基于主设备优化运行的火电厂节能方法与应用研究

邵岐 内蒙古蒙东能源有限公司鄂温克电厂

工业革命带来全球经济进入新台阶，随着社会经济的快速发展，同时也严重的影响到了生态环境，温室效应日益加重。随着可持续化发展理念深入人心，人们对于环境保护日益关注，世界越来越多的国家开始践行低碳经济发展。我国作为能源消耗大国，如何做到节能减排是当前社会经济可持续发展的重要任务。在相关政策出台下，对于火力发电企业供电煤耗标准有着严格的规定，进一步推动了火电场企业节能减排技术的不断创新。

一、现阶段火电厂节能减排主要措施

近几年来，全球气温变暖，温室效应日益加重，此项问题引起了世界各国的高度关注。因此，在现阶段全球发展过程中有效的控制温室气体，减少有害气体的排放量是未来发展的重要目标。根据国内环境现状调查，我国环境污染严重且能源消耗位居世界前沿，为实现节能减排的发展战略目标，就必须得到社会各行各业的鼎力支持，在相互配合努力下，以此促进我国可持续发展战略稳固发展。针对我国各大能源消耗单位，国家开始相继颁布了有关的政策，明确规定火力发电厂供电消耗标准及二氧化硫排放量的标准，火电厂以此根据国家制定能源政策及环保要求，优化企业管理实现节能减排工作。现阶段火电厂节能减排的主要方式便是优化火电机组，在汽轮机组上运用SIS 系统建模，采用神经网络技术及免疫算法、禁忌搜索算法等各项人工智能技术，以此确保在高速运转下对数据进行准确预测，以此充分的体现出SIS 系统的优势作用。有效分析能源损耗，具备机组负荷优化分配功能，以此优化火电机组节能。目前，由于SIS 系统功能在一些应用方面受阻，在一些发电机及锅炉等应用设备中并没有得到普及应用。

二、火电厂锅炉运行过程中存在的问题

（一）锅炉燃煤效率不稳定

对我国大多数火电厂燃煤现状进行调查分析，多数火电厂在工业锅炉使用材料中，多以煤炭作为重要资源，多数火电厂在燃烧上多以“层燃燃烧”方式进行。所以在这种情况下，煤的质量及颗粒大小对于锅炉燃烧效率有着重要的影响。此外，在锅炉机组上运用到的燃煤，大多属于未经过加工的原煤，这些原煤并未在前期工作上进行等级划分，在出煤时直接混合发给电厂。对这种煤料进行分析，发现其质量不够稳定，并且在实际燃烧作用和产生的热能与火电厂锅炉的设定热值具有一定的差距。因此，在这种情况下，对于锅炉的燃烧效率产生了极大的抑制作用。在现实供应关系下，造成多数火电厂锅炉机组燃烧质量严重下滑，从而导致在输出电能的方面进一步收缩。同时由于在燃烧过程中产生了大量的污染废气，这对环境产生严重的影。长此以往，这将对火电厂未来的发展极为不利。

（二）劣质煤炭使得锅炉机组耗能加大

锅炉机组是火电厂内耗能最大的设备，使用煤炭燃烧发电工作时，若是使用不达标的煤炭，将会严重降低整个技术设备的应用效率。同时，在燃烧过程中将会产生煤质灰粉及大量的危害机组对人的身体安全产生了极大的危害，在煤质灰粉的作用下，造成制粉系统动力减弱，彼此造成锅炉粉难以与粉线位相匹配，最终造成给粉自留、下粉不匀等问题。若是情节严重者，将会造成锅炉完全熄灭，针对这种问题，若是采用油解决，将会产生锅炉结焦等新问题。这样不但将会造成更严重的能源浪费，还会对整个锅炉机组的正常运行造成严重影响。

（三）锅炉管理者的专业技能及素养有待提高

针对当前火电厂实际燃烧工作现状来看，工作管理者素质较差，并且在节能设备及技术上也较为落后，使用火电厂锅炉的单位未配备专业的技术人员，难以有效的对工业锅炉稳定运行进行有效的控制。多数锅炉操作管理者在知识理念上较为落后，管理理念与现实情况严重脱节。此外，单位缺乏完善的考核奖惩机制，未明确管理制度，同时，管理者在思想上对于锅炉管理节能战略要求意识淡漠，这将进一步造成锅炉运行效率急剧降低，因此在这种情况下，管理者要加强对锅炉节能工作的重视，加强自身的工作素养及能力。

三、基于主设备优化运行的节能减排方法

（一）优化火力发电的主要设备

根据现实要求，对各个环节进行有效调整，从而达到最佳运行效率，这是现阶段对于机组能源消耗的有效降低措施。对锅炉燃烧进行优化改进措施中，容易受到混煤掺配比例影响，而锅炉出口蒸汽压力则明显受到了汽轮机组滑压运行效率的影响。如何在当前新型经济发展战略目标下，将这几个方面实行科学管理，优化各项工作环节，是实现火电厂节能减排发展战略的重要工作。对当前发展现状进行深入研究，可以从以下几个方面进行机组优化。

