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

邵岐 內(nèi)蒙古蒙東能源有限公司鄂溫克電廠

工業(yè)革命帶來全球經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新臺(tái)階，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)也嚴(yán)重的影響到了生態(tài)環(huán)境，溫室效應(yīng)日益加重。隨著可持續(xù)化發(fā)展理念深入人心，人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)日益關(guān)注，世界越來越多的國家開始踐行低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。我國作為能源消耗大國，如何做到節(jié)能減排是當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。在相關(guān)政策出臺(tái)下，對(duì)于火力發(fā)電企業(yè)供電煤耗標(biāo)準(zhǔn)有著嚴(yán)格的規(guī)定，進(jìn)一步推動(dòng)了火電場企業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的不斷創(chuàng)新。

一、現(xiàn)階段火電廠節(jié)能減排主要措施

近幾年來，全球氣溫變暖，溫室效應(yīng)日益加重，此項(xiàng)問題引起了世界各國的高度關(guān)注。因此，在現(xiàn)階段全球發(fā)展過程中有效的控制溫室氣體，減少有害氣體的排放量是未來發(fā)展的重要目標(biāo)。根據(jù)國內(nèi)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查，我國環(huán)境污染嚴(yán)重且能源消耗位居世界前沿，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，就必須得到社會(huì)各行各業(yè)的鼎力支持，在相互配合努力下，以此促進(jìn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)固發(fā)展。針對(duì)我國各大能源消耗單位，國家開始相繼頒布了有關(guān)的政策，明確規(guī)定火力發(fā)電廠供電消耗標(biāo)準(zhǔn)及二氧化硫排放量的標(biāo)準(zhǔn)，火電廠以此根據(jù)國家制定能源政策及環(huán)保要求，優(yōu)化企業(yè)管理實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排工作?，F(xiàn)階段火電廠節(jié)能減排的主要方式便是優(yōu)化火電機(jī)組，在汽輪機(jī)組上運(yùn)用SIS 系統(tǒng)建模，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及免疫算法、禁忌搜索算法等各項(xiàng)人工智能技術(shù)，以此確保在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，以此充分的體現(xiàn)出SIS 系統(tǒng)的優(yōu)勢作用。有效分析能源損耗，具備機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化分配功能，以此優(yōu)化火電機(jī)組節(jié)能。目前，由于SIS 系統(tǒng)功能在一些應(yīng)用方面受阻，在一些發(fā)電機(jī)及鍋爐等應(yīng)用設(shè)備中并沒有得到普及應(yīng)用。

二、火電廠鍋爐運(yùn)行過程中存在的問題

（一）鍋爐燃煤效率不穩(wěn)定

對(duì)我國大多數(shù)火電廠燃煤現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查分析，多數(shù)火電廠在工業(yè)鍋爐使用材料中，多以煤炭作為重要資源，多數(shù)火電廠在燃燒上多以“層燃燃燒”方式進(jìn)行。所以在這種情況下，煤的質(zhì)量及顆粒大小對(duì)于鍋爐燃燒效率有著重要的影響。此外，在鍋爐機(jī)組上運(yùn)用到的燃煤，大多屬于未經(jīng)過加工的原煤，這些原煤并未在前期工作上進(jìn)行等級(jí)劃分，在出煤時(shí)直接混合發(fā)給電廠。對(duì)這種煤料進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量不夠穩(wěn)定，并且在實(shí)際燃燒作用和產(chǎn)生的熱能與火電廠鍋爐的設(shè)定熱值具有一定的差距。因此，在這種情況下，對(duì)于鍋爐的燃燒效率產(chǎn)生了極大的抑制作用。在現(xiàn)實(shí)供應(yīng)關(guān)系下，造成多數(shù)火電廠鍋爐機(jī)組燃燒質(zhì)量嚴(yán)重下滑，從而導(dǎo)致在輸出電能的方面進(jìn)一步收縮。同時(shí)由于在燃燒過程中產(chǎn)生了大量的污染廢氣，這對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影。長此以往，這將對(duì)火電廠未來的發(fā)展極為不利。

（二）劣質(zhì)煤炭使得鍋爐機(jī)組耗能加大

鍋爐機(jī)組是火電廠內(nèi)耗能最大的設(shè)備，使用煤炭燃燒發(fā)電工作時(shí)，若是使用不達(dá)標(biāo)的煤炭，將會(huì)嚴(yán)重降低整個(gè)技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用效率。同時(shí)，在燃燒過程中將會(huì)產(chǎn)生煤質(zhì)灰粉及大量的危害機(jī)組對(duì)人的身體安全產(chǎn)生了極大的危害，在煤質(zhì)灰粉的作用下，造成制粉系統(tǒng)動(dòng)力減弱，彼此造成鍋爐粉難以與粉線位相匹配，最終造成給粉自留、下粉不勻等問題。若是情節(jié)嚴(yán)重者，將會(huì)造成鍋爐完全熄滅，針對(duì)這種問題，若是采用油解決，將會(huì)產(chǎn)生鍋爐結(jié)焦等新問題。這樣不但將會(huì)造成更嚴(yán)重的能源浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)整個(gè)鍋爐機(jī)組的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

