火力发电厂集控运行节能降耗技术措施分析

2023-11-16田立智

科学与信息化 2023年21期

田立智

国能吉林江南热电有限公司吉林吉林 132000

引言

火电厂作为电力能源的主要生产企业，消耗一次性资源量大，其节能具有重要的现实意义。伴随着经济的发展与进步，我国在能源与初级产品层面发生了显著变化，供求格局的变动突显了资源在经济发展环节中的制约特征，做好能源节约工作刻不容缓。伴随电力体制改革的逐步深入，对于火力发电厂来说，必须依据以节能与运行经济性为核心的工作原则制定降低煤炭等资源消耗量的方案，这对火电成本的进一步缩减提出了更高要求。对于火力发电厂来说，想要在日益激烈的市场环境下获得更多的生存条件，关键在于强调节能管理思想的重要意义，提高对运行经济性的重视。

1 火电厂集控运行的内涵及节能降耗的重要性分析

1.1 集控运行的内涵

对于我国目前的火电厂来说，生产机组主要是采用自动化技术以及相应的设备来构成火电机组系统。在实际的火电厂集控运行设计过程中，一般都是将火电厂生产﹑机组﹑锅炉以及相关的控制实现集中化的控制，一般情况下这种控制就被称为集中控制。在运行过程中，要加强对集中控制的监督管理，提升节能降耗效率。

1.2 节能降耗的重要性

对于火电厂集控运行节能降耗工作来说，具有非常重要的意义，具体体现在以下几方面[1]：①通过节能降耗工作，能够合理调整火电厂的实际运行状况，最大限度地降低火电厂的能源损耗。特别是在火电厂实际的运行生产过程中，所用的各类能源，很多都是属于不可再生能源，因此大规模的生产导致大量能源损耗，所以工作人员必须采取更加科学合理的节能降耗方式，来合理调整火电厂的运行，控制能源成本；②就目前来说，通过优化火电厂的生产运行，强化节能措施，能够最大限度地保护火电厂周围的生态环境，防止由于生产过程而导致周围生态环境受到严重破坏，并且集控运行节能降耗操作还能够有效控制污染气体的排放，保障周围环境清新；③我国越来越多的火电厂面临着更多压力的竞争，因此火电厂必须加强对于生产过程的优化，采用节能降耗技术来增长火电厂的绿色经济效益，使其能够在激烈的市场竞争中保持核心地位。

2 火电厂集控运行的核心技术

火电厂集控运行技术是当前我国火电厂应用的一种先进的综合管理控制技术，以先进的管理控制技术能够实现对火电厂的智能化和集中化控制，从而实现提高火电厂运行管理效率的目的。但是就我国火电厂集控运行系统的实际情况而言，火电厂集控运行的核心技术主要是以动态稳定控制系统来实现，能够有效确保集控运行系统实现对火电厂相关设备的集中控制，从而实现自动化的最终目的。动态稳定控制系统在火电厂集控运行技术中的应用，可以使火电厂在实际运行过程中体现出更加强大的数字化﹑自动化及智能化等性能，实现对火电厂内部系统的稳定运行，并对所涉及的具体数据信息资料进行有效规划。集控运行技术作为火电厂日常生产线的管理和控制技术中的核心技术，通过对电子计算机内部中央处理器的计算功能和互联网技术中的数据进行远程连接与控制，有助于提高火电厂的自动化程度，实现火电厂发电效率的有效提升。对于大型电厂而言，对大中型的电力生产线及火电机组进行集中管理控制时，在原有技术上使用4C技术可以更好地辅助集控运行系统对火电厂生产线的集中控制，也能使火电厂在生产过程中对产生的相关数据和资料实现收集与整理，最终将这些数据信息结果有效整合。

