火电厂集控运行节能降耗技术措施研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 08 日 作者简介：张浩（1991），男，汉族，内蒙古赤峰人，本科，助理工程师，国家能源集团湖南岳阳发电有限公司，研究方向为电厂节能减排。-111-火电厂集控运行节能降耗技术措施研究 张 浩 国家能源集团湖南公司岳阳发电有限公司，湖南 岳阳 414000 摘要：摘要：火电厂是利用可燃物作为燃料生产电能的电厂。随着工业化发展和社会经济水平的提升，火电厂在社会生活中的作用也格外显著，是社会供电的重要来源。火力发电仍是现代社会电力发展的主力军，而在绿色发展理念下，火电厂集控运行中的能源过度损耗问题和资源浪费问题必须予以重视。针对火电厂集控运行中在过热汽温系统、再热汽温系统以及主汽压力系统中所存在的问题，本文从集散控制技术、降低用电率、改良锅炉燃烧方式等角度详细探讨了实现节能降耗的技术措施，以供参考。关键词：关键词：火电厂；集控运行；节能降耗；技术措施 中图分类号：中图分类号：TM621 0 引言 谈起火力发电厂，便说机炉电相分离的母管制条件下，曾赫然以单元制机组，以集中的管理方式存在。却更倾向于这一合一的集控运行，通过集散控制系统，实时监控锅炉、汽轮机、电气系统，减少机器之间的分离，于此，火电厂之运行无疑效率得以提升，安全性也更为坚固，从而保证电力供应的稳定充足。然不可忽视的便是燃烧不充分，能源转换过程中的损耗等问题，落于我们火电厂的节能降耗大计，是足为根本的问题。或许我们应在集控运行中采用科学之措施，推动火电厂迈向可持续发展的道路。1 火电厂集控运行实现节能降耗的重要意义 1.1 有利于提高能源利用效率 在火电厂的集控运行下，通过采取措施实现节能降耗，燃烧效率将提升，热能回收利用程度将提高，电力损耗会明显减少，这进而有利于提高火电厂对能源的利用效率。火电厂对煤炭、燃油、水以及电力等资源的运用效率将取得显著提升，各项资源的利用率将明显提高，由此可以减少火电厂的运营成本、降低燃料消耗，并减少火电厂对各项资源的浪费，火电厂的经济效益将因此上升，为火电厂的可持续发展创造有利的经济条件。1.2 有利于推动电厂技术进步 在节能降耗目标的导引下，火电厂在集控运行中能更有目的性和方向性地开发新技术，在集散控制系统、电力系统、锅炉设备以及冷却系统等领域探索有利于节能降耗的智能化技术、物理技术或化学技术，以推动电厂技术的进步。在新技术和技术共享的条件下，不仅有利于提升火电厂的生产效率和发电效率，还有助于推动产业升级和行业进步，提升火力发电产业的生产力，从根本意义上促进火电厂的高质量发展，提升火电厂的运行水平1。1.3 有利于产生积极社会影响 火电厂在集控运行中如果能落实好节能降耗措施，将有利于产生一系列积极社会影响。首先，火电厂节能降耗能减少环境污染，包括硫化物、粉尘污染、二氧化碳、粉尘污染、废水污染和废渣污染等，这将对火电厂周边的生态环境起到一定的保护作用，并对酸雨和全球变暖起到一定阻力作用。其次，火电厂节能降耗能够在社会上宣扬节约、绿色和环保的生产理念，对电厂、化工厂以及其他工厂都能起到带头作用，促进整体社会的绿色发展和可持续发展。2 火电厂集控运行影响节能降耗的主要因素 2.1 过热汽温系统的控制问题 火电厂的集控运动中，那过热蒸汽的调节很麻烦。不好处理，就浪费力气，违反了咱们要节俭、降低损耗的原则。调节过热蒸汽的方法，有些是不按常理出牌的，有时候又变了样儿，还有就是特别硬朗，前后推不动，还有一些根本就不确定。这使得咱们掌控这个任务特别困难，不好权衡轻重，也容易导致浪费一中国科技期刊数据库 工业 A-112-些热量或者电。再就是，如果选错了控制的方法，或者调节的不当，也可能会造成损耗。那些管事的，有时候对这烧炉子的性格，或者是火力的大小，运行的状态估计错了，也行使浪费力气。总的来说，过热蒸汽的控制系统就是不够硬朗，影响了咱们节俭，减少损耗。2.2 再热汽温系统的控制问题 火电厂集控运行中再热汽温系统的控制问题也会带来资源浪费、能源损耗的问题。首先，如果再热汽温控制系统与燃烧控制、给水控制等系统之间没有实现集成和协调，就难以使热效率达到较高标准，从而会导致热量的损耗。