發電廠鍋爐節能降耗的對策與措施探究

駱健

（貴州粵黔電力有限責任公司 貴州盤縣 553500）

發電廠鍋爐節能降耗的對策與措施探究

駱健

（貴州粵黔電力有限責任公司 貴州盤縣 553500）

鍋爐是火力發電廠生產電能的核心設備，為熱能、機械能、電能轉換提供運行平臺。由于鍋爐運行產生能耗偏大，影響了發電廠運行的經濟效益，堅持節能降耗改造是不可缺少的。結合鍋爐節能改造原理，本文介紹了發電廠鍋爐節能的可行性對策。

發電廠；鍋爐；節能降耗；對策

“鍋爐節能”基本原理是把高新材料技術、燃燒技術和鍋爐綜合技術有機結合在一起，通過一系列物理、化學變化，使燃燒煤達到強化燃燒，充分燃燒，完全燃燒的一種全新的燃燒方式。結合智能鍋爐發展趨勢，利用新技術構建降耗模式，實現了發電廠運行效益的最大化。

1 鍋爐節能降耗原理

智能鍋爐將成為行業的變革趨勢，近年來，以可編程控制器（PLC）為技術中心，可構建更多種不同的智能操控模式，其數字化應用領域更加廣泛。鍋爐節能中添加可編程控制器，在控制柜中加裝可編程序控制器，將壓力給定值和水位給定值根據用戶要求提前寫入可編程序控制器，合理控制各個電機的轉速，達到引風、鼓風、爐排、水泵電機的同步調節，進而達到輸出恒定的氣壓值并節約能源的目的。

2 鍋爐節能降耗主要思路

智能發電廠是行業變革的新方向，利用人機設備構建自動化控制空間，滿足了人對廠內設備控制的操作要求。另一方面，智能技術實現了多樣式操控平臺，從熱能調度、廠內運行、系統控制等多個方面，推動著發電廠控制系統結構改造控制。綜合這些先進的發展趨勢，發電廠要及時調整原有控制方案，促進廠內水能、熱能、電能等之間的自由化調度。

2.1 智能控制

配電系統控制也存在著諸多隱患，導致鍋爐區內控設施達不到預定效果，設備功能失效是普遍存在的問題，這些都會影響到鍋爐區設施控制情況，不利于鍋爐自動化控制體系形成。人工智能控制是信息技術應用典范，采用多元化技術執行設備控制方案，取代人工參與配電設備操控具有廣泛的靈活性。

2.2 安全控制

基于工業控制技術快速發展趨勢下，網絡化調度安全性能得到充分體現，其設計規劃也要注重安全原則。對于智能網絡化調度來說，其智能化控制是指產品或系統的自然屬性或準自然屬性，如圖1，應該保證設備、系統運行的安全和操作者的安全，對鍋爐區設施起到了相應的保護作用，避免生產事故或故障引起能耗增加。

2.3 高效控制

配電系統是工程建設的先進趨勢，利用智能技術完善區域調控模式，為區域人員提供了諸多便捷性?，F代鍋爐區逐漸走向集群化模式，多種鍋爐共同組合成新的區域，為人居生活、工業生產等創造了可利用空間。電廠鍋爐是國家火力發電建設重點對象，改造電廠鍋爐標志著區域供配電升級，可以實現供電行業收益水平穩步提升。

圖1 鍋爐安全控制系統

3 發電廠鍋爐節能降耗控制對策

基于智能鍋爐科技指導下，機械設備面臨的生產任務更多，現有鍋爐控制功能達不到預定標準，不利于鍋爐一體化發展。我國鍋爐科技步入自動化時代，PLC各種虛擬模型在智能鍋爐中得到廣泛應用，提升了鍋爐智能化水平。為了改變傳統工程模式不足，鍋爐各個區域執行任務時均采用自動化平臺，利用數字控制器構建新型操控平臺，滿足了鍋爐智能操作作業要求。

3.1 控制熱能損失

電廠鍋爐排煙過程中會產生較大的熱能損耗，對爐膛內煤粉等燃料充分燃燒所需氧氣量進行科學計算并嚴格控制空氣鼓入量，避免因爐膛內燃料過度燃燒而造成大量熱能損耗；鍋爐使用完畢后，要對爐膛內煙灰與殘渣等進行定期清理，尤其是排煙道部位，避免排煙過度造成大量熱量損耗，以提高能源利用率。新型監控系統中包含鍋爐基本信息的管理，數字控制與電子地圖相互結合，優化了鍋爐信息調度平臺的操控性能。數字化調度中，當鍋爐出現突發狀況時，可以及時的獲取該鍋爐的基本信息，更加快捷的聯系到鍋爐相關負責人。