（二）锅炉选择与燃煤管理

燃煤管理作为火力发电的核心基础，根据当前情况来看，火力发电发展运行速度加快，煤种的合理选择，直接影响到锅炉设计。以往的单一煤矿无法与当前发展战略目标相一致，在实际工作中，若是选用多个煤种，这在一定程度上会导致电网容量急剧扩大，采用无烟煤便可持续保持设备的低负荷运行。以目前的火电厂发电运行状况来看，采用精确皮带秤便可准确的对煤流量进行准确控制，有效管理，从而实时计量管理分炉煤量。为有效降低煤燃消耗量，采用科学的煤输系统，以此提高锅炉燃烧率是当前重要的举措之一。其次，在燃煤的选择方面，要与锅炉相匹配。由于在现实情况下，燃料所用成本占比较高，且大多数电厂所选用的燃煤品质量较低，在这种情况下，采用具备热重法的相关仪器便可对煤燃料的特性进行有效的分析，通过采用科学的混煤以此取代低劣煤种的燃烧特性，从而保持锅炉的正常运行。因此火电厂在现阶段的发展过程中，要建立起煤质数据库，以此保证混煤掺配技术的基础设施。通过混煤掺配技术则有效的提高了燃煤效率，以此充分的发挥出燃煤的作用。这样便可通过降低煤燃消耗，又能够有效降低生产成本。

（三）优化锅炉燃烧

在现阶段，若是燃煤能够在锅炉中得到充分的燃烧，这样便可以将其的最大功用发挥到极致。若是仅仅通过稳煤参配以此提升煤炭燃烧效率，难以达到现实要求下的燃烧条件。因此，在这种情况下，采用锅炉燃烧是其重要的工作环节。优化锅炉燃烧的基础措施中要合理的结合混煤参配特征，从而进行风粉配比，这样便可促使燃煤达到完全燃烧。因此，在这种情况下，需要对锅炉燃烧进行彻底的优化。在研究工作上，主要采用优化技术燃煤调整实验，优化燃煤理论建模检测技术，优化以往人工智能对锅炉燃烧等技术，这些技术在实际工作中各有优劣。所以还应该需要对相关的燃烧技术进行深入了解分析，根据火电厂实际发展情况，采用合适的燃烧技术。其次，针对锅炉燃烧控制系统，因其较为复杂，并且各个环节相互关联，因此，为有效提高锅炉燃烧实际效果，就需要建立合理的系统结构，以此改善被控对象的特性。同时，加大对控制器性能优化，采用多种方法，便可有效提高燃煤控制系统，也是在现实情况下，对于锅炉燃烧进行优化的重要对策。

（四）机组节能优化

对于整个火力发电工作来说，优化基础节能运行是保证发电工作效率及效果得到有效提升的重要基础，并且对于各个环节下开展节能优化工作有着重要的作用。为有效实现这一工作目的，便要采用人工智能技术，以此优化基础运行。根据当前多种工作方式来看，其中的免疫禁忌算法是现阶段最为普及的人工智能技术。在实践应用工作上，应与SIS 平台数据处理功能紧密结合，通过神经网络构建机组发电模型与免疫经济技术，从而在全局上对机组进行彻底优化，从而达到节能机组的工作任务。

四、智能控制技术在发电厂节能系统中的应用

在科学技术不断发展下，智能控制技术被广泛的应用于各行各业。因此，根据当前可持续化发展战略要求，也应该将智能控制技术运用到锅炉燃烧优化工作上。首先需要对智能控制技术的应用价值进行探究，以此充分的发挥出其工作价值，在实践探究中发现智能控制技术应用优势主要体现在以下几点。

（一）模糊控制系统

此项技术便是利用模糊控制器对非线性的方程进行近似精度函数逼近。应用于锅炉智能控制系统中，使用模糊控制技术便可有效的针对小型锅炉在实际燃烧过程中出现的滞后、惯性的问题彻底解决。并且以其特有功能，能够提高锅炉燃烧的自动控制质量，以此形成更加精确的数据模型，通过紧密结合常规控制技能，以此形成一种更加科学合理的锅炉燃烧管理方案。

（二）神经网络系统

此项技术在通常情况下作用于信息处理及控制方面，针对神经网络结构进行深层次分析，发现其具有分层的特性，并且在相互的神经元之间可以进行输入及输出上的连接。然而，对于不同层次的神经元便无法进行有效的连接。这样我们便可以利用神经网络因此形成一个发电厂燃烧系统模型，在有效数据验证下，确保模型的精确度，然后根据神经网络的控制技术减少有害气体的排放量，这样便可通过事前的简单预测，对于燃烧后的污染物对环境及实际经济造成的影响进行预测，这样便可达到节能减排的目的。

五、结束语

以上对基于主设备优化运行的发电厂节能有关措施进行了简要分析，以便在新时期的发展要求下，有效的改进工作各项环节，优化管理结构，实现科学管理，以实现可持续化发展为目标，持续优化管理理念，以此有效提高发电厂的工作效率及质量。