發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對(duì)策與措施探究

駱健

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司 貴州盤縣 553500）

發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗的對(duì)策與措施探究

駱健

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司 貴州盤縣 553500）

鍋爐是火力發(fā)電廠生產(chǎn)電能的核心設(shè)備，為熱能、機(jī)械能、電能轉(zhuǎn)換提供運(yùn)行平臺(tái)。由于鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生能耗偏大，影響了發(fā)電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，堅(jiān)持節(jié)能降耗改造是不可缺少的。結(jié)合鍋爐節(jié)能改造原理，本文介紹了發(fā)電廠鍋爐節(jié)能的可行性對(duì)策。

發(fā)電廠；鍋爐；節(jié)能降耗；對(duì)策

“鍋爐節(jié)能”基本原理是把高新材料技術(shù)、燃燒技術(shù)和鍋爐綜合技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，通過一系列物理、化學(xué)變化，使燃燒煤達(dá)到強(qiáng)化燃燒，充分燃燒，完全燃燒的一種全新的燃燒方式。結(jié)合智能鍋爐發(fā)展趨勢(shì)，利用新技術(shù)構(gòu)建降耗模式，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠運(yùn)行效益的最大化。

1 鍋爐節(jié)能降耗原理

智能鍋爐將成為行業(yè)的變革趨勢(shì)，近年來，以可編程控制器（PLC）為技術(shù)中心，可構(gòu)建更多種不同的智能操控模式，其數(shù)字化應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。鍋爐節(jié)能中添加可編程控制器，在控制柜中加裝可編程序控制器，將壓力給定值和水位給定值根據(jù)用戶要求提前寫入可編程序控制器，合理控制各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到引風(fēng)、鼓風(fēng)、爐排、水泵電機(jī)的同步調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到輸出恒定的氣壓值并節(jié)約能源的目的。

2 鍋爐節(jié)能降耗主要思路

智能發(fā)電廠是行業(yè)變革的新方向，利用人機(jī)設(shè)備構(gòu)建自動(dòng)化控制空間，滿足了人對(duì)廠內(nèi)設(shè)備控制的操作要求。另一方面，智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多樣式操控平臺(tái)，從熱能調(diào)度、廠內(nèi)運(yùn)行、系統(tǒng)控制等多個(gè)方面，推動(dòng)著發(fā)電廠控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改造控制。綜合這些先進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)電廠要及時(shí)調(diào)整原有控制方案，促進(jìn)廠內(nèi)水能、熱能、電能等之間的自由化調(diào)度。

2.1 智能控制

配電系統(tǒng)控制也存在著諸多隱患，導(dǎo)致鍋爐區(qū)內(nèi)控設(shè)施達(dá)不到預(yù)定效果，設(shè)備功能失效是普遍存在的問題，這些都會(huì)影響到鍋爐區(qū)設(shè)施控制情況，不利于鍋爐自動(dòng)化控制體系形成。人工智能控制是信息技術(shù)應(yīng)用典范，采用多元化技術(shù)執(zhí)行設(shè)備控制方案，取代人工參與配電設(shè)備操控具有廣泛的靈活性。

2.2 安全控制

基于工業(yè)控制技術(shù)快速發(fā)展趨勢(shì)下，網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度安全性能得到充分體現(xiàn)，其設(shè)計(jì)規(guī)劃也要注重安全原則。對(duì)于智能網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度來說，其智能化控制是指產(chǎn)品或系統(tǒng)的自然屬性或準(zhǔn)自然屬性，如圖1，應(yīng)該保證設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行的安全和操作者的安全，對(duì)鍋爐區(qū)設(shè)施起到了相應(yīng)的保護(hù)作用，避免生產(chǎn)事故或故障引起能耗增加。

2.3 高效控制

配電系統(tǒng)是工程建設(shè)的先進(jìn)趨勢(shì)，利用智能技術(shù)完善區(qū)域調(diào)控模式，為區(qū)域人員提供了諸多便捷性。現(xiàn)代鍋爐區(qū)逐漸走向集群化模式，多種鍋爐共同組合成新的區(qū)域，為人居生活、工業(yè)生產(chǎn)等創(chuàng)造了可利用空間。電廠鍋爐是國(guó)家火力發(fā)電建設(shè)重點(diǎn)對(duì)象，改造電廠鍋爐標(biāo)志著區(qū)域供配電升級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)供電行業(yè)收益水平穩(wěn)步提升。

