郭原慧

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度的不斷加快和人們生活水平的不斷提高，日常生活中所需要的電能也越來(lái)越多。對(duì)于火力發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，鍋爐運(yùn)行過(guò)程中主要依靠各個(gè)部件的相互配合，才能完成高效的火力發(fā)電，鍋爐運(yùn)行效率的高低直接影響到能源的正常利用和發(fā)電效率。文章探討了火力發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的意義，闡述鍋爐運(yùn)行控制系統(tǒng)的節(jié)能對(duì)策，希望為火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行節(jié)能發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;鍋爐能耗;熱力損失

中圖分類號(hào)：TU271 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）04-010-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.005

火力發(fā)電是我國(guó)電力系統(tǒng)生產(chǎn)電能的重要方式，它主要依托燃煤通過(guò)燃煤產(chǎn)生大量熱能轉(zhuǎn)變成電能，為社會(huì)大眾提供源源不斷的電力。在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)中，鍋爐運(yùn)行控制存在一定問(wèn)題，能源利用率不高，且由于火力發(fā)電廠內(nèi)部在發(fā)電過(guò)程中需要消耗大量的不可再生資源，導(dǎo)致對(duì)發(fā)電廠周圍的環(huán)境造成了較大程度的影響。因此，要加強(qiáng)火力發(fā)電企業(yè)內(nèi)部的節(jié)能控制，在保證火力發(fā)電質(zhì)量的同時(shí)，減少鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的能源損耗，這也是當(dāng)前我國(guó)火力發(fā)電相關(guān)企業(yè)需要解決的首要問(wèn)題。

1 火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的重要意義

我國(guó)火力發(fā)電廠在日常工作過(guò)程中，由于鍋爐本身需要消耗大量煤炭資源，通過(guò)燃燒將煤炭資源轉(zhuǎn)換為電力，也是當(dāng)前我國(guó)火力發(fā)電廠內(nèi)部鍋爐的主要工作模式。近年來(lái)，由于各個(gè)行業(yè)大幅度開(kāi)采，我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)存數(shù)量已經(jīng)瀕臨匱乏。煤炭資源屬于不可再生資源，如果火力發(fā)電廠鍋爐仍保持過(guò)去那種運(yùn)行模式，我國(guó)的煤炭資源很快就會(huì)消耗殆盡。因此，要加強(qiáng)火力發(fā)電廠鍋爐的節(jié)能降耗具體措施，優(yōu)化鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)火力發(fā)電廠鍋爐的日常使用效率，進(jìn)一步降低煤炭資源使用量[1]。

火力發(fā)電廠內(nèi)部鍋爐在燃燒煤炭過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體，其中包括二氧化硫、二氧化碳以及大量氮氧化合物。這些有害氣體不僅對(duì)周圍城市居民的日常生活造成較大的影響，危害人們的身體健康而且對(duì)當(dāng)?shù)爻鞘锌諝赓|(zhì)量造成一定程度上的影響。對(duì)于當(dāng)前的鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，一旦煤炭資源沒(méi)有得到充分燃燒，就會(huì)產(chǎn)生較多的二氧化碳，而火力發(fā)電廠內(nèi)部也不具備相應(yīng)的空氣凈化設(shè)施，往往導(dǎo)致燃燒不充分所產(chǎn)生的氣體通過(guò)發(fā)電廠煙囪排放到空氣中[2]。

加強(qiáng)日常鍋爐節(jié)能減排措施是企業(yè)需要落實(shí)的首要問(wèn)題。保證火力發(fā)電廠鍋爐在使用過(guò)程中能夠?qū)⒚禾抠Y源充分燃燒，減少二氧化碳等有害氣體的排放量，并定量控制鍋爐所燃燒的煤炭數(shù)量，降低在發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，進(jìn)一步提高煤炭燃燒效率。

