火電廠集控運(yùn)行節(jié)能降耗技術(shù)研究

劉弈軒

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民的生活水平和質(zhì)量大大提高。電力需求在增加，電力供應(yīng)公司的規(guī)模和數(shù)量也隨之增加，以減輕供電壓力，滿足電力生產(chǎn)和社會(huì)生活的需求。當(dāng)前我國(guó)大部分電力供應(yīng)來(lái)自火電廠，其運(yùn)行質(zhì)量和效率在整個(gè)電力生產(chǎn)中占有重要地位。隨著節(jié)能意識(shí)深入人心，加強(qiáng)節(jié)能降耗的分析也自然必不可少，將其作為火電廠整體控制操作的重要環(huán)節(jié)，是時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：火電廠;集控運(yùn)行;節(jié)能降耗技術(shù)

近年來(lái)，由于科技的進(jìn)步，發(fā)電廠的相關(guān)設(shè)備和技術(shù)不斷得到更新，在發(fā)電廠的生產(chǎn)作業(yè)中也使用了先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，從而有效提高了火電機(jī)組的供電效率。在某種程度上減少了社會(huì)電力供應(yīng)的壓力。目前大多數(shù)發(fā)電廠使用的是集中控制系統(tǒng)，盡管這些系統(tǒng)對(duì)提高發(fā)電效率起到了積極作用，但依舊存在一些問(wèn)題，對(duì)整個(gè)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅，因此需要采取有針對(duì)性的節(jié)能措施，通過(guò)科學(xué)手段減少能源消耗，解決相關(guān)的問(wèn)題。

1火電廠集控運(yùn)行的相關(guān)概念

考慮到發(fā)電廠的規(guī)模以及整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性，在發(fā)電廠實(shí)施管理和控制的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)集中控制，這樣不僅能夠有效地解決發(fā)電廠運(yùn)行中的出現(xiàn)的問(wèn)題，而且能夠不斷優(yōu)化控制邏輯、使設(shè)備處于滿足連續(xù)運(yùn)行條件下的最佳工況。與此同時(shí)，減少輔機(jī)能耗即可以對(duì)系統(tǒng)整體運(yùn)行效率提高產(chǎn)生積極促進(jìn)效果。在資源管理上應(yīng)用整體控制技術(shù)可以科學(xué)優(yōu)化發(fā)電廠中的鍋爐部分、汽輪機(jī)部分和發(fā)變組部分的運(yùn)行。在運(yùn)行值班員班組構(gòu)架內(nèi)，機(jī)組的組長(zhǎng)會(huì)將各項(xiàng)工作合理的安排給下屬的工作人員，然后分布在不同的崗位（例如汽機(jī)、鍋爐、電氣專業(yè)），使機(jī)組人員能夠應(yīng)對(duì)相關(guān)專業(yè)的運(yùn)行工作。如果工作人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備在日常運(yùn)行中出現(xiàn)異常，就有必要對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修。在設(shè)備問(wèn)題擴(kuò)散到影響相關(guān)系統(tǒng)穩(wěn)定之前立即停止或切換設(shè)備運(yùn)行，同時(shí)依據(jù)實(shí)際情況啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急措施，以確保單一設(shè)備問(wèn)題不影響機(jī)組安全環(huán)保穩(wěn)定運(yùn)行。

