火力發電廠鍋爐的節能降耗策略分析

王云龍 李鵬 王朋玉 項軍

摘要：隨著節能理念在各個行業的不斷深入，生產過程中如何實現節能減耗已經成為了全社會性的發展方向。火力發電廠作為我國電力資源供應方式之一在生產過程中涉及到的能源消耗問題非常嚴重，這方面問題已經收到了全社會的高度關注。如何將節能減耗理念貫徹落實到火力發電廠的電力資源生產中能夠有效降低發電環節的資源消耗問題。火力發電過程中最為重要的設備便是鍋爐，優化鍋爐的使用效能直接決定了火力發電的節能效果。

關鍵詞：火力發電廠;鍋爐;節能降耗

1鍋爐運行過程中出現的問題

1.1燃料問題

我們國家的火力發電廠生產電能的主要方式是利用鍋爐燃燒產生熱能以此來不斷供應日常生活和生產所需，煤炭作為最主要的燃料，是火力發電最關鍵的因素也是火力發電廠最直接的影響條件，它對火力發電廠的生產力有著密切的聯系。火力發電廠鍋爐在運行的時候，一般采用的煤炭最主要是以原煤為主，這就與采購部門在進行燃料采購時如何選擇原煤有著密切的關系，采購部門在采購時應當選擇質量有足夠保證的煤炭，保證煤炭在燃燒時不會出現煤炭難以燃燒或者燃燒不盡以及煤炭不易產生熱量和降低產熱效能的效果。除此之外，品質較高的煤炭在燃燒時產生的煤渣較少，不會導致大量的浪費和能源消耗。

1.2飛灰可燃物多

在火力發電廠鍋爐運行的過程中，如果采用品質較差的煤炭則極易導致鍋爐受到損傷，品質較差的煤炭會是鍋爐的表面附著未充分燃燒的煤渣，如果要想對這些煤渣進行清理的話，就要花費大量的人力物力和財力，投入更多的成本不說，還會對鍋爐的使用造成損害，還極易導致是電力生產不足，影響人們的日常生活和工業生產。品質較低的煤炭在燃燒的時候還會大量損耗鍋爐轉動時所使用的機油和煤炭在初期燃燒時所使用的燃油，品質較低的煤炭在燃燒時需要借助外力手段來促其燃燒，這就需要消耗大量的燃油，造成燃油資源的損耗，如果品質更差的煤炭在燃燒時就需要借助大量的外界條件，這也是造成損耗的一種途徑。

1.3鍋爐運行出現中斷

鍋爐的運行在火力發電廠中是最重要的一個過程，鍋爐運轉的效率直接影響了電力生產的效率，鍋爐運轉的時間以及能源的消耗都是影響電力質量的重要因素。在這其中，鍋爐的質量又是影響鍋爐運行的重要條件之一。通常情況下，質量更高的鍋爐在火力發電的過程中能夠更好地發揮作用和效力，能夠更好的達到電力目標。質量越好的鍋爐在運轉的時候可以更好地促進燃料的完全燃燒，更好地促進熱能的產生，從而使鍋爐運轉達到更好的效率，提高生產效益。然而，質量比較差的鍋爐在運行中通常會出現其他的突發狀況，往往會造成鍋爐運轉出現中斷的現象，在中斷的過程中就需要工作人員進行檢測和維修，這不僅造成人力資源的浪費，而且會影響生產效率，無法完成生產目標，影響人們的日常生活和工業生產。

2火力發電廠鍋爐運行控制的節能對策解析

2.1優化鍋爐燃燒調節控制系統

應選用智能自動化經濟調控系統，充分結合專家推理技術、智能決策技術，研制滿足火力發電廠鍋爐燃燒監控需求的控制系統。如：某電廠60萬超臨界機組通過鍋爐燃燒智能調節控制系統的使用，可以提高鍋爐效率1%左右，送、引風機電耗降低200～600kW，氮氧化物排放量降低19.8%，再熱器減溫水用量減少30%，有效提高了汽輪發電機組的熱交換效率。采用鍋爐燃燒智能閉環控制系統，可以有效提高鍋爐熱交換效率，減少點火的燃料損失和提高其點火燃燒的穩定性，同時可以降低氮氧化物、CO等污染物的排放量。如：對于一臺30萬的國產機組而言，估計其條件，同另外1臺沒有采用變頻器進行技術升級改造的機組運行數據進行對比分析，發現采用變頻調速節能控制后，一次風機系統每小時大約節約電能資源600kW，如果按照該機組全年運行6000h進行估算，則大約可以節約電能資源360萬kWh，如果按照電廠平均上網電價按0.4元/kWh進行估算，則電廠兩臺機組經變頻調速節能改造后可以獲得約288萬元的直接經濟效益。

