基于主設備優化運行的火電廠節能方法與應用研究

邵岐 內蒙古蒙東能源有限公司鄂溫克電廠

工業革命帶來全球經濟進入新臺階，隨著社會經濟的快速發展，同時也嚴重的影響到了生態環境，溫室效應日益加重。隨著可持續化發展理念深入人心，人們對于環境保護日益關注，世界越來越多的國家開始踐行低碳經濟發展。我國作為能源消耗大國，如何做到節能減排是當前社會經濟可持續發展的重要任務。在相關政策出臺下，對于火力發電企業供電煤耗標準有著嚴格的規定，進一步推動了火電場企業節能減排技術的不斷創新。

一、現階段火電廠節能減排主要措施

近幾年來，全球氣溫變暖，溫室效應日益加重，此項問題引起了世界各國的高度關注。因此，在現階段全球發展過程中有效的控制溫室氣體，減少有害氣體的排放量是未來發展的重要目標。根據國內環境現狀調查，我國環境污染嚴重且能源消耗位居世界前沿，為實現節能減排的發展戰略目標，就必須得到社會各行各業的鼎力支持，在相互配合努力下，以此促進我國可持續發展戰略穩固發展。針對我國各大能源消耗單位，國家開始相繼頒布了有關的政策，明確規定火力發電廠供電消耗標準及二氧化硫排放量的標準，火電廠以此根據國家制定能源政策及環保要求，優化企業管理實現節能減排工作。現階段火電廠節能減排的主要方式便是優化火電機組，在汽輪機組上運用SIS 系統建模，采用神經網絡技術及免疫算法、禁忌搜索算法等各項人工智能技術，以此確保在高速運轉下對數據進行準確預測，以此充分的體現出SIS 系統的優勢作用。有效分析能源損耗，具備機組負荷優化分配功能，以此優化火電機組節能。目前，由于SIS 系統功能在一些應用方面受阻，在一些發電機及鍋爐等應用設備中并沒有得到普及應用。

二、火電廠鍋爐運行過程中存在的問題

（一）鍋爐燃煤效率不穩定

對我國大多數火電廠燃煤現狀進行調查分析，多數火電廠在工業鍋爐使用材料中，多以煤炭作為重要資源，多數火電廠在燃燒上多以“層燃燃燒”方式進行。所以在這種情況下，煤的質量及顆粒大小對于鍋爐燃燒效率有著重要的影響。此外，在鍋爐機組上運用到的燃煤，大多屬于未經過加工的原煤，這些原煤并未在前期工作上進行等級劃分，在出煤時直接混合發給電廠。對這種煤料進行分析，發現其質量不夠穩定，并且在實際燃燒作用和產生的熱能與火電廠鍋爐的設定熱值具有一定的差距。因此，在這種情況下，對于鍋爐的燃燒效率產生了極大的抑制作用。在現實供應關系下，造成多數火電廠鍋爐機組燃燒質量嚴重下滑，從而導致在輸出電能的方面進一步收縮。同時由于在燃燒過程中產生了大量的污染廢氣，這對環境產生嚴重的影。長此以往，這將對火電廠未來的發展極為不利。

（二）劣質煤炭使得鍋爐機組耗能加大

鍋爐機組是火電廠內耗能最大的設備，使用煤炭燃燒發電工作時，若是使用不達標的煤炭，將會嚴重降低整個技術設備的應用效率。同時，在燃燒過程中將會產生煤質灰粉及大量的危害機組對人的身體安全產生了極大的危害，在煤質灰粉的作用下，造成制粉系統動力減弱，彼此造成鍋爐粉難以與粉線位相匹配，最終造成給粉自留、下粉不勻等問題。若是情節嚴重者，將會造成鍋爐完全熄滅，針對這種問題，若是采用油解決，將會產生鍋爐結焦等新問題。這樣不但將會造成更嚴重的能源浪費，還會對整個鍋爐機組的正常運行造成嚴重影響。

（三）鍋爐管理者的專業技能及素養有待提高

針對當前火電廠實際燃燒工作現狀來看，工作管理者素質較差，并且在節能設備及技術上也較為落后，使用火電廠鍋爐的單位未配備專業的技術人員，難以有效的對工業鍋爐穩定運行進行有效的控制。多數鍋爐操作管理者在知識理念上較為落后，管理理念與現實情況嚴重脫節。此外，單位缺乏完善的考核獎懲機制，未明確管理制度，同時，管理者在思想上對于鍋爐管理節能戰略要求意識淡漠，這將進一步造成鍋爐運行效率急劇降低，因此在這種情況下，管理者要加強對鍋爐節能工作的重視，加強自身的工作素養及能力。

三、基于主設備優化運行的節能減排方法

（一）優化火力發電的主要設備

根據現實要求，對各個環節進行有效調整，從而達到最佳運行效率，這是現階段對于機組能源消耗的有效降低措施。對鍋爐燃燒進行優化改進措施中，容易受到混煤摻配比例影響，而鍋爐出口蒸汽壓力則明顯受到了汽輪機組滑壓運行效率的影響。如何在當前新型經濟發展戰略目標下，將這幾個方面實行科學管理，優化各項工作環節，是實現火電廠節能減排發展戰略的重要工作。對當前發展現狀進行深入研究，可以從以下幾個方面進行機組優化。