2火電廠集控運(yùn)行方面存在的問(wèn)題

2.1過(guò)熱汽溫系統(tǒng)的控制

在控制發(fā)電廠汽水系統(tǒng)的過(guò)熱器部分時(shí)，值班員必須能夠根據(jù)機(jī)組負(fù)荷確定相應(yīng)過(guò)量空氣系數(shù)，同時(shí)調(diào)整給水流量與燃料量的比例（即所謂水煤比）適當(dāng)，以確保過(guò)熱器出口汽溫達(dá)到額定參數(shù)要求，如果爐膛火焰中心高度與燃燒比例之間發(fā)生誤差，即使誤差較小，也會(huì)對(duì)整個(gè)溫度系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不可忽略的影響，極端情況下的金屬壁溫超溫引發(fā)爆管或是過(guò)熱度偏低造成汽輪機(jī)水沖擊亦不鮮見(jiàn)。因此，在調(diào)節(jié)蒸汽過(guò)熱器系統(tǒng)的過(guò)程中，尤其是直流鍋爐，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的水煤比調(diào)節(jié)十分重要。與此同時(shí)，蒸汽過(guò)熱系統(tǒng)的運(yùn)行可能會(huì)因設(shè)備裝配檢修等因素而出現(xiàn)問(wèn)題，如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題或檢修工藝質(zhì)量差，系統(tǒng)也可能受到嚴(yán)重影響。

2.2再熱汽溫系統(tǒng)的有效控制

與過(guò)熱蒸汽溫度系統(tǒng)相比，再熱蒸汽溫度控制的難度相對(duì)較大，而且整個(gè)系統(tǒng)的組成也比較復(fù)雜，給系統(tǒng)控制的發(fā)展帶來(lái)了困難。在此階段主要采用的手段為煙氣擋板調(diào)節(jié)，通過(guò)鍋爐過(guò)熱器與再熱器區(qū)域的聯(lián)合煙氣擋板開(kāi)關(guān)，來(lái)調(diào)整流經(jīng)不同受熱面的煙氣流量，從而達(dá)到增強(qiáng)或降低再熱器區(qū)域吸熱的目的。另外，運(yùn)行中也可以通過(guò)噴灑再熱器減溫水的方法來(lái)避免再熱汽溫過(guò)高或再熱器金屬壁溫超限。雖然這種方法也能起到一定的調(diào)節(jié)和控制作用，但長(zhǎng)期噴灑再熱器減溫水一則使再熱器區(qū)域金屬疲勞增強(qiáng)，誘發(fā)氧化皮脫落等現(xiàn)象，二則實(shí)際造成了再熱器區(qū)域的蒸汽熱量損失，不利于鍋爐節(jié)能。

2.3主蒸汽壓系統(tǒng)的合理管控

對(duì)于主蒸汽壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，值班員可以通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算公式得出主蒸汽壓力的最優(yōu)值與合格范圍，并通過(guò)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的鍋爐自動(dòng)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制，這種兼具高自動(dòng)化程度與調(diào)節(jié)準(zhǔn)度的方法在現(xiàn)階段火電廠管理中得到了廣泛應(yīng)用。但是這種方法的應(yīng)用也有一定的局限性，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)并不是節(jié)能管理的萬(wàn)能公式，例如：它并不能解決汽機(jī)調(diào)門低開(kāi)度下的節(jié)流損失。

3火電廠集控運(yùn)行節(jié)能降耗的具體技術(shù)措施

3.1火電廠集控運(yùn)技術(shù)的智能化

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，火電廠集中控制已進(jìn)入智能化時(shí)代。將模型分析方法應(yīng)用于火電廠的日常管理中，具體模型的分析可以進(jìn)一步提高集中控制的智能化水平。此外，基于相應(yīng)軟件環(huán)境，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和模擬操作，大大減輕了工作人員的工作量?；痣姀S集中控制運(yùn)行的智能化、自動(dòng)化程度不斷加深，進(jìn)而發(fā)揮集中控制優(yōu)勢(shì)，解決實(shí)際運(yùn)行中遇到的問(wèn)題，為火電廠集中控制節(jié)能降耗技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2降低鍋爐排煙熱損失

在鍋爐中，煙氣排放造成的熱量損失往往占據(jù)鍋爐熱量損失的最大比例。而目前行之有效的手段則是合理調(diào)整磨煤機(jī)的旋轉(zhuǎn)分離器速率以及磨煤機(jī)出口溫度，使得磨煤機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，出口風(fēng)煤比最優(yōu)（一般應(yīng)盡可能的?。⒆钚』龇酃艿娘L(fēng)道阻力。與此同時(shí)，燃煤鍋爐必須定期檢查鍋爐主體包括空預(yù)器的各部人孔門，確保其關(guān)閉以減少漏風(fēng)。而日常運(yùn)行中鍋爐的燃燒情況進(jìn)行合理的調(diào)整則應(yīng)主要針對(duì)氧量設(shè)計(jì)值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，一般采取高負(fù)荷按氧量曲線低限、低負(fù)荷按高限控制的方法。

