火電廠集控運(yùn)行節(jié)能降耗技術(shù)措施分析

李安東 李光耀

華電章丘發(fā)電有限公司 山東 濟(jì)南 250200

引言

在當(dāng)前火電廠的集控運(yùn)行中，注重應(yīng)用節(jié)能降耗技術(shù)已經(jīng)成為火電廠的重要研究領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)的有效運(yùn)用不僅有助于降低火電廠的能源消耗，還能夠提高發(fā)電效率，對(duì)于火電廠的可持續(xù)運(yùn)行和進(jìn)一步發(fā)展至關(guān)重要。因此，在火電廠的集控運(yùn)行中，技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)節(jié)能降耗技術(shù)的研究，并將其合理應(yīng)用。通過(guò)這樣的努力，才能最大限度地實(shí)現(xiàn)火電廠能源的有效利用，進(jìn)一步提升發(fā)電效率，既滿足社會(huì)用電需求，促進(jìn)火電廠的發(fā)展，又實(shí)現(xiàn)能源的最大化節(jié)約。目前多數(shù)火力發(fā)電廠仍然采用集中式控制，盡管能有效地改善發(fā)電效率，但其在實(shí)際操作中仍然存在諸多問(wèn)題，對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了極大的威脅。為此，應(yīng)積極開展節(jié)能工作，以達(dá)到節(jié)約能源的目的，確保火力發(fā)電廠的高效、節(jié)能。煤炭是一種可再生的能源，為響應(yīng)國(guó)家“節(jié)能降耗”的號(hào)召，火力發(fā)電廠要從全局出發(fā)，對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)更新所采用的技術(shù)、設(shè)備，以達(dá)到節(jié)能減排的目的[1]。

1 火電廠節(jié)能降耗的重要作用

火電廠的節(jié)能降耗對(duì)于可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。首先，通過(guò)引入先進(jìn)的燃燒技術(shù)和設(shè)備優(yōu)化，可以提高火電廠的熱能利用效率，減少能源浪費(fèi)[1]。其次，采用高效的發(fā)電機(jī)和輸電設(shè)備可以降低電能傳輸過(guò)程中的損耗，提高整個(gè)能源轉(zhuǎn)換鏈的效益。此外，火電廠在余熱利用方面也有很大的潛力，通過(guò)余熱發(fā)電或供熱，能夠充分利用廢熱資源，實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用。總體而言，火電廠的節(jié)能降耗不僅有助于提高能源利用效率，降低生產(chǎn)成本，還能減少對(duì)環(huán)境的不良影響，為可持續(xù)能源發(fā)展和環(huán)境可持續(xù)性做出積極貢獻(xiàn)[2]。

2 火電廠集控運(yùn)行方面存在的問(wèn)題

2.1 過(guò)熱汽溫系統(tǒng)的控制問(wèn)題

在調(diào)節(jié)和控制過(guò)熱蒸汽溫度的過(guò)程中，操作人員必須密切監(jiān)測(cè)和調(diào)整空氣系數(shù)，確保煤水配比保持在合理范圍內(nèi)，以維持蒸汽溫度系統(tǒng)的最佳運(yùn)行狀態(tài)。操作中的任何失誤都可能導(dǎo)致過(guò)熱的發(fā)生，對(duì)系統(tǒng)造成嚴(yán)重干擾，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，精確而細(xì)致的操作是至關(guān)重要的，只有在配比、空氣系數(shù)等參數(shù)得到精確控制的情況下，才能確保系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間、高效穩(wěn)定地運(yùn)行。

2.2 再熱汽溫系統(tǒng)的控制問(wèn)題

相對(duì)于過(guò)熱蒸汽溫度的控制，再熱蒸汽溫度的控制更為復(fù)雜和具有挑戰(zhàn)性。由于某些火力發(fā)電廠投資有限，只能采用簡(jiǎn)單的方法滿足發(fā)電需求，例如通過(guò)減少溫水量來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的溫度。盡管這種方法在一定程度上滿足了生產(chǎn)的需求，但連續(xù)使用可能加速設(shè)備的磨損，對(duì)電廠的長(zhǎng)期利益產(chǎn)生負(fù)面的影響[3]。通過(guò)長(zhǎng)期研究與實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有的再熱蒸汽溫度控制中，采用搖擺燃燒器是一種可行的解決方式。汽溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題可能導(dǎo)致過(guò)熱現(xiàn)象，并最終引起整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行故障。經(jīng)過(guò)分析和研究發(fā)現(xiàn)，這些問(wèn)題的主要原因包括設(shè)計(jì)不合理、生產(chǎn)缺陷或技術(shù)指標(biāo)不合格等。為了避免這種情況的發(fā)生，在進(jìn)行汽溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，不能有疏忽之處。

