火力发电厂锅炉运行控制系统节能对策探讨

郭原慧

摘 要：随著我国科学技术发展速度的不断加快和人们生活水平的不断提高，日常生活中所需要的电能也越来越多。对于火力发电厂来说，锅炉运行过程中主要依靠各个部件的相互配合，才能完成高效的火力发电，锅炉运行效率的高低直接影响到能源的正常利用和发电效率。文章探讨了火力发电厂实现节能降耗的意义，阐述锅炉运行控制系统的节能对策，希望为火力发电厂锅炉运行节能发展提供帮助。

关键词：火力发电厂;锅炉能耗;热力损失

中图分类号：TU271 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）04-010-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.005

火力发电是我国电力系统生产电能的重要方式，它主要依托燃煤通过燃煤产生大量热能转变成电能，为社会大众提供源源不断的电力。在现阶段电力系统中，锅炉运行控制存在一定问题，能源利用率不高，且由于火力发电厂内部在发电过程中需要消耗大量的不可再生资源，导致对发电厂周围的环境造成了较大程度的影响。因此，要加强火力发电企业内部的节能控制，在保证火力发电质量的同时，减少锅炉运行过程中的能源损耗，这也是当前我国火力发电相关企业需要解决的首要问题。

1 火力发电厂锅炉节能降耗的重要意义

我国火力发电厂在日常工作过程中，由于锅炉本身需要消耗大量煤炭资源，通过燃烧将煤炭资源转换为电力，也是当前我国火力发电厂内部锅炉的主要工作模式。近年来，由于各个行业大幅度开采，我国煤炭资源储存数量已经濒临匮乏。煤炭资源属于不可再生资源，如果火力发电厂锅炉仍保持过去那种运行模式，我国的煤炭资源很快就会消耗殆尽。因此，要加强火力发电厂锅炉的节能降耗具体措施，优化锅炉内部结构，加强火力发电厂锅炉的日常使用效率，进一步降低煤炭资源使用量[1]。

火力发电厂内部锅炉在燃烧煤炭过程中会产生大量有害气体，其中包括二氧化硫、二氧化碳以及大量氮氧化合物。这些有害气体不仅对周围城市居民的日常生活造成较大的影响，危害人们的身体健康而且对当地城市空气质量造成一定程度上的影响。对于当前的锅炉内部结构来说，一旦煤炭资源没有得到充分燃烧，就会产生较多的二氧化碳，而火力发电厂内部也不具备相应的空气净化设施，往往导致燃烧不充分所产生的气体通过发电厂烟囱排放到空气中[2]。

加强日常锅炉节能减排措施是企业需要落实的首要问题。保证火力发电厂锅炉在使用过程中能够将煤炭资源充分燃烧，减少二氧化碳等有害气体的排放量，并定量控制锅炉所燃烧的煤炭数量，降低在发电过程中产生的资源浪费的现象，进一步提高煤炭燃烧效率。

2 火电厂锅炉基本结构分析

我国火力发电厂内部锅炉主要由汽轮机、发电机、锅炉和其他辅助设备所构成。在火力发电过程中，通常需要汽轮机与发电机为锅炉提供动力，通过主机运行的具体情况，决定锅炉在运行过程中的实际效率。对于火力发电厂内部主机系统来说，其在锅炉发电过程中占据重要地位，也是整个发电厂的核心能源供给点。煤炭在实际转化过程中需要将化学能通过燃烧的方式转化为热能，通过蒸汽驱动的形式将热能转化为电能，整个过程需要系统进行宏观调控，进一步控制锅炉运行过程中释放的能源不会产生浪费。我国目前很多火力发电厂使用的锅炉主要分为下降管、联箱、省煤器等部分，其中，下降管与联箱起到煤炭资源的输送工作，而省煤器则起到了煤炭资源的存储工作。在实际使用过程中，需要保证每个部件相互协作，进一步提升火电厂整体运行效率[3]。

3 火力发电厂锅炉运行控制节能对策解析

3.1 优化锅炉燃烧调节控制系统

当前，火力发电厂在锅炉安装过程中，应选择自动化控制系统作为火力发电厂的主要控制手段。传统企业主要通过人工监控的模式，对锅炉燃烧过程中的火力大小进行控制，而这种控制模式往往存在一定的误差，由于人工控制过程中，可能会导致火力发电厂内部锅炉出现效率低下。因此，很多企业内部都采用智能控制化调控系统作为主要管理模式。例如，部分电厂在实际使用过程中，由于60万超临界机组对锅炉加热过程中进行控制调节，从而有效提高了发电过程中的实际效率。一般增加比例为4%左右，同时能够使引风机电工作效率能耗降低450kW左右。对于空气排放方面来说，氮氧化物通过自动化控制系统，可以有效降低31.1%的有害物排放比例，在提高锅炉内部热传递交换比例的同时，能够增加实际点火过程中的燃料损失，这也是当前很多企业内部使用锅炉燃烧自动闭环系统的主要优势所在[4]。