圖1 鍋爐安全控制系統(tǒng)

3 發(fā)電廠鍋爐節(jié)能降耗控制對(duì)策

基于智能鍋爐科技指導(dǎo)下，機(jī)械設(shè)備面臨的生產(chǎn)任務(wù)更多，現(xiàn)有鍋爐控制功能達(dá)不到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，不利于鍋爐一體化發(fā)展。我國(guó)鍋爐科技步入自動(dòng)化時(shí)代，PLC各種虛擬模型在智能鍋爐中得到廣泛應(yīng)用，提升了鍋爐智能化水平。為了改變傳統(tǒng)工程模式不足，鍋爐各個(gè)區(qū)域執(zhí)行任務(wù)時(shí)均采用自動(dòng)化平臺(tái)，利用數(shù)字控制器構(gòu)建新型操控平臺(tái)，滿足了鍋爐智能操作作業(yè)要求。

3.1 控制熱能損失

電廠鍋爐排煙過程中會(huì)產(chǎn)生較大的熱能損耗，對(duì)爐膛內(nèi)煤粉等燃料充分燃燒所需氧氣量進(jìn)行科學(xué)計(jì)算并嚴(yán)格控制空氣鼓入量，避免因爐膛內(nèi)燃料過度燃燒而造成大量熱能損耗；鍋爐使用完畢后，要對(duì)爐膛內(nèi)煙灰與殘?jiān)冗M(jìn)行定期清理，尤其是排煙道部位，避免排煙過度造成大量熱量損耗，以提高能源利用率。新型監(jiān)控系統(tǒng)中包含鍋爐基本信息的管理，數(shù)字控制與電子地圖相互結(jié)合，優(yōu)化了鍋爐信息調(diào)度平臺(tái)的操控性能。數(shù)字化調(diào)度中，當(dāng)鍋爐出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí)，可以及時(shí)的獲取該鍋爐的基本信息，更加快捷的聯(lián)系到鍋爐相關(guān)負(fù)責(zé)人。

3.2 變頻調(diào)速技術(shù)

鍋爐系統(tǒng)資源是鍋爐系統(tǒng)中心建設(shè)主體對(duì)象，開發(fā)與利用鍋爐系統(tǒng)對(duì)社會(huì)事業(yè)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。掃描系統(tǒng)將一些不安全因素排除在外，為鍋爐系統(tǒng)化建設(shè)提供可行的指導(dǎo)依據(jù)。鍋爐數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)中，用掃描系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)與分配，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的數(shù)據(jù)安全隱患。變頻控制是鍋爐節(jié)能的新技術(shù)，其具有優(yōu)越的節(jié)能效果，如表1，按照裝機(jī)容量進(jìn)行劃分，不同類型鍋爐節(jié)能效果顯著。

表1 變頻技術(shù)的節(jié)能效果

此外，過熱蒸汽對(duì)汽輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)力與發(fā)電機(jī)運(yùn)行速度不匹配，即“大牛拉小車”的情況，同樣會(huì)造成大量能源損耗。在鍋爐系統(tǒng)內(nèi)安裝智能變頻設(shè)備，能根據(jù)發(fā)電機(jī)最佳負(fù)荷來調(diào)節(jié)鍋爐能量輸出及發(fā)電機(jī)運(yùn)行速度，以保證整個(gè)系統(tǒng)各設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，避免鍋爐系統(tǒng)能源輸出過量，顯著降低由于兩者不匹配造成的大量能源損耗。

