发电厂锅炉节能降耗的对策与措施探究

2016-08-09骆健

大科技 2016年12期

关键词：发电厂节能降耗锅炉

骆健

（贵州粤黔电力有限责任公司贵州盘县 553500）

发电厂锅炉节能降耗的对策与措施探究

骆健

（贵州粤黔电力有限责任公司贵州盘县 553500）

锅炉是火力发电厂生产电能的核心设备，为热能、机械能、电能转换提供运行平台。由于锅炉运行产生能耗偏大，影响了发电厂运行的经济效益，坚持节能降耗改造是不可缺少的。结合锅炉节能改造原理，本文介绍了发电厂锅炉节能的可行性对策。

发电厂；锅炉；节能降耗；对策

“锅炉节能”基本原理是把高新材料技术、燃烧技术和锅炉综合技术有机结合在一起，通过一系列物理、化学变化，使燃烧煤达到强化燃烧，充分燃烧，完全燃烧的一种全新的燃烧方式。结合智能锅炉发展趋势，利用新技术构建降耗模式，实现了发电厂运行效益的最大化。

1 锅炉节能降耗原理

智能锅炉将成为行业的变革趋势，近年来，以可编程控制器（PLC）为技术中心，可构建更多种不同的智能操控模式，其数字化应用领域更加广泛。锅炉节能中添加可编程控制器，在控制柜中加装可编程序控制器，将压力给定值和水位给定值根据用户要求提前写入可编程序控制器，合理控制各个电机的转速，达到引风、鼓风、炉排、水泵电机的同步调节，进而达到输出恒定的气压值并节约能源的目的。

2 锅炉节能降耗主要思路

智能发电厂是行业变革的新方向，利用人机设备构建自动化控制空间，满足了人对厂内设备控制的操作要求。另一方面，智能技术实现了多样式操控平台，从热能调度、厂内运行、系统控制等多个方面，推动着发电厂控制系统结构改造控制。综合这些先进的发展趋势，发电厂要及时调整原有控制方案，促进厂内水能、热能、电能等之间的自由化调度。

2.1 智能控制

配电系统控制也存在着诸多隐患，导致锅炉区内控设施达不到预定效果，设备功能失效是普遍存在的问题，这些都会影响到锅炉区设施控制情况，不利于锅炉自动化控制体系形成。人工智能控制是信息技术应用典范，采用多元化技术执行设备控制方案，取代人工参与配电设备操控具有广泛的灵活性。

2.2 安全控制

基于工业控制技术快速发展趋势下，网络化调度安全性能得到充分体现，其设计规划也要注重安全原则。对于智能网络化调度来说，其智能化控制是指产品或系统的自然属性或准自然属性，如图1，应该保证设备、系统运行的安全和操作者的安全，对锅炉区设施起到了相应的保护作用，避免生产事故或故障引起能耗增加。

2.3 高效控制

配电系统是工程建设的先进趋势，利用智能技术完善区域调控模式，为区域人员提供了诸多便捷性。现代锅炉区逐渐走向集群化模式，多种锅炉共同组合成新的区域，为人居生活、工业生产等创造了可利用空间。电厂锅炉是国家火力发电建设重点对象，改造电厂锅炉标志着区域供配电升级，可以实现供电行业收益水平稳步提升。

图1 锅炉安全控制系统

3 发电厂锅炉节能降耗控制对策

基于智能锅炉科技指导下，机械设备面临的生产任务更多，现有锅炉控制功能达不到预定标准，不利于锅炉一体化发展。我国锅炉科技步入自动化时代，PLC各种虚拟模型在智能锅炉中得到广泛应用，提升了锅炉智能化水平。为了改变传统工程模式不足，锅炉各个区域执行任务时均采用自动化平台，利用数字控制器构建新型操控平台，满足了锅炉智能操作作业要求。