3.2 變頻調速技術

鍋爐系統資源是鍋爐系統中心建設主體對象，開發與利用鍋爐系統對社會事業發展具有深遠意義。掃描系統將一些不安全因素排除在外，為鍋爐系統化建設提供可行的指導依據。鍋爐數據庫建設中，用掃描系統進行數據檢測與分配，可及時發現潛在的數據安全隱患。變頻控制是鍋爐節能的新技術，其具有優越的節能效果，如表1，按照裝機容量進行劃分，不同類型鍋爐節能效果顯著。

表1 變頻技術的節能效果

此外，過熱蒸汽對汽輪機的驅動力與發電機運行速度不匹配，即“大牛拉小車”的情況，同樣會造成大量能源損耗。在鍋爐系統內安裝智能變頻設備，能根據發電機最佳負荷來調節鍋爐能量輸出及發電機運行速度，以保證整個系統各設備處于最佳運行狀態，避免鍋爐系統能源輸出過量，顯著降低由于兩者不匹配造成的大量能源損耗。

3.3 提高燃燒率

造成電廠鍋爐能量大量損耗的另一重要因素是爐膛內燃料的不充分燃燒，因此電廠專業技術人員可通過對空氣及燃料的科學調節來提高燃料利用率。設立高素質的燃料供應監督領導小組，嚴格排查燃料從采購到后期使用整個過程中存在的各種弊端與隱患；針對鍋爐系統進行結構優化，并配備各種輔助設備，如鼓風調速器、鍋爐溫度傳感器等，來提高爐膛內燃料燃燒率。此外，系統技術改變了早期鍋爐系統的作業環境，從實用軟件方面強化鍋爐數據處理性能，同時進一步完善了應用層結構配置。例如，串行通信接口實現了定向傳輸，計算機之間數據信號可相互傳遞，及時對鍋爐系統網絡化指令接收與執行。

4 發電廠鍋爐故障的防控方式

社會用電需求量持續增多，發電廠承載負荷大幅度增加，導致設備結構出現了不同程度耗損。繼電保護裝置作為發電廠防護平臺，運行期間可向發電廠提供安全防護功能，避免各種因素對電力元件造成破壞作用。未來，智能化是繼電保護器改造方向，利用智能技術實現電力優化調配，體現了智能技術的應用優勢。

4.1 故障控制

電力元件故障損壞了系統的穩定性，特定環境下會導致設備結構耗損，不利于整個保護器功能的一體化控制?；谥悄芗夹g平臺下，繼電保護設定故障控制方案，借助保護器在故障設備或線路中的保護作用，短時間內自動切除故障。“損耗”過高是決定系統運行效率的根本，在有效元件控制下，繼電保護不會啟動防護功能，而一旦發電廠出現異常情況，智能感應器會啟動自保護程序，按照保護器結構實現安全化控制。

4.2 智能控制

隨著發電廠改造術不斷發展，智能技術在電力元件控制中得到普及應用，成為新時期鍋爐運行的安全保障平臺。智能保護器具有多種自主化控制能力，從人機一體化角度擬定操控方案，以免人為操作性失誤引起的異常耗損。同時，對于繼電保護器的操控性能，選用PLC作為主控制器，如圖2，PLC具有自主調控模塊，可根據電力元件狀態執行調度方案，體現了智能技術功能多樣特點。

圖2 基于PLC鍋爐節能控制模式

4.3 線路控制

線路是傳遞電能的主載體，線路結構狀態對鍋爐效率有直接性作用，也是智能繼電保護控制對象之一?；谥悄芗夹g輔助下，鍋爐線路層次具有多變性特點，可按照線路布局進行多點式調配，滿足了智能控制器結構改造特性。鍋爐生產監控發現設備故障時，可第一時間通知檢修人員趕往現場，提高了設備故障的處理效率，確保生產過程符合鍋爐標準操作。

5 結論

總之，鍋爐是火力發電廠的主要運行設備，堅持鍋爐節能改造可提高電能生產效率。為了更好地解決傳統能耗問題，發電廠要從技術革新角度進行分析，控制熱能損失、引入變頻調節技術、提高燃燒效率等，創建更加高效的鍋爐運行模式。同時，提前做好鍋爐故障防控工作，利用在線控制系統監測鍋爐故障，為節能化運行提供有利條件。

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2016-4-15