3 火电厂集控运行节能降耗的措施

3.1 加强生产管理力度

为了从根本上给火电厂集控运行节能降耗提供指导依据，需要从管理角度出发完善各项内容，并根据火电厂的实际情况制定完善的节能降耗管理体系，以此规范工作人员的各项行为，为集控运行各环节的有序推进提供基础保障。首先，火电厂需要从现实角度出发，明确集控运行过程中的各项问题，尤其需要注意节能降耗数据的采集，在此基础上建立数据处理平台对获取数据进行研究﹑分析，之后对管理体系不断的优化，切实保障火电厂生产管理的科学性与全面性[2]。其次，火电厂各部门之间需要加强有效交流，树立准确﹑统一的节能降耗理念；在日常经营过程中，火电厂应鼓励工作人员就运行中的能源消耗问题提出对应意见，由管理层分析该意见的可行性与合理性，一旦发现不科学之处需要及时进行调整，之后再应用到管理体系中，确实保障机组的稳定运行；火电厂还应重视工作人员的培训，切实提升工作人员的责任感与专业技能。最后，在火电厂集控运行过程中还需要重视燃料的管控工作，依据燃料的热值﹑火电量指标等参数合理地调整燃料结构；同时需要加强对设备的维护工作，安排工作人员定期对设备进行稳定性检查，一旦发现问题即刻处理；此外，火电厂还需要安排工作人员定期对设备全面质检，替换问题零部件以排除安全隐患。

3.2 汽轮机组的降耗处理

火电厂中的汽轮机组是将热能转化为机械能的外燃回转类设备，是火电厂应用最广泛的原动机。由其原理可以得知，汽轮机组在能源转化过程中势必会存在一定的能量损失，因此需要尽可能降低这部分损失以提升能源转化率，可从两方面入手：一方面，提升汽轮机组的真空度。通过研究发现，在功率为60万kW的汽轮机组中，真空度增加1kPa，其能耗就会降低2.4g/(kw·h)。基于这一点，需要在现有技术手段与条件的基础上尽可能保障汽轮机组密封性，要求火电厂定期对汽轮机组进行检查，一旦发现泄露问题应立即填补，以此维护汽轮机组的稳定；在具体的工作中，火电厂还需要调整汽轮机组的轴封系统，实时明确其凝结水的过冷度；若在冬季极端气温条件下，需要注意汽轮机组的防寒工作，最大限度地保障汽轮机组的运行安全。另一方面，重视汽水质量。在火电厂集控运行过程中，若加入锅炉内的水不满足规定标准，就会使汽轮机组受热面产生结垢现象，此时一旦汽轮机组过热很容易导致结构损坏。因此，在进行具体工作时要适当增加煤炭数量，满足火电要求的同时满足传热性要求；若汽轮机组运行过程中蒸汽质量不合格，也可能会导致受热位置的结垢现象，进一步降低导管的通流截面，增加汽轮机组的运行阻力，出现能耗大的问题。

3.3 重视锅炉燃烧的调整

锅炉参数调整可从3个方面入手：首先，加强燃烧调整。火电厂集控运行节能降耗的重点需要从锅炉燃烧入手合理调整各项参数，具体有两方面：一方面，火电厂需要调节过量空气系数，尽可能保障锅炉燃烧的最佳状态。为了达到这一要求，需要分析燃烧残渣的含碳量与含氧量，一旦发现不完全燃烧情况就需要对过量空气系数进行调整，调整时要保持系数的稳定，不应过高也不应过低，以此有效降低燃烧热损失与不完全燃烧损失；另一方面，为了满足火电要求进一步降低生产成本，火电厂可以使用混配煤，要求按照实际情况准确配比各项原料，以此达到热量稳定﹑预防锅炉结构等目的[3]。其次，降低排烟热损失。在煤炭燃烧过程中，很大一部分能量会随着烟雾流失，因此需要严格控制排烟温度以达到节约煤炭﹑降低污染的目的。因此，火电厂要合理调整一次风率，以此可避免出现积煤的情况，达到降低设备运行风阻的目的；同时，火电厂需要控制锅炉的漏风率，切实满足锅炉底部的密封性要求以最大限度降低锅炉的漏风量；此外，火电厂还应控制受热面出现吹灰﹑结垢现象，以此降低通风阻力与能源消耗。最后，其他部分调整。在锅炉控制过程中，还需要注意燃油的调整﹑煤炭质量的控制﹑再热器减温水量的控制等一系列问题，要求按照规定标准科学调整参数，保障锅炉运行的效率与稳定性。