（三）鍋爐管理者的專業(yè)技能及素養(yǎng)有待提高

針對(duì)當(dāng)前火電廠實(shí)際燃燒工作現(xiàn)狀來看，工作管理者素質(zhì)較差，并且在節(jié)能設(shè)備及技術(shù)上也較為落后，使用火電廠鍋爐的單位未配備專業(yè)的技術(shù)人員，難以有效的對(duì)工業(yè)鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行有效的控制。多數(shù)鍋爐操作管理者在知識(shí)理念上較為落后，管理理念與現(xiàn)實(shí)情況嚴(yán)重脫節(jié)。此外，單位缺乏完善的考核獎(jiǎng)懲機(jī)制，未明確管理制度，同時(shí)，管理者在思想上對(duì)于鍋爐管理節(jié)能戰(zhàn)略要求意識(shí)淡漠，這將進(jìn)一步造成鍋爐運(yùn)行效率急劇降低，因此在這種情況下，管理者要加強(qiáng)對(duì)鍋爐節(jié)能工作的重視，加強(qiáng)自身的工作素養(yǎng)及能力。

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

（一）優(yōu)化火力發(fā)電的主要設(shè)備

根據(jù)現(xiàn)實(shí)要求，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效調(diào)整，從而達(dá)到最佳運(yùn)行效率，這是現(xiàn)階段對(duì)于機(jī)組能源消耗的有效降低措施。對(duì)鍋爐燃燒進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)措施中，容易受到混煤摻配比例影響，而鍋爐出口蒸汽壓力則明顯受到了汽輪機(jī)組滑壓運(yùn)行效率的影響。如何在當(dāng)前新型經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)下，將這幾個(gè)方面實(shí)行科學(xué)管理，優(yōu)化各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)火電廠節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略的重要工作。對(duì)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行深入研究，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行機(jī)組優(yōu)化。

（二）鍋爐選擇與燃煤管理

燃煤管理作為火力發(fā)電的核心基礎(chǔ)，根據(jù)當(dāng)前情況來看，火力發(fā)電發(fā)展運(yùn)行速度加快，煤種的合理選擇，直接影響到鍋爐設(shè)計(jì)。以往的單一煤礦無法與當(dāng)前發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)相一致，在實(shí)際工作中，若是選用多個(gè)煤種，這在一定程度上會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)容量急劇擴(kuò)大，采用無煙煤便可持續(xù)保持設(shè)備的低負(fù)荷運(yùn)行。以目前的火電廠發(fā)電運(yùn)行狀況來看，采用精確皮帶秤便可準(zhǔn)確的對(duì)煤流量進(jìn)行準(zhǔn)確控制，有效管理，從而實(shí)時(shí)計(jì)量管理分爐煤量。為有效降低煤燃消耗量，采用科學(xué)的煤輸系統(tǒng)，以此提高鍋爐燃燒率是當(dāng)前重要的舉措之一。其次，在燃煤的選擇方面，要與鍋爐相匹配。由于在現(xiàn)實(shí)情況下，燃料所用成本占比較高，且大多數(shù)電廠所選用的燃煤品質(zhì)量較低，在這種情況下，采用具備熱重法的相關(guān)儀器便可對(duì)煤燃料的特性進(jìn)行有效的分析，通過采用科學(xué)的混煤以此取代低劣煤種的燃燒特性，從而保持鍋爐的正常運(yùn)行。因此火電廠在現(xiàn)階段的發(fā)展過程中，要建立起煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫，以此保證混煤摻配技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施。通過混煤摻配技術(shù)則有效的提高了燃煤效率，以此充分的發(fā)揮出燃煤的作用。這樣便可通過降低煤燃消耗，又能夠有效降低生產(chǎn)成本。