3.1 控制热能损失

电厂锅炉排烟过程中会产生较大的热能损耗，对炉膛内煤粉等燃料充分燃烧所需氧气量进行科学计算并严格控制空气鼓入量，避免因炉膛内燃料过度燃烧而造成大量热能损耗；锅炉使用完毕后，要对炉膛内烟灰与残渣等进行定期清理，尤其是排烟道部位，避免排烟过度造成大量热量损耗，以提高能源利用率。新型监控系统中包含锅炉基本信息的管理，数字控制与电子地图相互结合，优化了锅炉信息调度平台的操控性能。数字化调度中，当锅炉出现突发状况时，可以及时的获取该锅炉的基本信息，更加快捷的联系到锅炉相关负责人。

3.2 变频调速技术

锅炉系统资源是锅炉系统中心建设主体对象，开发与利用锅炉系统对社会事业发展具有深远意义。扫描系统将一些不安全因素排除在外，为锅炉系统化建设提供可行的指导依据。锅炉数据库建设中，用扫描系统进行数据检测与分配，可及时发现潜在的数据安全隐患。变频控制是锅炉节能的新技术，其具有优越的节能效果，如表1，按照装机容量进行划分，不同类型锅炉节能效果显著。

表1 变频技术的节能效果

此外，过热蒸汽对汽轮机的驱动力与发电机运行速度不匹配，即“大牛拉小车”的情况，同样会造成大量能源损耗。在锅炉系统内安装智能变频设备，能根据发电机最佳负荷来调节锅炉能量输出及发电机运行速度，以保证整个系统各设备处于最佳运行状态，避免锅炉系统能源输出过量，显著降低由于两者不匹配造成的大量能源损耗。

3.3 提高燃烧率

造成电厂锅炉能量大量损耗的另一重要因素是炉膛内燃料的不充分燃烧，因此电厂专业技术人员可通过对空气及燃料的科学调节来提高燃料利用率。设立高素质的燃料供应监督领导小组，严格排查燃料从采购到后期使用整个过程中存在的各种弊端与隐患；针对锅炉系统进行结构优化，并配备各种辅助设备，如鼓风调速器、锅炉温度传感器等，来提高炉膛内燃料燃烧率。此外，系统技术改变了早期锅炉系统的作业环境，从实用软件方面强化锅炉数据处理性能，同时进一步完善了应用层结构配置。例如，串行通信接口实现了定向传输，计算机之间数据信号可相互传递，及时对锅炉系统网络化指令接收与执行。

4 发电厂锅炉故障的防控方式

社会用电需求量持续增多，发电厂承载负荷大幅度增加，导致设备结构出现了不同程度耗损。继电保护装置作为发电厂防护平台，运行期间可向发电厂提供安全防护功能，避免各种因素对电力元件造成破坏作用。未来，智能化是继电保护器改造方向，利用智能技术实现电力优化调配，体现了智能技术的应用优势。

4.1 故障控制

电力元件故障损坏了系统的稳定性，特定环境下会导致设备结构耗损，不利于整个保护器功能的一体化控制。基于智能技术平台下，继电保护设定故障控制方案，借助保护器在故障设备或线路中的保护作用，短时间内自动切除故障。“损耗”过高是决定系统运行效率的根本，在有效元件控制下，继电保护不会启动防护功能，而一旦发电厂出现异常情况，智能感应器会启动自保护程序，按照保护器结构实现安全化控制。

4.2 智能控制

随着发电厂改造术不断发展，智能技术在电力元件控制中得到普及应用，成为新时期锅炉运行的安全保障平台。智能保护器具有多种自主化控制能力，从人机一体化角度拟定操控方案，以免人为操作性失误引起的异常耗损。同时，对于继电保护器的操控性能，选用PLC作为主控制器，如图2，PLC具有自主调控模块，可根据电力元件状态执行调度方案，体现了智能技术功能多样特点。

图2 基于PLC锅炉节能控制模式

4.3 线路控制

线路是传递电能的主载体，线路结构状态对锅炉效率有直接性作用，也是智能继电保护控制对象之一。基于智能技术辅助下，锅炉线路层次具有多变性特点，可按照线路布局进行多点式调配，满足了智能控制器结构改造特性。锅炉生产监控发现设备故障时，可第一时间通知检修人员赶往现场，提高了设备故障的处理效率，确保生产过程符合锅炉标准操作。