3.4 强化燃料管理以达到能源节约的目的[4]

①对燃煤质量的改进。对于火力火电厂来说，应针对入厂煤质量检测与计量工作进行深入分析，对入炉燃料的实际燃烧效果予以确定；燃煤储量的优化，应重点关注存储成本﹑燃烧值损失以及订货成本等内容，避免出现由于燃煤紧缺而导致非正常停机现象；存煤科学管理过程的强化，是保证存储煤炭方法合理性的前提条件。应在确保锅炉运转正常的基础上，选择不同煤种搭配燃烧，在将燃烧效率提升的同时，也能显著降低燃料费用。②将锅炉燃烧效率进一步提升。锅炉是消耗燃料最大的火电厂设备，其燃烧过程中所出现的能量损失主要有排烟损失﹑不完全燃烧损失﹑散热损失以及灰渣损失等。建议从不同损失产生原因入手，消除产生根本因素，达到节能控制锅炉燃烧的最终目的。锅炉运行过程中，建议通过降低风速﹑提高风温﹑减少风量﹑提高煤粉浓度等方式，或直接改变制粉系统运行模式，配合使用空预器漏风减少方案，以实现锅炉燃烧效率进一步提升的最终目标。

3.5 提高循环热效率以降低火电厂热损失[5]

①保证汽轮机时刻处于真空运行状态，适当提高真空效果是降低凝汽损失的关键因素，也是将循环效率进一步提高的重要基础。具体方法有：凝汽器钛管清洁度的保证可以将冷却效果进一步提升；保证凝汽器热井水位的合理性；确保真空系统严密性与预期目标相匹配，建议配合使用高效抽气器与真空系统阀门水封等措施；轴封供汽压力的保证，以及水位的正常化，是将循环热效率提高的关键因素。②保证火电机组稳定参数的正常状态。若能够将蒸汽初参数进一步提高，或选择将大容量火电机组使热经济性予以提升，如使用的高压火电机组，初压每降低5%则对应汽耗将增加1%；初温度若降低10℃，则对应循环效率也将同步降低0.5%。作为工作人员在掌握此规律的前提下，需要保证对新蒸汽参数的监视严密性，并做好适当调整工作以确保额定蒸汽规范的维持效果。③依托回热加热设备用以将给水温度进一步提高。机组运行环节需要保证高低压加热器的投入运行完整性，具体措施为：对加热器旁路门与隔板进行清扫并检测是否存在内漏现象，以防止给水短路现象出现；将加热器检修质量予以提升，是将泄露现象予以消除的重要基础；对加热器空气管进行清扫，并保证空气管表面的清洁度具有降低端差的重要作用；针对加热器空气管的安装位置做好改进工作，能够避免出现加热器内部有积存空气现象出现；确保所使用低压加热器的严密性，能够避免出现空气进入情况；维持高压加热器保护条件的稳定供给状态，是确保高压加热器能够充分发挥运行效果的关键因素。

3.6 积极探索节电新举措

改进汽轮机流通部分。我国的火力火电厂在近年来大力推广125/200/300MW机组的集中整改任务，并获得了较好的经济效益与社会效益。从实际运行情况来看，无论是其可靠性还是经济性，相较传统机组均有明显的提升效果，科学的改进与结构优化，起到了增加机组容量与减少污染的重要作用。电力市场激烈的市场竞争，以及机组低负荷运行时间增长﹑频繁调节火电峰值，促使各地火力发电厂积极探索低负荷运行节能措施，通过对辅机运行方式优化，充分发挥变频调速技术的应用优势，达到低速启动与匹配负荷变化的基本需求，进而将厂房耗电降低。