常運行，再者檢查冷凝器是否正常。對于汽輪機組，如果出現(xiàn)運行不穩(wěn)定的情況，主要情況是看汽輪機度的配重是否符合。再者就是汽輪機度的轉頭連接部位有可能出現(xiàn)空隙或者磨損，在檢查過程中，如果發(fā)現(xiàn)轉頭接頭處出現(xiàn)空隙或者磨損情況，應當及時對其進行更換處理。（2）使冷凝器正常工作溫度降低。在火力發(fā)電的過程中，冷凝器對于蒸汽汽輪機度的工作效率和正常運行而言具有極為重要的作用?，F(xiàn)有的冷凝劑主要有兩種，一種是水冷，一種是汽冷。由于在火力發(fā)電過程中，冷凝器將運送過來的蒸汽進行冷凝，從而使得其體積縮小到原來的很小一部分，這就使得在冷凝器的前端造成了一個很大的真空度。這個對于后續(xù)來的蒸汽就有強大的吸力，從而推動蒸汽的高速運行。因此，使冷凝器正常工作溫度降低對于提高整個汽輪機組的工作效率而言，具有極為重要的意義。

3.3 優(yōu)化控制軟件的應用

相關研究證明，采用神經網(wǎng)絡模型，對過熱器出口溫度進行串級預測，是常規(guī)串級控制階躍響應速度的兩倍，超調量約為常規(guī)串級控制階躍響應的三分之一。許多運用實例也表明，使用優(yōu)秀的算法控制軟件（如非線性協(xié)調、模糊算法、遺傳算法、神經網(wǎng)絡等）對提高熱電廠的熱功率系統(tǒng)、循環(huán)流化床鍋爐等多個方面的性能都會產生非常重要的影響。另外，通過對傳統(tǒng)比例、積分、微分控制器的控制設計進行改進，能夠有效提升機組產生的經濟效益，從而提高機組效率和減少煤耗和控制排放量。因此，在電廠設計階段，需要具備科學的設計觀念，在控制系統(tǒng)中，加入先進的算法控制軟件，最大限度地發(fā)揮后續(xù)調試和運行階段的效果。

3.4 單元機組控制與脫硝、脫硫的融合

在當前環(huán)境下，大多數(shù)火電廠采用煙氣石灰石濕法脫硫。傳統(tǒng)的脫硫控制裝置，與主機組的控制裝置是兩個分開的系統(tǒng)。系統(tǒng)之間的信號傳輸，都是靠有限數(shù)量的硬接線，以達到操作需求的保護和聯(lián)動。不斷增加的火電廠污染和能耗問題，使環(huán)保要求隨之提高，所以要使基建脫硫與機組完成同步，拆除旁路擋板，移除煙氣脫硫系統(tǒng)氣-氣交換器、增壓風機，讓鍋爐控制，與脫硫系統(tǒng)煙道控制緊密結合，從而減少污染排放。將脫硫控制劃分于火電廠DCS控制之下，同樣是實現(xiàn)節(jié)能減排的關鍵。脫硫控制需要鍋爐控制回路，以及保護邏輯設計，滲透到煙氣排放溫度控制、吸收塔溫度保護、煙道擋板開閉、脫硫漿液制備、脫硫廢水處理、漿液循環(huán)、石膏脫水控制中。這需要在建造電廠的前期準備階段，進行規(guī)劃設計的協(xié)調，以實現(xiàn)對主廠控制系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)的綜合控制。

4 結束語

在全球資源緊缺和環(huán)境惡化不斷加劇的形勢下，對于具有高能耗和高污染的火電廠來說，需要針對其能耗和產生污染物的主要熱動系統(tǒng)進行節(jié)能優(yōu)化，其目的就是對資源進行充分利用并減少浪費和污染物排放，提高電能生產效率、降低能耗和生產成本來提高火電廠的經濟效益與市場競爭力，促進火電廠節(jié)能減排目標的實現(xiàn)。

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