3.3加強(qiáng)對(duì)鍋爐燃燒的調(diào)整

（1）為了調(diào)節(jié)鍋爐的燃燒，首先必須合理地調(diào)節(jié)過(guò)量空氣系數(shù)，通過(guò)灰渣含碳量和氧量分析可以一窺鍋爐燃燒工況，如果鍋爐燃燒不完全，則必須調(diào)節(jié)過(guò)量空氣系數(shù)。如果燃料的熱量不能有效地釋放，燃料的不完全燃燒不僅造成燃料的過(guò)度浪費(fèi)，產(chǎn)生的硫化物與氮化物也是需要重點(diǎn)控制的煙氣排放物。在鍋爐運(yùn)行期間，燃料必須進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，以最大限度地減少不完全燃燒損失，并合理地控制超出的空氣系數(shù)。過(guò)量空氣系數(shù)太高，會(huì)影響傳熱質(zhì)量，如果過(guò)量空氣系數(shù)低，在燃料的完全燃燒上，控制合理范圍內(nèi)的過(guò)量空氣系數(shù)，既能保證燃料的完全燃燒，又能最大限度地減少熱量損失。

（2）在燃料的選擇方面，可以選擇燃煤摻燒，這不僅可以降低燃燒成本，選用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)煤還可以大幅度降低運(yùn)輸成本。關(guān)于混合添加形式可以選擇性地添加低濕度煤種，成本控制的同時(shí)還有利于磨煤機(jī)風(fēng)量控制。因此，我們必須確保煤炭的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，確保穩(wěn)定的熱值分布，并確保煤炭的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.4構(gòu)建集散系統(tǒng)控制技術(shù)

在火電廠中央控制系統(tǒng)的建設(shè)中，有集中控制技術(shù)、分布式技術(shù)、管理技術(shù)等多種技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能和降低火力發(fā)電廠集中控制系統(tǒng)的消耗，有必要合理利用技術(shù)。在DCS控制技術(shù)之中還包括通信集成控制和分級(jí)控制，這些模式的復(fù)雜性非常高，因此需要對(duì)每一個(gè)具體的控制過(guò)程進(jìn)行修改并分解成若干部分，建立節(jié)能優(yōu)化系統(tǒng)，保證火電廠機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的參數(shù)能更接近設(shè)計(jì)值，從而大大降低能耗。此外，還可以建立閥門內(nèi)部泄漏臺(tái)賬和定期檢查，另外還可以很好地適應(yīng)運(yùn)營(yíng)期排水，減少?gòu)U水資源，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，做好除氧器補(bǔ)放水和換水過(guò)程中的節(jié)能管理，可以降低凝結(jié)水泵的輔助電耗。合理選用送引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)，方便磨煤機(jī)運(yùn)行的同時(shí)，顯著降低整個(gè)電廠的電耗。與此同時(shí)，我們還要更加重視整體離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究，確?？刂萍夹g(shù)能正常運(yùn)行，確保整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

4結(jié)束語(yǔ)

鑒于上述情況，作為目前主要的電力供應(yīng)形式的發(fā)電廠，對(duì)于整個(gè)社會(huì)穩(wěn)定地使用電力具有重要意義。要實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減少能源消耗的目標(biāo)，就必須制定針對(duì)具體情況的節(jié)能措施，并全面管理節(jié)能系統(tǒng)。應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)收集控制系統(tǒng)的研究，并在技術(shù)一級(jí)加強(qiáng)節(jié)能研究，進(jìn)一步使整體的發(fā)展得到極大提升，促使整體資源的有效利用。

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