火電廠熱工自動化設(shè)計中的節(jié)能減排技術(shù)分析

劉杉杉

摘 要：熱工自動化技術(shù)憑借可靠性和經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢，逐漸成為火電機(jī)組發(fā)展的主要方向，促使火電機(jī)組的容量不斷增加，參數(shù)不斷提升以及自動化的儀表和裝置不斷更新?lián)Q代。然而，煤炭燃燒對環(huán)境造成的污染和火電企業(yè)對能源的大量消耗現(xiàn)象十分嚴(yán)重，嚴(yán)重制約我國的可持續(xù)發(fā)展，所以，在火力發(fā)電領(lǐng)域大力推行節(jié)能減排具有重要的意義，在熱工自動化設(shè)計中也要注意節(jié)能減排問題。

關(guān)鍵詞：火電廠;熱工自動化;節(jié)能減排

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活需要的電量日益增大，電力工業(yè)進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段。我國的發(fā)電企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了大電網(wǎng)、大機(jī)組和高度自動化的新紀(jì)元。火力發(fā)電是歷史最為悠久，同時也是目前世界最主要的供電方式。節(jié)能減排是我國一項基本國策，火電廠作為重要的電力生產(chǎn)單位，是開展節(jié)能減排工作的主要對象之一。熱工自動化設(shè)計是實現(xiàn)火電廠節(jié)能減排目標(biāo)的重要突破口。本文簡單分析了火電廠熱工自動化的概念及發(fā)展現(xiàn)狀，并探討了火電廠熱工自動化設(shè)計中的節(jié)能減排策略。

1熱工儀表及其自動控制系統(tǒng)

1.1熱工儀表

熱工儀表其實就是能對發(fā)電設(shè)備及系統(tǒng)的熱工參數(shù)進(jìn)行檢測的儀表，熱工儀表和相關(guān)控制系統(tǒng)共同組成的熱工控制體系是電站運(yùn)行安全保障，加強(qiáng)熱工儀表的故障檢修工作，能夠有效的促進(jìn)電站的安全運(yùn)行。目前電廠所用的熱工儀表測量參數(shù)分為溫度、壓力、流量、液位就是自動化技術(shù)四大參數(shù)。根據(jù)測量參數(shù)的不同，各儀表的基本構(gòu)造也不相同。

1.2熱工自控系統(tǒng)實施的特點

熱工儀表及自動控制系統(tǒng)有一個最明顯的特點即自動化技術(shù)的應(yīng)用，我們通常所說的自動化就是指系統(tǒng)只需要很少的人甚至是不需要人工干預(yù)就能實現(xiàn)自身的運(yùn)轉(zhuǎn)。自動化系統(tǒng)首先通過傳感器傳來的相關(guān)數(shù)據(jù)對火電為設(shè)備機(jī)組的運(yùn)行情況進(jìn)行判斷，然后再通過中央計算機(jī)處理數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，使設(shè)備在保持高工作效率的同時還能降低的能量消耗程度。另外我們還需要注意到自動化體系首先應(yīng)該擁有自動報警系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備工作不正常就能報警或者是采取既定的預(yù)案進(jìn)行處理。其次自動化系統(tǒng)還應(yīng)該能夠檢測設(shè)備的工作時間，定期發(fā)出報告或者是指令安排對其相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行檢查。現(xiàn)在的火電設(shè)備機(jī)組所牽涉到的設(shè)備數(shù)量越來越多、型號越來越復(fù)雜，顯得非常的重要，一旦火電設(shè)備機(jī)組離開了自動化系統(tǒng)就不能保證高效、安全的運(yùn)行。

2.影響機(jī)組能耗的因素分析

2.1鍋爐能耗指標(biāo)分析

要通過火電設(shè)備機(jī)組的節(jié)煤降耗實現(xiàn)電力企業(yè)的節(jié)能減排，就必須了解哪些具體的因素會對系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響。由于鍋爐是火電設(shè)備機(jī)組最核心的部分，其在節(jié)能減排中有非常重要的意義，所以我們首先需要了解的就是鍋爐工作的相關(guān)信息。鍋爐的熱效率與鍋爐的能耗指標(biāo)有著緊密的聯(lián)系，熱效率不僅可以反映出鍋爐耗能的多少，還可以充分的衡量鍋爐在生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟(jì)性。但是由于鍋爐的熱效率反應(yīng)的是一個非常復(fù)雜的熱動力學(xué)過程，牽涉到非常多的因素，比如說化學(xué)燃燒的程度、排煙所帶來的能量損失等等，所以說必須對這些相關(guān)因素有著清晰的認(rèn)識和監(jiān)測。

2.2汽輪機(jī)能耗指標(biāo)分析

汽輪機(jī)是火電設(shè)備機(jī)組中把熱能轉(zhuǎn)化為電能的中樞設(shè)備，它是決定火電廠生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素，通常來說，熱端效率、冷端效率及通流效率是常用的三個評價汽輪機(jī)能耗的指標(biāo)。其中冷端效率對汽輪機(jī)整體能耗的影響力比較大，這就要求我們在日常的工作中必須定期對凝氣器進(jìn)行檢查，以保證凝結(jié)水的過冷度。回?zé)嵯到y(tǒng)也是影響汽輪機(jī)能耗的主要因素，其主要作用是提高汽輪機(jī)利用水蒸氣的效率，由于水蒸氣不可避免的在循環(huán)過程中損失，所以補(bǔ)水器就成為回?zé)嵯到y(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。另外在日常的工作中我們還應(yīng)該注意確保汽輪機(jī)的管道、端口等不會出現(xiàn)泄漏的情況，這樣才能整體的降低汽輪機(jī)的能耗數(shù)據(jù)。