2.3 主汽壓力系統(tǒng)的合理管控問(wèn)題

目前，火力發(fā)電廠主要采用計(jì)算公式來(lái)控制主蒸汽壓力。這個(gè)公式符合國(guó)內(nèi)需求，而且操作和學(xué)習(xí)難度相對(duì)較小，因此在主蒸汽壓力的控制中得到廣泛應(yīng)用。然而，在運(yùn)用間接能源平衡系統(tǒng)的實(shí)際操作中，一些電廠出現(xiàn)了一些問(wèn)題，這時(shí)需要根據(jù)能源平衡公式進(jìn)行重新計(jì)算。相關(guān)人員需要熟練掌握這一技術(shù)，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 火電廠集控運(yùn)行節(jié)能降耗的具體技術(shù)措施

3.1 提高火電廠集控技術(shù)管理水平

火電廠的集控運(yùn)行技術(shù)是一種管理形式，其中每個(gè)發(fā)電機(jī)設(shè)備都與相應(yīng)的鍋爐和汽輪機(jī)配套，形成一個(gè)完全統(tǒng)一的控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)火電廠集中控制運(yùn)行技術(shù)的正常工作。在應(yīng)用集控運(yùn)行系統(tǒng)的火電廠中，系統(tǒng)通常對(duì)整個(gè)火電廠的各項(xiàng)工作進(jìn)行檢查和檢測(cè)，并根據(jù)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)調(diào)整設(shè)備，提出科學(xué)有效的處理方案。然而，集控運(yùn)行系統(tǒng)并不涉及火電廠問(wèn)題的維護(hù)管理，這仍需要專業(yè)的維護(hù)人員進(jìn)行。因此，火電廠需要配備專門的檢查、維修和管理人員。一個(gè)完整的維護(hù)小組通常包括負(fù)責(zé)全部事務(wù)的檢查組長(zhǎng)、負(fù)責(zé)日常系統(tǒng)設(shè)備巡查的巡查人員、全天候進(jìn)行看護(hù)的值班人員以及負(fù)責(zé)故障維修的維修人員。只有在工作小組全體成員共同努力下，才能完成集控運(yùn)行系統(tǒng)的巡查和監(jiān)管工作，確保火電廠內(nèi)部工作正常進(jìn)行。

3.2 降低鍋爐排煙熱損失

排煙溫度是影響鍋爐排煙熱量損失最大的因素，控制排煙溫度可以降低鍋爐的煤耗和廢氣的排放量。所以，在實(shí)踐中，有必要減少一次風(fēng)量。在磨煤機(jī)的操作過(guò)程中，為了更好地適應(yīng)給煤機(jī)的速度，必須對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)節(jié)，以確保磨煤機(jī)的正常工作，同時(shí)也要達(dá)到對(duì)空氣流量的有效控制。另外，為了防止?fàn)t渣過(guò)多，對(duì)磨煤機(jī)的通風(fēng)也有一定的影響，要保證一次風(fēng)風(fēng)量達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。同時(shí)，要確保鍋爐密封良好，以避免排渣底部的漏氣現(xiàn)象。必須定期檢查鍋爐的入口密封，以保證其關(guān)閉。

鍋爐本體上不能有太多的開孔，以免造成鍋爐自身漏風(fēng)率的增大。在實(shí)際運(yùn)行中，必須對(duì)鍋爐的燃燒狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整，并根據(jù)具體的燃燒條件，對(duì)初始氧量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以確保空氣過(guò)量系數(shù)的科學(xué)性和合理性[4]。此外，在鍋爐煙氣一側(cè)的受熱面上出現(xiàn)結(jié)渣、積灰等情況下，還會(huì)使換熱熱阻增大，以及煙道的空氣阻力增大，使排煙溫度上升。這就要求在實(shí)際生產(chǎn)中合理地調(diào)節(jié)風(fēng)煤比，有效地控制爐渣的結(jié)渣率，并定期進(jìn)行吹灰，以保證爐膛表面始終清潔，提高換熱效果。

3.3 加強(qiáng)對(duì)鍋爐燃燒的調(diào)整

3.3.1 調(diào)節(jié)過(guò)量空氣系數(shù)。為使鍋爐達(dá)到最佳燃燒狀態(tài)，必須對(duì)過(guò)剩空氣系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并對(duì)灰渣中的碳、氧含量進(jìn)行分析，以確定鍋爐的燃燒狀況，當(dāng)燃燒不足時(shí)，應(yīng)調(diào)整過(guò)剩的空氣系數(shù)。如果燃油的熱量不能得到充分的釋放，不僅會(huì)造成燃油的浪費(fèi)，還會(huì)造成大量的廢氣排放。在實(shí)際運(yùn)行中，通過(guò)科學(xué)調(diào)節(jié)燃油，使不完全燃燒得到最大程度的控制，降低不完全燃燒所帶來(lái)的損失，同時(shí)對(duì)超過(guò)空氣系數(shù)的情形進(jìn)行合理的控制。

