鄒禮中

摘要：在火電廠的裝機(jī)容量和機(jī)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(jīng)濟(jì)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(jìn)行節(jié)能優(yōu)化。本文在分析對其進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的重要性和必要性的基礎(chǔ)上，對節(jié)能優(yōu)化的思路進(jìn)行分析，并提出了具體了節(jié)能優(yōu)化策略。

關(guān)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(yùn)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?xì)怏w，嚴(yán)重污染我國的環(huán)境，而二氧化碳也是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的主要根源。因此，為了保護(hù)全球環(huán)境，我國提出了經(jīng)濟(jì)升級與轉(zhuǎn)型，不斷調(diào)整自身的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展可持續(xù)化低碳經(jīng)濟(jì)。

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(guān)政策并督促相關(guān)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(nèi)部能耗高且污染物排放量大的熱動系統(tǒng)來說，進(jìn)行針對性的節(jié)能減排優(yōu)化成為目前火電廠進(jìn)行節(jié)能減排優(yōu)化的重要內(nèi)容和環(huán)節(jié)。針對火電廠熱動系統(tǒng)的運(yùn)行原理進(jìn)行相關(guān)的節(jié)能減排優(yōu)化分析與設(shè)計，制定多種節(jié)能方案來提高節(jié)能效果，不僅響應(yīng)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(kuò)大和機(jī)組參數(shù)的增加，不斷有新設(shè)備和新技術(shù)應(yīng)用于火電廠中來提高生產(chǎn)效率、增加電能供應(yīng)量，要按照國家相關(guān)的節(jié)能減排要求作為目標(biāo)，結(jié)合目前先進(jìn)的節(jié)能減排優(yōu)化技術(shù)，以火電廠中的熱動系統(tǒng)為主要優(yōu)化對象，對其運(yùn)行方式進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的支持下提升火電廠的經(jīng)濟(jì)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(jìn)的技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用以及對先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備進(jìn)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(yùn)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(yùn)行消耗的跟蹤，在實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對此系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)來實現(xiàn)運(yùn)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?；鹆Πl(fā)電廠發(fā)電過程中，鍋爐設(shè)備是發(fā)電廠最消耗能量的部分。在鍋爐設(shè)備進(jìn)行煤炭燃燒的過程中，常常存在能量損失情況，這與鍋爐設(shè)備中漏風(fēng)、漏粉等有著直接關(guān)系。造成鍋爐設(shè)備泄露的原因主要有以下幾個方面。第一，鍋爐設(shè)備中應(yīng)該進(jìn)行徹底燃燒的氣體與固體沒有進(jìn)行充分燃燒。第二，鍋爐設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生了熱損失。第三，在對鍋爐設(shè)備進(jìn)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(shè)備能量損失的主要因素。在鍋爐設(shè)備運(yùn)行過程中，只有保障鍋爐的內(nèi)部能夠進(jìn)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(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 汽輪機(jī)組方面

（1）注意設(shè)備的檢查和更新。在蒸汽汽輪機(jī)組運(yùn)行的過程中，由于設(shè)備老化和設(shè)備不夠更新，對整個汽輪機(jī)組的工作效率造成影響。因此，對于氣能技術(shù)的工作而言，應(yīng)當(dāng)對其設(shè)備進(jìn)行及時的更新和排查。在汽輪機(jī)組出現(xiàn)問題的時候，一般是汽輪機(jī)組運(yùn)行過熱，工作過程中的能量轉(zhuǎn)化率不高，以及汽輪機(jī)組運(yùn)行的不穩(wěn)定等這些原因。當(dāng)出現(xiàn)汽輪機(jī)組運(yùn)行過熱的時候，應(yīng)當(dāng)對冷凝器進(jìn)行排查。如果冷凝器未能正常工作或者通風(fēng)降溫設(shè)備運(yùn)行不暢應(yīng)當(dāng)及時對其進(jìn)行處理[1]。而工作過程中的能量轉(zhuǎn)化率不高，首先應(yīng)當(dāng)對汽輪機(jī)組的型號和工作效率進(jìn)行排查。在這個檢修過程中，首先對汽輪機(jī)速的管道壓力進(jìn)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(shè)備是否正常運(yùn)行，再者檢查冷凝器是否正常。對于汽輪機(jī)組，如果出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況，主要情況是看汽輪機(jī)度的配重是否符合。再者就是汽輪機(jī)度的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)頭接頭處出現(xiàn)空隙或者磨損情況，應(yīng)當(dāng)及時對其進(jìn)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(jī)度的工作效率和正常運(yùn)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(yùn)送過來的蒸汽進(jìn)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(qiáng)大的吸力，從而推動蒸汽的高速運(yùn)行。因此，使冷凝器正常工作溫度降低對于提高整個汽輪機(jī)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(yīng)用

相關(guān)研究證明，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對過熱器出口溫度進(jìn)行串級預(yù)測，是常規(guī)串級控制階躍響應(yīng)速度的兩倍，超調(diào)量約為常規(guī)串級控制階躍響應(yīng)的三分之一。許多運(yùn)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(diào)、模糊算法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)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(shè)計進(jìn)行改進(jìn)，能夠有效提升機(jī)組產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，從而提高機(jī)組效率和減少煤耗和控制排放量。因此，在電廠設(shè)計階段，需要具備科學(xué)的設(shè)計觀念，在控制系統(tǒng)中，加入先進(jìn)的算法控制軟件，最大限度地發(fā)揮后續(xù)調(diào)試和運(yùn)行階段的效果。

3.4 單元機(jī)組控制與脫硝、脫硫的融合

在當(dāng)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(jī)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(dá)到操作需求的保護(hù)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(jī)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(fēng)機(jī)，讓鍋爐控制，與脫硫系統(tǒng)煙道控制緊密結(jié)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(guān)鍵。脫硫控制需要鍋爐控制回路，以及保護(hù)邏輯設(shè)計，滲透到煙氣排放溫度控制、吸收塔溫度保護(hù)、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(zhǔn)備階段，進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計的協(xié)調(diào)，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(jié)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(chǎn)生污染物的主要熱動系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，其目的就是對資源進(jìn)行充分利用并減少浪費(fèi)和污染物排放，提高電能生產(chǎn)效率、降低能耗和生產(chǎn)成本來提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益與市場競爭力，促進(jìn)火電廠節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)。

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