对于节能效率方面，采用变频调速节能控制之后，可以使锅炉内部风机系统由之前的每小时400kW转化为每小时600kW。在能源消耗相同的情况下，效率可以提升33%，一年就可以为整个电厂企业节省约300万kWh。如果实际作业过程中按照电厂平均一度电0.3元计算，通过变频调速技能控制系统可以提升经济效益约248万元。

3.2 加强锅炉燃烧控制智能化

对于当前的火力发电厂锅炉运行来说，要提高整个电厂内部的节能减排效率，其中最为关键的就是控制过滤燃烧的具体控制效率，通过智能化控制系统，控制锅炉内部燃烧效率、污染物产生比例。对于锅炉燃烧智能化控制来说，很多电厂企业主要由DCS进行控制管理。DCS是智能化技术控制的分布式控制系统，其主要组成部分是由微型计算机控制系统与管理网络所组成的。相较于传统的控制系统，DCS具有较强的时效性，在安全方面更加牢靠[5]。在企业发展过程中，通过DCS系统可以有效提高企业生产过程中对于电厂锅炉燃烧的控制精度，在保障企业工作效率的同时进一步节约公司成本。

火力发电厂内部使用的自动化控制系统需要由管理人员监控，通常企业内部需要指派相应人员对锅炉内部燃烧情况、自动化系统控制情况进行综合分析判断。在监控过程中，很多基层技术人员进行技术调试，保证锅炉内部能够与自动化控制系统相衔接。对于整套系统来说，使用集中控制工作模式进行电气控制，会影响整个电气控制模式的稳态系统。当进行集中控制时，将所有功能集中在同一个处理器中，通过类似于超频的方式进行资源调配，会导致整个系统运行缓慢，进而导致电气控制系统瘫痪，降低锅炉内部燃烧效率。因此，对于火力发电厂来说，需要提升锅炉燃烧效率，增加电气控制的使用电缆数量，保证运行过程中能够存在充足的线路进行计算。当出现系统故障时，由于集中监控使用硬接线，会增加整个智能化技术工程的维修难度[6]。

3.3 加强锅炉燃烧的可视化技术

火力发电厂锅炉在運行过程中需要加强内部燃烧性能的观察性能。由于锅炉内部燃烧情况是处于一种动态情况下，往往波动速度较快，因此，需要相关人员加强对于锅炉的监控力度，保障锅炉在燃烧过程中能够实现人工与自动化控制系统的相互协作，以及对整个锅炉进行监控。这一过程需要提升锅炉燃烧的可视化技术。通过相应检测设备，监控锅炉内部的燃烧程度的。很多企业所使用的检测装备通常根据锅炉内部燃烧特性，之后结合锅炉内部实际温度与火焰温度，评估锅炉内部的燃烧效率。最重要的是炉膛燃烧效率，该数据可以最大限度地提升对于锅炉内部实际燃烧程度的数据评估能力。之前在人工记录阶段，通常对燃烧不充分的煤炭进行化学分析，判断出锅炉内部炉膛燃烧程度。随着科学技术的不断发展，如今已经可以通过相关检测装备判断炉膛核心区域的燃烧程度，这是之前传统检测模式无法做到的。部分企业也通过使用锅炉CT的检测方式，使用红外激光对炉膛燃烧温度进行调查评估，这也是当前可视化技术的应用当中最为重要的应用之一。通过提高锅炉燃烧优化效率与煤矿燃烧程度判断，可以降低污染物的排放量，进一步达到节能减排的作用。

4 结语

对我国火力发电厂的锅炉运行控制来说，要加强锅炉内部煤炭燃烧效率，从而保证电厂日常运行中实现节能减排，进一步提升企业实际效率。火力发电厂要完善各项管理机制，提高运行标准，强化管理措施，加强管理能力，同时不断提升基层技术人员的综合素质和专业，保证火力发电厂实现可持续发展。

参考文献

[1] 黄敏海.探讨火力发电厂锅炉运行控制系统的节能对策[J].冶金管理，2020（19）：142-143.

[2] 张野.火力发电厂锅炉运行控制的节能对策分析[J].新型工业化，2020，10（6）：39-40，43.

[3] 崔健.火力发电厂锅炉运行控制系统的节能对策解析[J].电子测试，2020（11）：127-128.

[4] 孙赫炎.火力发电厂锅炉运行控制的节能对策[J].通讯世界，2020，27（2）：179-180.

[5] 程宝如.火力发电厂锅炉运行控制的节能对策解析[J].中国新通信，2019，21（24）：224.

[6] 万超.火力发电厂锅炉运行控制的节能对策[J].中国高新科技，2019（24）：100-102.