淺談火力發(fā)電廠機組優(yōu)化運行和輔機節(jié)能改造

金明成

摘 要：我國地大物博，從總量上分析，各類能源儲藏量居于世界前列。但是，從人均占有能源量的角度分析，我國人均占有能源量非常少，甚至部分能源人均占有量排列于全世界的后端。同時，作為發(fā)展中國家，我國能源消耗十分巨大，許多能源都需要從國外進口，是一個能源進大國。因此，做好節(jié)能減排、節(jié)能增效等工作是極其重要的。

關(guān)鍵詞：電廠機組國運行文輔機節(jié)能 改造

在我國眾多基礎(chǔ)能源行業(yè)中，電力的作用不可忽視，對于我國經(jīng)濟的發(fā)展具有不可替代的作用。作為生產(chǎn)電能的企業(yè)之一，我國火力發(fā)電廠生產(chǎn)的電能成本較高，能源浪費大，而且不夠環(huán)保，對于環(huán)境污染的較為嚴重，在電價方面，普遍高于日本、美國等發(fā)達國家的電力價格，這些問題的存在非常不利于火力發(fā)電廠的擴大與發(fā)展，所以，對于眾多火力發(fā)電廠而言，務(wù)必積極采取措施，大力提高機組運行的經(jīng)濟性，降低發(fā)電成本。

隨著科技的發(fā)展和相理論的不斷成熟，對行優(yōu)化工作。即以最優(yōu)原理理論為指導，根據(jù)機組主機設(shè)備和輔機設(shè)備的實際運行情況，在應用全面優(yōu)化試驗方法的基礎(chǔ)上，深入分析實驗結(jié)果，建立一套完整的運行優(yōu)化的操作程序。確保在規(guī)定負荷的范圍內(nèi)，使機組保持最佳的運行狀態(tài)和最合適的參數(shù)匹配。下面從火力發(fā)電廠機組的優(yōu)化運行和輔機的節(jié)能改造兩個方面研究火力發(fā)電場節(jié)能增效策略。

一、火力發(fā)電廠機組優(yōu)化運行策略研究

所謂機組優(yōu)化運行，是指在未投入新的成本前提下，通過改變火力發(fā)電廠機組運行方式，調(diào)整設(shè)備運行參數(shù)，并且減少泄露等措施，進而提高機組的運行效率和質(zhì)量，從優(yōu)化模式上分析，可劃分為單機優(yōu)化和全廠優(yōu)化兩種方式，單臺機組優(yōu)化運行是全廠優(yōu)化的基礎(chǔ)。其中，前者是以某一單機的熱經(jīng)濟性指標實現(xiàn)最優(yōu)為目標進行優(yōu)化，其主要方法是采用供電煤耗評價機組的整體運行水平。后者是以全廠的各個機組總的熱經(jīng)濟性指標實現(xiàn)最優(yōu)為目標進行優(yōu)化，其主要方法是等微增率法、啟停優(yōu)化法以及動態(tài)規(guī)劃法。

在火力發(fā)電廠機組優(yōu)化運行中，掌握其火力發(fā)電的原理顯的尤為重要。鍋爐、汽輪機、發(fā)電機是火力發(fā)電廠的三個主要設(shè)備，其工作原理是在鍋爐設(shè)備的作用，將煤炭、天然氣等化學燃料中的化學能轉(zhuǎn)化為熱能，然后在汽輪機的作用下，將相關(guān)的熱能再次轉(zhuǎn)化為機械能，最后在發(fā)電機的作用下，最終將機械能轉(zhuǎn)化為電能。在日常生產(chǎn)中，許多學者和專家已經(jīng)對其火力發(fā)電廠機組采取優(yōu)化運行的方式進行了研究，在管理循環(huán)水系統(tǒng)、并列運行汽輪機等方面積累了不少的工作經(jīng)驗，并通過科學實踐，有效實現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。