其次，再热汽温控制系统的实时监测和故障诊断如果没有落实到位，可能会导致工作人员无法及时发现设备问题或操作问题，进而导致能源的过度损耗，这同样不利于节能降耗。此外，再热汽温系统受燃料量变化、减温水控制等的影响也会导致能源损耗问题，不符合节约资源的理念。2.3 主汽压力系统的控制问题 在火电厂的集控运行中，主汽压力系统的控制问题是影响节能降耗效果的重要原因。对主汽压力系统的控制策略会对火电厂集控运行中的能源消耗和资源有效利用率产生影响，如果不能合理选择和运用 PID控制、串级控制或模糊控制等方式，而是盲目按照主汽压力计算公式去管控主汽压力系统，就容易导致火电厂的电能、热能和其他能源发生不必要的损耗3。此外，引风量、送风量、给水量等外部因素也会对主汽压力系统的控制效率造成干扰，影响节能降耗。3 火电厂集控运行节能降耗的具体技术措施 3.1 全面改良锅炉燃烧方式 在火电厂的集控运行中，如果锅炉燃烧不充分，将导致热效率下降、增加燃料消耗、降低发电量等，且不完全燃烧的废气中会含有大量的硫化物和氮化物等有害物质，不利于实现节能降耗。为此，火电厂应当对锅炉燃烧方式进行全面改良。首先，火电厂要合理调节过量空气系数。过量空气系数是影响锅炉效率和降低能耗的重要因素，其具体是指锅炉实际供给的空气量与理论上完全燃烧所需空气量之间的比率4。为了调节过量空气系数，火电厂可以调节燃烧器的开度和喷嘴角度，控制燃料和空气的混合比例，利用逆风系统控制调节送风风量，调整风扇的速度或利用变频器控制风量，此外也可以运用燃烧优化算法或氧量分析仪等方法实现对过量空气系数的控制。其次，火电厂要选择合适的燃料，综合考虑火电厂所在地区的煤炭资源情况、煤炭价格、煤炭的热值和含硫量等因素，此外也可以考虑生物质能和垃圾废料，确保燃料的环保性、经济性和可用性强，且燃烧特性要与锅炉的设计结构相契合5。此外，火电厂还应定期维护锅炉，对锅炉的结垢和污染物进行定期清除，并监测锅炉的运行状态，以增强节能降耗的效果。3.2 竭力降低锅炉排烟热损失 火电厂，追求新科技不断前行，物联网，大数据，人工智能，齐齐来吧！掐指一算，运行数据奥秘尽在掌握之中，这就是集散控制技术带来的节能潜力以及策略。另有些琐碎事，阀门泄漏，除氧器补放水换水，引风机一次风机的配合，都要解决。集散控制技术分级控制明明白白，集成控制一举多得。这就提高了管理的效率、让管理更加有效、合理、科学。看清了火电厂的运行，就控制的更有次序，进而降低了能耗，节约能源，减少了排放。其次，由于受热面的结焦和积灰会降低传热效率，为此火电厂需要对锅炉的受热面进行定期清洁，利用吹灰或清洗等操作提高锅炉的传热效率，降低排烟温度6。火电厂可以组建专门的清洁小组，以轮班制每日对锅炉进行清洁，根据机组负荷的不同采用相应的吹灰方式，例如当机组负荷低于210MW 时可以采取四组循环吹灰模式。再次，火电厂可以利用烟气余热回收装置和省煤器对锅炉燃烧后烟气中的热量进行回收处理，降低热损失。此外，火电厂还可以在磨煤机集控运行阶段对风流量信号的参数进行调整，确保磨煤机所产出的煤粉量与一次风量相对应，减少风量变送器之间在风量上的偏差，进而有效减少锅炉排烟热损失，提升火电厂集控运行中的节能降耗效率。3.3 科学运用集散控制技术 在集控运行模式下，火电厂可以通过对集散控制技术的合理运用降低火力发电中的能源损耗，实现节能减排。集散控制技术即为利用计算机将多个信号综合起来加以利用的技术，是火电厂实现集控运行的重要技术手段。为促进节能降耗，火电厂可以安装分散控制系统（DCS）对火电厂的锅炉、汽轮机和电气系统中国科技期刊数据库 工业 A-113-等设备实行自动化控制，减少人工操作的失误，提高火电厂设备运行的稳定性，减少非必要的能源损耗7。同时，火电厂可以利用模型预测控制技术和控制算法对火电厂的集控运行过程实行合理管控，对汽轮机的使用参数、冷却塔的运行状态以及燃料的燃烧过程实行精准控制与科学调节。火电厂的能耗损失，大部分源于锅炉的排烟热损失。要降低这种损失，便要优化火电厂的作业。锅炉炉膛的漏风，关系到排烟温度，越漏风，排烟温度越高，造成的损失越大。并非仅是炉膛，炉底漏风、烟道漏风以及制粉系统漏风，也都成为问题的一部分。所以，要减少热损失，火电厂就该科学管理锅炉的漏风问题，封好炉底，采用双重水封湿式的排渣处理，观火孔也该严加看管，炉底、炉膛和风道的每一个部位都不能忽视。