（二）鍋爐選擇與燃煤管理

燃煤管理作為火力發電的核心基礎，根據當前情況來看，火力發電發展運行速度加快，煤種的合理選擇，直接影響到鍋爐設計。以往的單一煤礦無法與當前發展戰略目標相一致，在實際工作中，若是選用多個煤種，這在一定程度上會導致電網容量急劇擴大，采用無煙煤便可持續保持設備的低負荷運行。以目前的火電廠發電運行狀況來看，采用精確皮帶秤便可準確的對煤流量進行準確控制，有效管理，從而實時計量管理分爐煤量。為有效降低煤燃消耗量，采用科學的煤輸系統，以此提高鍋爐燃燒率是當前重要的舉措之一。其次，在燃煤的選擇方面，要與鍋爐相匹配。由于在現實情況下，燃料所用成本占比較高，且大多數電廠所選用的燃煤品質量較低，在這種情況下，采用具備熱重法的相關儀器便可對煤燃料的特性進行有效的分析，通過采用科學的混煤以此取代低劣煤種的燃燒特性，從而保持鍋爐的正常運行。因此火電廠在現階段的發展過程中，要建立起煤質數據庫，以此保證混煤摻配技術的基礎設施。通過混煤摻配技術則有效的提高了燃煤效率，以此充分的發揮出燃煤的作用。這樣便可通過降低煤燃消耗，又能夠有效降低生產成本。

（三）優化鍋爐燃燒

在現階段，若是燃煤能夠在鍋爐中得到充分的燃燒，這樣便可以將其的最大功用發揮到極致。若是僅僅通過穩煤參配以此提升煤炭燃燒效率，難以達到現實要求下的燃燒條件。因此，在這種情況下，采用鍋爐燃燒是其重要的工作環節。優化鍋爐燃燒的基礎措施中要合理的結合混煤參配特征，從而進行風粉配比，這樣便可促使燃煤達到完全燃燒。因此，在這種情況下，需要對鍋爐燃燒進行徹底的優化。在研究工作上，主要采用優化技術燃煤調整實驗，優化燃煤理論建模檢測技術，優化以往人工智能對鍋爐燃燒等技術，這些技術在實際工作中各有優劣。所以還應該需要對相關的燃燒技術進行深入了解分析，根據火電廠實際發展情況，采用合適的燃燒技術。其次，針對鍋爐燃燒控制系統，因其較為復雜，并且各個環節相互關聯，因此，為有效提高鍋爐燃燒實際效果，就需要建立合理的系統結構，以此改善被控對象的特性。同時，加大對控制器性能優化，采用多種方法，便可有效提高燃煤控制系統，也是在現實情況下，對于鍋爐燃燒進行優化的重要對策。

（四）機組節能優化

對于整個火力發電工作來說，優化基礎節能運行是保證發電工作效率及效果得到有效提升的重要基礎，并且對于各個環節下開展節能優化工作有著重要的作用。為有效實現這一工作目的，便要采用人工智能技術，以此優化基礎運行。根據當前多種工作方式來看，其中的免疫禁忌算法是現階段最為普及的人工智能技術。在實踐應用工作上，應與SIS 平臺數據處理功能緊密結合，通過神經網絡構建機組發電模型與免疫經濟技術，從而在全局上對機組進行徹底優化，從而達到節能機組的工作任務。

四、智能控制技術在發電廠節能系統中的應用

在科學技術不斷發展下，智能控制技術被廣泛的應用于各行各業。因此，根據當前可持續化發展戰略要求，也應該將智能控制技術運用到鍋爐燃燒優化工作上。首先需要對智能控制技術的應用價值進行探究，以此充分的發揮出其工作價值，在實踐探究中發現智能控制技術應用優勢主要體現在以下幾點。

（一）模糊控制系統

此項技術便是利用模糊控制器對非線性的方程進行近似精度函數逼近。應用于鍋爐智能控制系統中，使用模糊控制技術便可有效的針對小型鍋爐在實際燃燒過程中出現的滯后、慣性的問題徹底解決。并且以其特有功能，能夠提高鍋爐燃燒的自動控制質量，以此形成更加精確的數據模型，通過緊密結合常規控制技能，以此形成一種更加科學合理的鍋爐燃燒管理方案。

（二）神經網絡系統

此項技術在通常情況下作用于信息處理及控制方面，針對神經網絡結構進行深層次分析，發現其具有分層的特性，并且在相互的神經元之間可以進行輸入及輸出上的連接。然而，對于不同層次的神經元便無法進行有效的連接。這樣我們便可以利用神經網絡因此形成一個發電廠燃燒系統模型，在有效數據驗證下，確保模型的精確度，然后根據神經網絡的控制技術減少有害氣體的排放量，這樣便可通過事前的簡單預測，對于燃燒后的污染物對環境及實際經濟造成的影響進行預測，這樣便可達到節能減排的目的。

五、結束語

以上對基于主設備優化運行的發電廠節能有關措施進行了簡要分析，以便在新時期的發展要求下，有效的改進工作各項環節，優化管理結構，實現科學管理，以實現可持續化發展為目標，持續優化管理理念，以此有效提高發電廠的工作效率及質量。