2 火電廠鍋爐基本結(jié)構(gòu)分析

我國(guó)火力發(fā)電廠內(nèi)部鍋爐主要由汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、鍋爐和其他輔助設(shè)備所構(gòu)成。在火力發(fā)電過(guò)程中，通常需要汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)為鍋爐提供動(dòng)力，通過(guò)主機(jī)運(yùn)行的具體情況，決定鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際效率。對(duì)于火力發(fā)電廠內(nèi)部主機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其在鍋爐發(fā)電過(guò)程中占據(jù)重要地位，也是整個(gè)發(fā)電廠的核心能源供給點(diǎn)。煤炭在實(shí)際轉(zhuǎn)化過(guò)程中需要將化學(xué)能通過(guò)燃燒的方式轉(zhuǎn)化為熱能，通過(guò)蒸汽驅(qū)動(dòng)的形式將熱能轉(zhuǎn)化為電能，整個(gè)過(guò)程需要系統(tǒng)進(jìn)行宏觀調(diào)控，進(jìn)一步控制鍋爐運(yùn)行過(guò)程中釋放的能源不會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)。我國(guó)目前很多火力發(fā)電廠使用的鍋爐主要分為下降管、聯(lián)箱、省煤器等部分，其中，下降管與聯(lián)箱起到煤炭資源的輸送工作，而省煤器則起到了煤炭資源的存儲(chǔ)工作。在實(shí)際使用過(guò)程中，需要保證每個(gè)部件相互協(xié)作，進(jìn)一步提升火電廠整體運(yùn)行效率[3]。

3 火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行控制節(jié)能對(duì)策解析

3.1 優(yōu)化鍋爐燃燒調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)

當(dāng)前，火力發(fā)電廠在鍋爐安裝過(guò)程中，應(yīng)選擇自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為火力發(fā)電廠的主要控制手段。傳統(tǒng)企業(yè)主要通過(guò)人工監(jiān)控的模式，對(duì)鍋爐燃燒過(guò)程中的火力大小進(jìn)行控制，而這種控制模式往往存在一定的誤差，由于人工控制過(guò)程中，可能會(huì)導(dǎo)致火力發(fā)電廠內(nèi)部鍋爐出現(xiàn)效率低下。因此，很多企業(yè)內(nèi)部都采用智能控制化調(diào)控系統(tǒng)作為主要管理模式。例如，部分電廠在實(shí)際使用過(guò)程中，由于60萬(wàn)超臨界機(jī)組對(duì)鍋爐加熱過(guò)程中進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，從而有效提高了發(fā)電過(guò)程中的實(shí)際效率。一般增加比例為4%左右，同時(shí)能夠使引風(fēng)機(jī)電工作效率能耗降低450kW左右。對(duì)于空氣排放方面來(lái)說(shuō)，氮氧化物通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以有效降低31.1%的有害物排放比例，在提高鍋爐內(nèi)部熱傳遞交換比例的同時(shí)，能夠增加實(shí)際點(diǎn)火過(guò)程中的燃料損失，這也是當(dāng)前很多企業(yè)內(nèi)部使用鍋爐燃燒自動(dòng)閉環(huán)系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)所在[4]。

對(duì)于節(jié)能效率方面，采用變頻調(diào)速節(jié)能控制之后，可以使鍋爐內(nèi)部風(fēng)機(jī)系統(tǒng)由之前的每小時(shí)400kW轉(zhuǎn)化為每小時(shí)600kW。在能源消耗相同的情況下，效率可以提升33%，一年就可以為整個(gè)電廠企業(yè)節(jié)省約300萬(wàn)kWh。如果實(shí)際作業(yè)過(guò)程中按照電廠平均一度電0.3元計(jì)算，通過(guò)變頻調(diào)速技能控制系統(tǒng)可以提升經(jīng)濟(jì)效益約248萬(wàn)元。

3.2 加強(qiáng)鍋爐燃燒控制智能化

對(duì)于當(dāng)前的火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行來(lái)說(shuō)，要提高整個(gè)電廠內(nèi)部的節(jié)能減排效率，其中最為關(guān)鍵的就是控制過(guò)濾燃燒的具體控制效率，通過(guò)智能化控制系統(tǒng)，控制鍋爐內(nèi)部燃燒效率、污染物產(chǎn)生比例。對(duì)于鍋爐燃燒智能化控制來(lái)說(shuō)，很多電廠企業(yè)主要由DCS進(jìn)行控制管理。DCS是智能化技術(shù)控制的分布式控制系統(tǒng)，其主要組成部分是由微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與管理網(wǎng)絡(luò)所組成的。相較于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，DCS具有較強(qiáng)的時(shí)效性，在安全方面更加牢靠[5]。在企業(yè)發(fā)展過(guò)程中，通過(guò)DCS系統(tǒng)可以有效提高企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于電廠鍋爐燃燒的控制精度，在保障企業(yè)工作效率的同時(shí)進(jìn)一步節(jié)約公司成本。