2.2加強鍋爐燃燒控制的智能化

節能減排是火電站永恒的目標，而鍋爐燃燒的控制對能量轉換效率、污染物產生及運行安全性影響最大。鍋爐燃燒和傳熱過程的復雜性，使得難以按照傳統方法對其進行建模從而進行有效控制。在鍋爐燃燒智能化方面，可采用多目標優化控制技術路線。采用神經網絡、支持向量機等技術對復雜的多變量、大遲延、非線性對象進行建模，并與智能尋優算法及基于模型的預測控制技術相結合實施閉環控制。如以神經網絡、支持向量機技術建立的鍋爐燃燒模型為基礎，采用粒子群優化算法、遺傳算法、蟻群優化算法等智能優化算法，尋找鍋爐燃燒系統各輸入參數的最佳組合，并以此作為各層風量配置的依據，并對鍋爐燃燒進行優化指導和實時控制，采用神經網絡技術建立NOx排放、凝汽器背壓模型，利用預測控制技術實現對噴氨量、空冷風機的精準控制等。

2.3重視控制系統的設備故障預警能力

火電機組參與調峰頻率的提高以及煤種的經常變化，使得電站設備發生故障的幾率增大，影響發電設備運行安全性。基于設備管理基礎數據和歷史運行數據，采用關聯規則、主元分析、相關性分析等不同技術手段和方法，結合專家知識與經驗，確定故障的主要征兆參數和閾值。基于典型的故障樣本，采用機器學習與智能建模技術，建立設備故障預警模型和時間預測模型，從而實現對設備的故障準確預警和診斷，降低設備異常，減小導致故障的風險。

2.4加強鍋爐燃燒的可視化技術

在對電站鍋爐燃燒優化技術中，大多都是通過對運行參數的分析來對燃燒狀況進行調整。在收集運行參數時基本都是通過安裝檢測裝置來實現的，但是測量裝置的布點、材料等因素會限制測量數據的真實性和可行性。而傳統的光譜測量由于信號較弱，在受到噪聲和系統熒光的影響下也會降低測量質量。鍋爐燃燒特性可通過對爐膛內燃燒火焰的溫度來判斷，通過對爐膛燃燒火焰溫度分布能夠為運行人員進行燃燒參數優化調整提供重要依據。但是由于爐膛核心區域的燃燒溫度較高，采用傳統的裝置測量是無法實現的，所以一直都是測量的盲區。而通過可視化技術不需要直接接觸爐膛內部即可掌握爐膛的運行狀態，鍋爐CT借助紅外激光即能夠測量爐膛燃燒溫度和濃度場，不需要接觸爐膛核心燃燒區就能夠了解燃燒狀況，同時還可測量煙道溫度。

2.5基于燃燒理論的建模技術

理論模型是在計算機技術和燃燒理論相結合的條件下建立起來的。研究的過程中使用的主要方式是數值模擬。伴隨當前計算機技術的逐步深入，在電站鍋爐燃燒優化過程中，利用相關軟件來對鍋爐燃燒的狀態進行分析，并且模擬參數改變后的狀態驗證參數設計的合理性，可以讓鍋爐燃燒的效率提高。在對燃燒理論建模技術使用之前，首先需要深入的對電站的各種參數進行分析，并且以這些參數為基礎建立模型。在建模過程中需要保證數學模型的精準性并且有機的融入各種數據參數，與現場的條件相吻合，這樣才能保證數學建模的準確性，提高建模的效率。

3結語

在目前社會發展的需求下，想要在滿足不斷增長的社會需求的同時降低火電站發展過程中的能耗，必須要從鍋爐中使用燃料的效率入手，同時這也是火力發電廠進一步提高的必然要求。具體的通過以上內容的分析研究可以發現在發電廠鍋爐使用中想要解決好節能降耗的問題，首先需要根據發電的實際情況選擇優良的鍋爐設備與燃煤，這樣在鍋爐工作過程中能盡可能的提高煤炭的燃燒效率，從而減少資源的浪費以及廢氣的排放，起到節能減耗的作用。

參考文獻：

[1]田瑋.火力發電廠鍋爐節能降耗的對策與措施[J].綠色環保建材，2017（01）.

[2]李輝.火力發電廠鍋爐運行控制的節能對策[J].現代工業經濟和信息化，2019（5）：47-48.

[3]于潔.淺談火力發電廠鍋爐運行控制的節能對策[J].科學技術創新，2019（4）：183-184.

[4]王斌.火電廠鍋爐運行中如何采取節能降耗措施[J].科技致富向導，2018（3）：336-336.