在機組優(yōu)化運行實驗研究方面，首先要優(yōu)化和調(diào)整鍋爐，從燃燒器配風、風量標定以及制粉系統(tǒng)進行實驗研究，通過調(diào)整燃燒系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)，在各個負荷點上，尋求出最佳的運行方式，并且根據(jù)結(jié)果對自動控制曲線進行修正；優(yōu)化和調(diào)整汽輪機組，從定滑壓的運行優(yōu)化方式選擇、給水泵組的優(yōu)化運行以及真空以及循環(huán)水泵的優(yōu)化運行等方面進行實驗研究；再次優(yōu)化和調(diào)整熱控系統(tǒng)，在綜合考慮鍋爐以及汽輪機的試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)機組控制系統(tǒng)的特征，從數(shù)學模型上繪制相關(guān)曲線，改變原來的控制參數(shù)，使得優(yōu)化試驗的結(jié)果可以直接在機組的運行中應用，從而提高機組的經(jīng)濟性；最后優(yōu)化和調(diào)整機組整體的聯(lián)合，即以汽輪機和鍋爐的優(yōu)化調(diào)整結(jié)果下，各自設(shè)定設(shè)置參數(shù)，采取機爐聯(lián)合方式進行試驗，使其在不同的負荷機組下，確定出最優(yōu)的供電煤耗量。

綜上所述，大型火力發(fā)電廠機組的熱力系統(tǒng)影響其性能的因素特別多，而且也非常復雜。傳統(tǒng)中的相關(guān)理論研究，是在假定某一因素或條件不變的情況下進行研究的，與現(xiàn)實中的生產(chǎn)存在著許多不同之處。所以，得出的最佳運行方案未必是最優(yōu)的，務(wù)必將其進行試驗，在不同工作狀態(tài)下，測算出具體機組運行方式的數(shù)據(jù)，綜合分析得出最優(yōu)的運行方式，只有這樣得出的運行方式，才能指導火力電廠的具體運行。

二、輔機節(jié)能改造研究

實踐證明，主機性能的充分發(fā)揮與輔機系統(tǒng)有著密不可分的關(guān)系，主機的性能水平越高，則對機組輔機系統(tǒng)的要求也越高。在火力發(fā)電廠節(jié)能增效工作中，除了對三大主機進行優(yōu)化外，還必須對送風機、給水泵等輔助設(shè)備，以及回熱、真空等復雜的系統(tǒng)進行優(yōu)化改造。由于在火力發(fā)電廠中，輔助設(shè)備和系統(tǒng)具有重要的作用，是機組正常運行和電能生產(chǎn)的重要保障。并且相關(guān)輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復雜，其輔助設(shè)備運行狀態(tài)的優(yōu)劣直接影響著機組的各種性能和指標，所以，務(wù)必優(yōu)化和調(diào)整輔機系統(tǒng)和設(shè)備。

目前，對于火力發(fā)電廠機組的輔機節(jié)能降耗也進行了眾多的研究，主要以減少廠用耗電方面的研究為主，并采用與之匹配的先進設(shè)備。例如采用汽驅(qū)動、變速電機，將電泵換成汽泵等。

由于火力發(fā)電廠的輔機種類、數(shù)量較多。因此，在節(jié)能研究方向和內(nèi)容上也各不相同。為了提高機組的經(jīng)濟性，保持凝汽器的真空狀態(tài)，在汽輪機組啟動和運行過程中，需要使用抽氣設(shè)備。它主要包括動力泵、冷卻器、抽氣器、閥門以及汽水管道等，其中在除氣系統(tǒng)中，抽氣器是最為關(guān)鍵的設(shè)備。縱觀我國火力發(fā)電廠的抽氣器類型，主要包括水環(huán)真空泵、射汽抽氣器以及射水抽氣器三種類型。隨著有償使用水資源政策的實施和電力工業(yè)的發(fā)展，越來越多的電力企業(yè)在射水除氣設(shè)備方面進行研究并進行技術(shù)改造，一方面可以減少水資源、能源的使用量，減少運行的成本。另一方面，大力提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。

同時，使用機組汽動給水泵之后，不僅組機系統(tǒng)運行比較穩(wěn)定，噪聲有所降低，而且設(shè)備的安全性、靈活性、可靠性大幅度增加，更為重要的是，改造之后上網(wǎng)的電量增加，煤耗數(shù)量減少，機組整體經(jīng)濟性能提高，經(jīng)濟效益也有所增加。

三、結(jié)束語

當前，我國火力發(fā)電廠不僅消耗了大量的煤炭、天然氣等能源，生產(chǎn)成本較高，環(huán)境污染面積大，從一定程度上分析，這些問題的存在不利于火力發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展。因此，對于火力發(fā)電廠實施節(jié)能增效工作，實施機組優(yōu)化運行和輔機節(jié)能改造顯得十分重要。在具體優(yōu)化和改造過程中，還需調(diào)整和優(yōu)化主機和輔機設(shè)備的主要運行參數(shù)，使得燃煤機組達到經(jīng)濟指標最優(yōu)，從而有效降低運行的成本，真正實現(xiàn)燃煤機組的優(yōu)化運行。

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