（三）優(yōu)化鍋爐燃燒

在現(xiàn)階段，若是燃煤能夠在鍋爐中得到充分的燃燒，這樣便可以將其的最大功用發(fā)揮到極致。若是僅僅通過穩(wěn)煤參配以此提升煤炭燃燒效率，難以達(dá)到現(xiàn)實(shí)要求下的燃燒條件。因此，在這種情況下，采用鍋爐燃燒是其重要的工作環(huán)節(jié)。優(yōu)化鍋爐燃燒的基礎(chǔ)措施中要合理的結(jié)合混煤參配特征，從而進(jìn)行風(fēng)粉配比，這樣便可促使燃煤達(dá)到完全燃燒。因此，在這種情況下，需要對(duì)鍋爐燃燒進(jìn)行徹底的優(yōu)化。在研究工作上，主要采用優(yōu)化技術(shù)燃煤調(diào)整實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化燃煤理論建模檢測技術(shù)，優(yōu)化以往人工智能對(duì)鍋爐燃燒等技術(shù)，這些技術(shù)在實(shí)際工作中各有優(yōu)劣。所以還應(yīng)該需要對(duì)相關(guān)的燃燒技術(shù)進(jìn)行深入了解分析，根據(jù)火電廠實(shí)際發(fā)展情況，采用合適的燃燒技術(shù)。其次，針對(duì)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)，因其較為復(fù)雜，并且各個(gè)環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)，因此，為有效提高鍋爐燃燒實(shí)際效果，就需要建立合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以此改善被控對(duì)象的特性。同時(shí)，加大對(duì)控制器性能優(yōu)化，采用多種方法，便可有效提高燃煤控制系統(tǒng)，也是在現(xiàn)實(shí)情況下，對(duì)于鍋爐燃燒進(jìn)行優(yōu)化的重要對(duì)策。

（四）機(jī)組節(jié)能優(yōu)化

對(duì)于整個(gè)火力發(fā)電工作來說，優(yōu)化基礎(chǔ)節(jié)能運(yùn)行是保證發(fā)電工作效率及效果得到有效提升的重要基礎(chǔ)，并且對(duì)于各個(gè)環(huán)節(jié)下開展節(jié)能優(yōu)化工作有著重要的作用。為有效實(shí)現(xiàn)這一工作目的，便要采用人工智能技術(shù)，以此優(yōu)化基礎(chǔ)運(yùn)行。根據(jù)當(dāng)前多種工作方式來看，其中的免疫禁忌算法是現(xiàn)階段最為普及的人工智能技術(shù)。在實(shí)踐應(yīng)用工作上，應(yīng)與SIS 平臺(tái)數(shù)據(jù)處理功能緊密結(jié)合，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建機(jī)組發(fā)電模型與免疫經(jīng)濟(jì)技術(shù)，從而在全局上對(duì)機(jī)組進(jìn)行徹底優(yōu)化，從而達(dá)到節(jié)能機(jī)組的工作任務(wù)。

四、智能控制技術(shù)在發(fā)電廠節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展下，智能控制技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)。因此，根據(jù)當(dāng)前可持續(xù)化發(fā)展戰(zhàn)略要求，也應(yīng)該將智能控制技術(shù)運(yùn)用到鍋爐燃燒優(yōu)化工作上。首先需要對(duì)智能控制技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行探究，以此充分的發(fā)揮出其工作價(jià)值，在實(shí)踐探究中發(fā)現(xiàn)智能控制技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（一）模糊控制系統(tǒng)

此項(xiàng)技術(shù)便是利用模糊控制器對(duì)非線性的方程進(jìn)行近似精度函數(shù)逼近。應(yīng)用于鍋爐智能控制系統(tǒng)中，使用模糊控制技術(shù)便可有效的針對(duì)小型鍋爐在實(shí)際燃燒過程中出現(xiàn)的滯后、慣性的問題徹底解決。并且以其特有功能，能夠提高鍋爐燃燒的自動(dòng)控制質(zhì)量，以此形成更加精確的數(shù)據(jù)模型，通過緊密結(jié)合常規(guī)控制技能，以此形成一種更加科學(xué)合理的鍋爐燃燒管理方案。

（二）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

此項(xiàng)技術(shù)在通常情況下作用于信息處理及控制方面，針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深層次分析，發(fā)現(xiàn)其具有分層的特性，并且在相互的神經(jīng)元之間可以進(jìn)行輸入及輸出上的連接。然而，對(duì)于不同層次的神經(jīng)元便無法進(jìn)行有效的連接。這樣我們便可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)因此形成一個(gè)發(fā)電廠燃燒系統(tǒng)模型，在有效數(shù)據(jù)驗(yàn)證下，確保模型的精確度，然后根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制技術(shù)減少有害氣體的排放量，這樣便可通過事前的簡單預(yù)測，對(duì)于燃燒后的污染物對(duì)環(huán)境及實(shí)際經(jīng)濟(jì)造成的影響進(jìn)行預(yù)測，這樣便可達(dá)到節(jié)能減排的目的。

五、結(jié)束語

以上對(duì)基于主設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行的發(fā)電廠節(jié)能有關(guān)措施進(jìn)行了簡要分析，以便在新時(shí)期的發(fā)展要求下，有效的改進(jìn)工作各項(xiàng)環(huán)節(jié)，優(yōu)化管理結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展為目標(biāo)，持續(xù)優(yōu)化管理理念，以此有效提高發(fā)電廠的工作效率及質(zhì)量。