火电厂热动系统节能优化思路及策略

邹礼中

摘要：在火电厂的装机容量和机组参数不断增加来满足不断增长的电能需求的同时，其能源消耗以及污染物排放也随之增加，为了提高其经济和社会效益，需要针对火电厂中的主要能耗和环境污染的热动系统进行节能优化。本文在分析对其进行节能优化的重要性和必要性的基础上，对节能优化的思路进行分析，并提出了具体了节能优化策略。

关键词：火电厂;热动系统;节能优化

1 引言

在我国的电能总量中，超过70%的电能来自于火电厂。在火电厂运行过程中，煤炭是主要的燃料类型。但是，由于煤炭燃烧会释放大量的二氧化硫与二氧化碳气体，严重污染我国的环境，而二氧化碳也是产生温室效应的主要根源。因此，为了保护全球环境，我国提出了经济升级与转型，不断调整自身的产业结构，大力发展可持续化低碳经济。

2 火电厂热动系统节能减排重要性

目前针对火电厂具有高能耗和高污染的特点，国家出台了相关政策并督促相关部门加大对火电厂节能减排的检查和控制，因此，火电厂针对其内部能耗高且污染物排放量大的热动系统来说，进行针对性的节能减排优化成为目前火电厂进行节能减排优化的重要内容和环节。针对火电厂热动系统的运行原理进行相关的节能减排优化分析与设计，制定多种节能方案来提高节能效果，不仅响应国家对于节能减排的策略和号召，而且切实起到减少污染物排放，改善人们生活环境的重要作用。随着目前火电厂规模的扩大和机组参数的增加，不断有新设备和新技术应用于火电厂中来提高生产效率、增加电能供应量，要按照国家相關的节能减排要求作为目标，结合目前先进的节能减排优化技术，以火电厂中的热动系统为主要优化对象，对其运行方式进行创新和优化，在现代科学技术的支持下提升火电厂的经济效益和社会效益。对于传统的热动系统节能减排优化策略来说，主要是对目前先进的技术进行应用以及对先进的节能设备进行安装来实现对热动系统的优化和改造，通过对热动系统运行状态的实时监测实现对整个过程中热动系统运行消耗的跟踪，在实时监测数据的基础上对此系统的运行参数进行调节来实现运行的优化。

3 火电厂热动系统节能优化策略

3.1 锅炉方面

在火力发电厂中，造成能源消耗的主要原因是锅炉的燃烧率较低。火力发电厂发电过程中，锅炉设备是发电厂最消耗能量的部分。在锅炉设备进行煤炭燃烧的过程中，常常存在能量损失情况，这与锅炉设备中漏风、漏粉等有着直接关系。造成锅炉设备泄露的原因主要有以下几个方面。第一，锅炉设备中应该进行彻底燃烧的气体与固体没有进行充分燃烧。第二，锅炉设备运行过程中产生了热损失。第三，在对锅炉设备进行烟尘等排除的过程中造成了热损失。以上三点是造成锅炉设备能量损失的主要因素。在锅炉设备运行过程中，只有保障锅炉的内部能够进行稳定燃烧，才能使蒸汽参数趋于稳定，才能保障火电厂机组的正常运转。