當(dāng)過(guò)剩空氣系數(shù)達(dá)到很高時(shí)，就會(huì)對(duì)換熱性能產(chǎn)生很大的影響。另外，在過(guò)剩空氣系數(shù)較小的情況下，必須使燃油充分燃燒時(shí)的過(guò)剩空氣系數(shù)保持在合理的范圍之內(nèi)，以燃油充分燃燒為前提，使其熱損耗降到最低。

3.3.2 燃煤摻燒。通過(guò)合理選擇煤的摻入量，可以減少煤的費(fèi)用。尤其是選用本地煤炭，可以有效地控制運(yùn)輸費(fèi)用。在混合加入方式下，加入了含水量較低的煤種，既能降低生產(chǎn)成本，又能有效地控制磨煤機(jī)的風(fēng)量。但選用的煤種必須滿足一定的品質(zhì)，并具有一定的熱值分配。

3.4 構(gòu)建集散系統(tǒng)控制技術(shù)

火力發(fā)電廠的中央控制系統(tǒng)涉及的技術(shù)比較多，因此必須注重對(duì)各種技術(shù)的合理應(yīng)用，以保證其能耗的減少，從而取得更好的節(jié)能效果[5]。DCS技術(shù)涉及通信一體化和等級(jí)控制，因此更加復(fù)雜，應(yīng)將每個(gè)控制環(huán)節(jié)進(jìn)行分解、細(xì)化，并主動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化，以保證機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)更加貼近設(shè)計(jì)，從而達(dá)到節(jié)能的目的[6]。

3.5 降低火力發(fā)電廠用電率

火力發(fā)電廠在實(shí)際運(yùn)行中，大量的輔助設(shè)施都是正常運(yùn)轉(zhuǎn)的，這就造成了電力的巨大消耗，在整個(gè)電廠的能耗中占有相當(dāng)大的比重。這就要求在實(shí)踐中切實(shí)落實(shí)節(jié)能減排措施，以達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。在具體工作中，要加速改革。可以在工廠中使用變頻水泵取代工頻泵，并通過(guò)變頻操作來(lái)有效地控制電廠的用電量，達(dá)到降低能源消耗的目的[7]。在火力發(fā)電廠的低負(fù)荷工況下，為了有效地控制電廠的用電量，必須關(guān)閉一部分輔助設(shè)備。

同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)照明設(shè)施的控制，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，選擇合適的照明設(shè)備，在燈光比較好的地方，必須要關(guān)掉所有的照明燈，同時(shí)，工廠內(nèi)部也要加強(qiáng)節(jié)能管理，以降低能耗。如果在實(shí)際操作中，對(duì)不需制冷的設(shè)備，可以適當(dāng)?shù)仃P(guān)掉通風(fēng)塔的冷卻風(fēng)扇，以減少工廠的用電量[8]。同時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行火力發(fā)電廠空冷島的運(yùn)行管理制度，保證空冷換熱器的潔凈性，調(diào)節(jié)空冷島的真空，以達(dá)到控制燃煤消耗的目的，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約用電的目的[9]。

4 火電廠節(jié)能降耗措施應(yīng)用案例

以提高真空強(qiáng)化裝置的做功能力為例，中、低壓機(jī)組每年消耗大量的標(biāo)準(zhǔn)煤，經(jīng)改造后，目前的供熱式機(jī)組運(yùn)行情況良好，說(shuō)明該改進(jìn)措施對(duì)節(jié)能降耗具有較好的效果。通過(guò)對(duì)200MW以下機(jī)組的技術(shù)改造，尤其是從小型鍋爐向集中供暖轉(zhuǎn)變的情況下，在確定了設(shè)計(jì)參數(shù)后，強(qiáng)化建筑節(jié)能環(huán)節(jié)，加強(qiáng)燃燒調(diào)節(jié)、減少泄漏、提高真空、節(jié)省常用電等措施，都能達(dá)到節(jié)能降耗目的。對(duì)冷凝器的循環(huán)水進(jìn)水口過(guò)濾器要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，以保證凝汽器的水位和蒸汽的正常運(yùn)行。三狀態(tài)控制電動(dòng)門在滑開后，保持高加水位的穩(wěn)定，通過(guò)調(diào)節(jié)鍋爐的結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)燃燒速率，使鍋爐充分燃燒。

5 結(jié)束語(yǔ)

近幾年，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)電力需求迅速增加，對(duì)電力企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理提出了更高的要求。在火力發(fā)電廠采用集中控制運(yùn)行模式下，由于各種原因造成的能源消耗較大，必須采取有效的節(jié)能措施，以提高其集控性，從而推動(dòng)火力發(fā)電企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。