3.4 合理降低火电厂用电率 为了节约能源、降低消耗，火电厂在集控运行中需要控制用电行为，在合理范围内降低用电率。首先，火电厂要对汽轮机进行调节优化，对汽轮机的压力、温度和流量进行合理调控，对锅炉的风量、喷油量和燃烧温度等进行调控，或者使用模糊控制和神经网络等技术优化锅炉燃烧过程，在集控运行系统下这将有效降低用电率。其次，火电厂要对电气系统实行有效控制，利用变频调速技术对电气系统中的机电设备进行改良，加强对变压器、电缆和电动机的优化设计与运行管理，降低其能源损耗和用电率8。企业应调整自然通风塔冷却器的参数，精心优化每一步操作，使电率控制严精细。火电厂，更应狠抓厂用电系统优化，利用无功补偿与谐波治理技术，提升电能使用效率，深思熟虑火电厂供电的方式，明智选型用电设备，精准升级照明系统，坚持标准化与自动化，体现到对照明设备的集运管理上。如此，可彻底把握用电率，降低火电厂集控运行的能源消耗，以达节能降耗的目的，使火电厂能耗的份额微减。3.5 全面完善各项节能措施 首先，火电厂需要做好节水措施。具体而言，火电厂可以选用定排管式冷却器，改善中冷器的使用效果，使气体在管道内的平均流速接近理想状态，减少水资源的损耗。火电厂还可以加强对废水和污水的利用，例如将污水处理厂中的水用专业设备进行澄清处理，将其依次转运至清水箱和升压泵，利用除二氧化碳器和除盐水箱进行处理，最后为锅炉补水，从而节省水资源。火电厂，这个大家庭，得做合适的事，得有勤俭持家的原则。人说油贵如金，我们当然要珍视如生命。怎么珍视呢？油枪出口面积，咱得缩小，不让一滴油白白漏失。等离子点火系统，好东西得多利用。还有，火电厂老开老关，累了吧唧的，节油更别说。智能化控制系统，那玩意儿，用心了会让燃油量得其所用。注意点，凝结水过冷和真空系统泄漏也得防着。再有，火电厂还得考虑怎么样才能节省煤。燃料的化学燃烧热损耗，咱要降低；锅炉的空气系数，咱要控制好。低水分含量的煤种，值得咱们去尝试；烟气脱硫、脱销技术，那更得用的地方多。高效燃烧器？那可是好东西，都别浪费了。最后，火电厂需要做好节电措施，用变频模式取代恒定频率模式，采用智能电网技术对电力系统进行实时监控，安装电容器、调压器等补偿装置，采用闭式循环冷却系统和空冷式冷却塔，利用定压运行使锅炉主蒸汽温度和再热蒸汽温度维持应有程度等，继而实现节能降耗。4 结束语 综上所述，在火电厂的运行过程中，集控运行相较于母管制是更妥善的方式，是提升火电厂发电效率和运行稳定性的有效举措。在火电厂的集控运行中，存在排烟热损失、燃烧不充分以及有害气体的排放等节能降耗问题。对此，火电厂要全面改良锅炉燃烧方式，竭力降低锅炉排烟热损失，科学运用集散系统控制技术，合理降低火电厂用电率，全面完善节水、节电、节油、节煤等各项节能措施，从而降低火电厂集控运行中的能源消耗，节约能源，贯彻“点点滴滴降成本，分分秒秒增效益”的节能意识，稳定提升火电厂的节能效益和经济收益。参考文献 1焦灵燕,吉威宁.小型火电厂热机系统相关电气设计的节能措施探析J.电气技术与经济,2021(05):28-30.2田斌.火力发电厂电气节能降耗的问题与技术措施分析J.中国新通信,2021,23(19):149-150.3胡正.探析火电厂中发电机组集控运行技术的改善措施J.技术与市场,2021,28(04):89-90.中国科技期刊数据库 工业 A-114-4宫健.探讨火电厂能源耗用指标的管控策略及考核系统的构建J.新型工业化,2022,12(08):34-37.5梁振.热工仪表及自动控制对火电设备机组节能降耗的影响分析J.中国石油和化工标准与质量,2022,42(10):26-27.6 魏 泽 华,刘 欢,孙 逊,等.火 电 厂 烟 气 脱 硫 脱 硝 技 术 应 用 与 节 能 环 保 策 略 研 究 J.电 站 系 统 工程,2023,39(02):63-64.7 李 明 凤.基 于 火 电 厂 烟 气 脱 硫 脱 硝 技 术 的 应 用 与 节 能 环 保 研 究 J.皮 革 制 作 与 环 保 科技,2022,3(24):102-104.8段发银,王振涛,卢晓晨,等.基于电机动态投入的火电厂翻车机系统节能控制方案J.山东电力技术,2022,49(09):77-82.