3.2 汽轮机组方面

（1）注意设备的检查和更新。在蒸汽汽轮机组运行的过程中，由于设备老化和设备不够更新，对整个汽轮机组的工作效率造成影响。因此，对于气能技术的工作而言，应当对其设备进行及时的更新和排查。在汽轮机组出现问题的时候，一般是汽轮机组运行过热，工作过程中的能量转化率不高，以及汽轮机组运行的不稳定等这些原因。当出现汽轮机组运行过热的时候，应当对冷凝器进行排查。如果冷凝器未能正常工作或者通风降温设备运行不畅应当及时对其进行处理[1]。而工作过程中的能量转化率不高，首先应当对汽轮机组的型号和工作效率进行排查。在这个检修过程中，首先对汽轮机速的管道压力进行检查，检查压力是否符合正常情况，如果压力不符合正常情况，首先检查设备是否正常运行，再者检查冷凝器是否正常。对于汽轮机组，如果出现运行不稳定的情况，主要情况是看汽轮机度的配重是否符合。再者就是汽轮机度的转头连接部位有可能出现空隙或者磨损，在检查过程中，如果发现转头接头处出现空隙或者磨损情况，应当及时对其进行更换处理。（2）使冷凝器正常工作温度降低。在火力发电的过程中，冷凝器对于蒸汽汽轮机度的工作效率和正常运行而言具有极为重要的作用。现有的冷凝剂主要有两种，一种是水冷，一种是汽冷。由于在火力发电过程中，冷凝器将运送过来的蒸汽进行冷凝，从而使得其体积缩小到原来的很小一部分，这就使得在冷凝器的前端造成了一个很大的真空度。这个对于后续来的蒸汽就有强大的吸力，从而推动蒸汽的高速运行。因此，使冷凝器正常工作温度降低对于提高整个汽轮机组的工作效率而言，具有极为重要的意义。

3.3 优化控制软件的应用

相关研究证明，采用神经网络模型，对过热器出口温度进行串级预测，是常规串级控制阶跃响应速度的两倍，超调量约为常规串级控制阶跃响应的三分之一。许多运用实例也表明，使用优秀的算法控制软件（如非线性协调、模糊算法、遗传算法、神经网络等）对提高热电厂的热功率系统、循环流化床锅炉等多个方面的性能都会产生非常重要的影响。另外，通过对传统比例、积分、微分控制器的控制设计进行改进，能够有效提升机组产生的经济效益，从而提高机组效率和减少煤耗和控制排放量。因此，在电厂设计阶段，需要具备科学的设计观念，在控制系统中，加入先进的算法控制软件，最大限度地发挥后续调试和运行阶段的效果。

3.4 单元机组控制与脱硝、脱硫的融合

在当前环境下，大多数火电厂采用烟气石灰石湿法脱硫。传统的脱硫控制装置，与主机组的控制装置是两个分开的系统。系统之间的信号传输，都是靠有限数量的硬接线，以达到操作需求的保护和联动。不断增加的火电厂污染和能耗问题，使环保要求随之提高，所以要使基建脱硫与机组完成同步，拆除旁路挡板，移除烟气脱硫系统气-气交换器、增压风机，让锅炉控制，与脱硫系统烟道控制紧密结合，从而减少污染排放。将脱硫控制划分于火电厂DCS控制之下，同样是实现节能减排的关键。脱硫控制需要锅炉控制回路，以及保护逻辑设计，渗透到烟气排放温度控制、吸收塔温度保护、烟道挡板开闭、脱硫浆液制备、脱硫废水处理、浆液循环、石膏脱水控制中。这需要在建造电厂的前期准备阶段，进行规划设计的协调，以实现对主厂控制系统和脱硫系统的综合控制。

4 结束语

在全球资源紧缺和环境恶化不断加剧的形势下，对于具有高能耗和高污染的火电厂来说，需要针对其能耗和产生污染物的主要热动系统进行节能优化，其目的就是对资源进行充分利用并减少浪费和污染物排放，提高电能生产效率、降低能耗和生产成本来提高火电厂的经济效益与市场竞争力，促进火电厂节能减排目标的实现。

参考文献：

[1] 任英峰.浅析火力发电厂热动系统节能优化措施[J].节能与环保，2018（10）：58-59.

[2] 毕锋石，张伟.火电厂热动系统节能优化思路与举措探究[J].科技经济导刊，2017（29）：79-80.

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[4] 吴进新.浅析火电厂中热动系统的节能优化对策[J].科技创新与应用，2017（13）：94.

[5] 邸建廷，魏智诚.火电厂中热动系统的节能优化策略[J].科技经济导刊，2016（18）：105.