2.3廠用電指標(biāo)分析

雖然火電廠就是發(fā)電單位，但是它里面有許多輔助發(fā)電的設(shè)備也需要使用電能才能工作的，其中較主要的用電設(shè)備就是磨煤機(jī)、排粉機(jī)、送引風(fēng)機(jī)、電動給水泵、凝結(jié)水泵等等。雖然說這些設(shè)備并不會對環(huán)境造成破壞，但是由于其也需要消耗電能，就會使得火電設(shè)備機(jī)組的整體發(fā)電效果受到影響。

3.火電廠熱工自動化設(shè)計中的節(jié)能減排策略

3.1提升系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性

第一，采用優(yōu)化軟件，現(xiàn)階段，市場上出現(xiàn)了很多優(yōu)化軟件，亟需進(jìn)行理順與評審，通過對先進(jìn)實用、合理有效的優(yōu)化軟件的應(yīng)用，如模糊算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，可起到改善熱力系統(tǒng)控制回路的工作特性，而針對傳統(tǒng)控制實施有效的改造，還可達(dá)到大幅提升機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理性的目的，其所具有的效益主要體現(xiàn)在提升效率、降低能耗和控制污染等方面;第二，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)評價體系，建立一個可以真實反映發(fā)電機(jī)組實際熱力性能的理論模型，再利用相應(yīng)功能模塊提供的采集計算，對發(fā)電機(jī)組的耗差與性能進(jìn)行計算，從而完成經(jīng)濟(jì)評價體系的構(gòu)建。

3.2強(qiáng)化設(shè)備的安全指標(biāo)

火電廠一定要注意企業(yè)機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量與故障出現(xiàn)頻率的問題，這樣可以減少設(shè)備原因造成的損失，保證火電廠的正常運(yùn)營。同時電廠的工作人員還要加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，制定維護(hù)手冊和故障監(jiān)測儀器。在對電廠的熱工自動化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的時候，一定要加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測，增加檢查的位置，不能僅依靠老舊的維修管理模式。根據(jù)火電廠的日常運(yùn)行狀態(tài)，隨時監(jiān)測其數(shù)據(jù)的具體情況，根據(jù)數(shù)據(jù)的監(jiān)測結(jié)果對設(shè)備是否正常做出判斷，發(fā)現(xiàn)問題盡快解決，防止問題的擴(kuò)大化，減少火電廠的損失，提高整體的工作效率。

3.3提高鍋爐的燃燒效率

鍋爐是火電廠熱工自動化系統(tǒng)的重要組成部分，也是燃煤發(fā)電的主要設(shè)備，為減少CO2排放，還要重點對鍋爐進(jìn)行改造和優(yōu)化管理，提高煤炭燃燒效率，具體可以從以下幾個方面入手：第一，減少空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率，保障氧氣的充足，使得鍋爐內(nèi)部燃燒效率增加，同時還要通過灰塵處理，減少燃燒產(chǎn)物粉塵、煙塵的排放;第二，嚴(yán)格控制鍋爐內(nèi)部溫度，鍋爐如果溫度太高了，就會造成熱量的流失，因此要將溫度開工至在合理的范圍內(nèi);第三，合理使用吹塵器，在鍋爐燃燒的過程中，要定期進(jìn)行粉塵的清潔，主要就是利用吹塵器進(jìn)行清理，保障受熱面的干凈，減少熱傳效果;第四，充分利用保溫材料，對于冷水管，要通過保持低溫，減少鍋爐和外界環(huán)境的熱量傳遞，從而實現(xiàn)節(jié)能減排。

3.4合理控制系統(tǒng)負(fù)荷分配

在火電廠運(yùn)行活動中，每天的發(fā)電量都是有規(guī)定的。當(dāng)電廠內(nèi)部的發(fā)電控制系統(tǒng)建成后，火電廠可以根據(jù)整個電廠的發(fā)電任務(wù)和各個發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀況，為每臺發(fā)電機(jī)組配置不同的發(fā)電任務(wù)。這種方法是通過將主發(fā)電廠的不同工作負(fù)荷分別對不同工作車間進(jìn)行分配，進(jìn)而使得控制部分以及發(fā)電部分相互結(jié)合起來，讓發(fā)電機(jī)組始終處于能源使用量和廢氣配方量最優(yōu)化的高效運(yùn)行狀態(tài)，實現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益提升。通常情況下，將負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配配置到廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)，即以應(yīng)用耗差分析結(jié)果以及計算單元機(jī)組實時性能為手段，進(jìn)而得到機(jī)組負(fù)荷的特性實時曲線，鑒別負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的實時效果、在設(shè)計初期把管理信息系統(tǒng)和廠級監(jiān)控系統(tǒng)的通用功能優(yōu)化結(jié)合起來，設(shè)計一套既有管理信息系統(tǒng)又有廠級監(jiān)控系統(tǒng)功能的綜合系統(tǒng)。

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