火力發(fā)電廠內(nèi)部使用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要由管理人員監(jiān)控，通常企業(yè)內(nèi)部需要指派相應(yīng)人員對(duì)鍋爐內(nèi)部燃燒情況、自動(dòng)化系統(tǒng)控制情況進(jìn)行綜合分析判斷。在監(jiān)控過(guò)程中，很多基層技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)調(diào)試，保證鍋爐內(nèi)部能夠與自動(dòng)化控制系統(tǒng)相銜接。對(duì)于整套系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，使用集中控制工作模式進(jìn)行電氣控制，會(huì)影響整個(gè)電氣控制模式的穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)進(jìn)行集中控制時(shí)，將所有功能集中在同一個(gè)處理器中，通過(guò)類似于超頻的方式進(jìn)行資源調(diào)配，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行緩慢，進(jìn)而導(dǎo)致電氣控制系統(tǒng)癱瘓，降低鍋爐內(nèi)部燃燒效率。因此，對(duì)于火力發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，需要提升鍋爐燃燒效率，增加電氣控制的使用電纜數(shù)量，保證運(yùn)行過(guò)程中能夠存在充足的線路進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)，由于集中監(jiān)控使用硬接線，會(huì)增加整個(gè)智能化技術(shù)工程的維修難度[6]。

3.3 加強(qiáng)鍋爐燃燒的可視化技術(shù)

火力發(fā)電廠鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中需要加強(qiáng)內(nèi)部燃燒性能的觀察性能。由于鍋爐內(nèi)部燃燒情況是處于一種動(dòng)態(tài)情況下，往往波動(dòng)速度較快，因此，需要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)于鍋爐的監(jiān)控力度，保障鍋爐在燃燒過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)人工與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的相互協(xié)作，以及對(duì)整個(gè)鍋爐進(jìn)行監(jiān)控。這一過(guò)程需要提升鍋爐燃燒的可視化技術(shù)。通過(guò)相應(yīng)檢測(cè)設(shè)備，監(jiān)控鍋爐內(nèi)部的燃燒程度的。很多企業(yè)所使用的檢測(cè)裝備通常根據(jù)鍋爐內(nèi)部燃燒特性，之后結(jié)合鍋爐內(nèi)部實(shí)際溫度與火焰溫度，評(píng)估鍋爐內(nèi)部的燃燒效率。最重要的是爐膛燃燒效率，該數(shù)據(jù)可以最大限度地提升對(duì)于鍋爐內(nèi)部實(shí)際燃燒程度的數(shù)據(jù)評(píng)估能力。之前在人工記錄階段，通常對(duì)燃燒不充分的煤炭進(jìn)行化學(xué)分析，判斷出鍋爐內(nèi)部爐膛燃燒程度。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如今已經(jīng)可以通過(guò)相關(guān)檢測(cè)裝備判斷爐膛核心區(qū)域的燃燒程度，這是之前傳統(tǒng)檢測(cè)模式無(wú)法做到的。部分企業(yè)也通過(guò)使用鍋爐CT的檢測(cè)方式，使用紅外激光對(duì)爐膛燃燒溫度進(jìn)行調(diào)查評(píng)估，這也是當(dāng)前可視化技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中最為重要的應(yīng)用之一。通過(guò)提高鍋爐燃燒優(yōu)化效率與煤礦燃燒程度判斷，可以降低污染物的排放量，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能減排的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)我國(guó)火力發(fā)電廠的鍋爐運(yùn)行控制來(lái)說(shuō)，要加強(qiáng)鍋爐內(nèi)部煤炭燃燒效率，從而保證電廠日常運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，進(jìn)一步提升企業(yè)實(shí)際效率?；鹆Πl(fā)電廠要完善各項(xiàng)管理機(jī)制，提高運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化管理措施，加強(qiáng)管理能力，同時(shí)不斷提升基層技術(shù)人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)，保證火力發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃敏海.探討火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行控制系統(tǒng)的節(jié)能對(duì)策[J].冶金管理，2020（19）：142-143.

[2] 張野.火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行控制的節(jié)能對(duì)策分析[J].新型工業(yè)化，2020，10（6）：39-40，43.

[3] 崔健.火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行控制系統(tǒng)的節(jié)能對(duì)策解析[J].電子測(cè)試，2020（11）：127-128.

[4] 孫赫炎.火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行控制的節(jié)能對(duì)策[J].通訊世界，2020，27（2）：179-180.

[5] 程寶如.火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行控制的節(jié)能對(duì)策解析[J].中國(guó)新通信，2019，21（24）：224.

[6] 萬(wàn)超.火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行控制的節(jié)能對(duì)策[J].中國(guó)高新科技，2019（24）：100-102.