3.3 提高燃燒率

造成電廠鍋爐能量大量損耗的另一重要因素是爐膛內(nèi)燃料的不充分燃燒，因此電廠專業(yè)技術(shù)人員可通過對(duì)空氣及燃料的科學(xué)調(diào)節(jié)來提高燃料利用率。設(shè)立高素質(zhì)的燃料供應(yīng)監(jiān)督領(lǐng)導(dǎo)小組，嚴(yán)格排查燃料從采購(gòu)到后期使用整個(gè)過程中存在的各種弊端與隱患；針對(duì)鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并配備各種輔助設(shè)備，如鼓風(fēng)調(diào)速器、鍋爐溫度傳感器等，來提高爐膛內(nèi)燃料燃燒率。此外，系統(tǒng)技術(shù)改變了早期鍋爐系統(tǒng)的作業(yè)環(huán)境，從實(shí)用軟件方面強(qiáng)化鍋爐數(shù)據(jù)處理性能，同時(shí)進(jìn)一步完善了應(yīng)用層結(jié)構(gòu)配置。例如，串行通信接口實(shí)現(xiàn)了定向傳輸，計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)信號(hào)可相互傳遞，及時(shí)對(duì)鍋爐系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化指令接收與執(zhí)行。

4 發(fā)電廠鍋爐故障的防控方式

社會(huì)用電需求量持續(xù)增多，發(fā)電廠承載負(fù)荷大幅度增加，導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不同程度耗損。繼電保護(hù)裝置作為發(fā)電廠防護(hù)平臺(tái)，運(yùn)行期間可向發(fā)電廠提供安全防護(hù)功能，避免各種因素對(duì)電力元件造成破壞作用。未來，智能化是繼電保護(hù)器改造方向，利用智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力優(yōu)化調(diào)配，體現(xiàn)了智能技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

4.1 故障控制

電力元件故障損壞了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特定環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)耗損，不利于整個(gè)保護(hù)器功能的一體化控制。基于智能技術(shù)平臺(tái)下，繼電保護(hù)設(shè)定故障控制方案，借助保護(hù)器在故障設(shè)備或線路中的保護(hù)作用，短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)切除故障。“損耗”過高是決定系統(tǒng)運(yùn)行效率的根本，在有效元件控制下，繼電保護(hù)不會(huì)啟動(dòng)防護(hù)功能，而一旦發(fā)電廠出現(xiàn)異常情況，智能感應(yīng)器會(huì)啟動(dòng)自保護(hù)程序，按照保護(hù)器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)安全化控制。

4.2 智能控制

隨著發(fā)電廠改造術(shù)不斷發(fā)展，智能技術(shù)在電力元件控制中得到普及應(yīng)用，成為新時(shí)期鍋爐運(yùn)行的安全保障平臺(tái)。智能保護(hù)器具有多種自主化控制能力，從人機(jī)一體化角度擬定操控方案，以免人為操作性失誤引起的異常耗損。同時(shí)，對(duì)于繼電保護(hù)器的操控性能，選用PLC作為主控制器，如圖2，PLC具有自主調(diào)控模塊，可根據(jù)電力元件狀態(tài)執(zhí)行調(diào)度方案，體現(xiàn)了智能技術(shù)功能多樣特點(diǎn)。

圖2 基于PLC鍋爐節(jié)能控制模式

4.3 線路控制

線路是傳遞電能的主載體，線路結(jié)構(gòu)狀態(tài)對(duì)鍋爐效率有直接性作用，也是智能繼電保護(hù)控制對(duì)象之一。基于智能技術(shù)輔助下，鍋爐線路層次具有多變性特點(diǎn)，可按照線路布局進(jìn)行多點(diǎn)式調(diào)配，滿足了智能控制器結(jié)構(gòu)改造特性。鍋爐生產(chǎn)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)，可第一時(shí)間通知檢修人員趕往現(xiàn)場(chǎng)，提高了設(shè)備故障的處理效率，確保生產(chǎn)過程符合鍋爐標(biāo)準(zhǔn)操作。

5 結(jié)論

總之，鍋爐是火力發(fā)電廠的主要運(yùn)行設(shè)備，堅(jiān)持鍋爐節(jié)能改造可提高電能生產(chǎn)效率。為了更好地解決傳統(tǒng)能耗問題，發(fā)電廠要從技術(shù)革新角度進(jìn)行分析，控制熱能損失、引入變頻調(diào)節(jié)技術(shù)、提高燃燒效率等，創(chuàng)建更加高效的鍋爐運(yùn)行模式。同時(shí)，提前做好鍋爐故障防控工作，利用在線控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)鍋爐故障，為節(jié)能化運(yùn)行提供有利條件。

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TM621.2

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1004-7344（2016）12-0050-02

2016-4-15