火電廠節(jié)能優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用技術(shù)與趨勢(shì)

1、火電廠節(jié)能優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用與趨勢(shì) 一、引言 國家大力提倡走節(jié)約型發(fā)展之路，作到珍惜資源、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展。華能集團(tuán)公司的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)十分重視節(jié)能、環(huán)保工作,并積極在工作中參與滲透、實(shí)踐節(jié)約的思想，實(shí)施“全民節(jié)約、共同行動(dòng)”的節(jié)約方針。華能公司在提供清潔能源產(chǎn)品上開創(chuàng)多項(xiàng)節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目的第一，中國第一臺(tái)超超臨界火力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行、中國第一臺(tái)60萬、100萬火力發(fā)電機(jī)組的建設(shè)與運(yùn)行、中國第一臺(tái)30KW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行，以及大力推進(jìn)風(fēng)力發(fā)電等再生能源的利用等等。由于目前仍然以燃煤電廠為主，怎樣在火力發(fā)電廠來落實(shí)和貫徹這些方針政策，來大力促進(jìn)火力發(fā)電廠節(jié)能是一個(gè)值得探討的問題，而推廣應(yīng)用各種

2、新技術(shù)、新工藝、新管理是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的唯一途徑。下面針對(duì)電廠的實(shí)際生產(chǎn)過程，結(jié)合節(jié)能工程實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)，做初步探討，以求拋磚引玉。 二、原則： 信息、通訊、計(jì)算機(jī)、智能控制、變頻技術(shù)的發(fā)展，為火力發(fā)電廠的高效、節(jié)約運(yùn)作、科學(xué)管理，以及過程優(yōu)化提供了前所未有的手段，進(jìn)而促進(jìn)火力發(fā)電廠的科學(xué)管理和自動(dòng)化水平的提高。 1 / 11 針對(duì)節(jié)能工程必須追求合理的投資回報(bào)率，電廠企業(yè)節(jié)能工程不可能大而全，盲目求新的實(shí)際情況；電廠節(jié)能工程的指導(dǎo)原則如下：“效益為主”、“分項(xiàng)實(shí)施” 、“技術(shù)更新”與“重點(diǎn)突破”等相互結(jié)合。力求項(xiàng)目都能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并且實(shí)施較為獨(dú)立，有可操作性。 三、火力發(fā)電廠節(jié)能工程

3、實(shí)踐的現(xiàn)狀介紹： 華能集團(tuán)公司在成立之初，就對(duì)節(jié)能工作有了足夠重視，緊緊圍繞發(fā)電產(chǎn)品的安全生產(chǎn)運(yùn)行，節(jié)能降耗，環(huán)保優(yōu)化，降低成本，持續(xù)發(fā)展，提高綜合經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益為工作重點(diǎn)。通過實(shí)施節(jié)能工程專項(xiàng)，引進(jìn)各種先進(jìn)技術(shù)與管理經(jīng)驗(yàn)，探索實(shí)踐各種節(jié)約的途徑，取得了經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了人才，促進(jìn)了安全生產(chǎn)水平的提高，并為今后開展節(jié)能工作作了儲(chǔ)備。在以下項(xiàng)目中取得不錯(cuò)成績： 1，鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng) 依托華能自動(dòng)化工程公司在華能楊柳青電廠實(shí)施鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)節(jié)能改造專項(xiàng)支持，推廣智能優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用。優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)含專家軟件技術(shù)，節(jié)能效果十分明顯，經(jīng)東北電力科學(xué)研究院正式測(cè)試，鍋爐效率提高了0.50.7，送、引風(fēng)機(jī)電耗降低

4、了287KW823KW，氮氧化物排放降低了15.326.7，再熱器減溫水用量大幅度減少，提高了機(jī)組的熱效率。 2 / 11 優(yōu)化控制系統(tǒng)分析DCS系統(tǒng)的以下參數(shù)：一次風(fēng)溫、風(fēng)量，二次風(fēng)溫、風(fēng)量，煙氣排放溫度，給粉機(jī)給粉流量，再熱器溫度，過熱器溫度，爐膛出口過?？諝庀禂?shù)；以及爐膛負(fù)壓，爐膛煙氣溫度，空氣預(yù)熱器煙氣入口溫度，煤粉倉煤粉溫度，過熱器壓力，再熱器壓力，過熱器噴水量，再熱器噴水量，機(jī)組功率，輔機(jī)動(dòng)力能耗等實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒優(yōu)化控制。 優(yōu)化控制系統(tǒng)閉環(huán)控制，提高鍋爐熱效率，減少點(diǎn)火的燃料損失，降低氮氧化物、一氧化碳等污染物排放。具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)保效益；項(xiàng)目的投資較少，且不必改動(dòng)現(xiàn)場的設(shè)

5、備、基本不影響機(jī)組的正常運(yùn)行，實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)低，投資回報(bào)期短。經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化控制，如果將鍋爐的熱效率提高1%，一臺(tái)30萬的機(jī)組，估計(jì)發(fā)電煤耗每千瓦時(shí)370克，一年運(yùn)行6000小時(shí)，一年將節(jié)省煤6660噸，每噸煤以200元計(jì)算，一年內(nèi)可獲得的直接經(jīng)濟(jì)效益為133.2萬元。 2，生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)管系統(tǒng) 依托華能信息產(chǎn)業(yè)公司實(shí)施的公司所有電廠的生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)管系統(tǒng)專項(xiàng)支持，加強(qiáng)了公司對(duì)電廠的監(jiān)管力度，有利于公司領(lǐng)導(dǎo)作出合理的經(jīng)營策略，節(jié)約了許多運(yùn)營成本。 3，高低壓變頻調(diào)速系統(tǒng) 依托華能自動(dòng)化工程公司在華能威海電廠、?？陔姀S、長興電廠實(shí)施3 / 11 380V低壓變頻調(diào)速系統(tǒng)（灰漿泵、給粉機(jī)、給煤機(jī)等），探索低壓變頻

6、調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用；特別在淮陰電廠實(shí)施凝結(jié)水系統(tǒng)變頻節(jié)能改造專項(xiàng)支持，探索機(jī)電一體化的變頻控制系統(tǒng)的應(yīng)用，其改造方案：是把凝結(jié)水泵改為變頻器控制調(diào)節(jié)，變頻器的轉(zhuǎn)速控制在DCS中實(shí)現(xiàn)，DCS根據(jù)除氧器、凝汽器水位進(jìn)行正常調(diào)節(jié)，控制凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速，以減少凝結(jié)水系統(tǒng)的壓力損失，達(dá)到節(jié)約凝泵廠用電量的目的。改造后變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)配置如圖所示： 依托華能自動(dòng)化工程公司在華能新華、榆社電廠實(shí)施高壓大容量變頻節(jié)能改造專項(xiàng)支持，探索高壓大容量變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用。形成高壓電機(jī)變頻調(diào)速三種方案 4 / 11 從我們這幾年的工程運(yùn)行實(shí)踐看，如在華能新華電廠的給水泵投入運(yùn)行5套、華能德州電廠的引風(fēng)機(jī)2套，華能辛店電廠的水源地升

7、壓泵投入運(yùn)行2套、華能淮陰電廠的凝結(jié)水泵2套，變頻調(diào)速系統(tǒng)的可靠性完全能滿足發(fā)電企業(yè)的要求，綜合運(yùn)行效率高，節(jié)能效果十分顯著，為30-50%。電機(jī)變頻調(diào)速改造是電廠節(jié)能降耗的有效途徑之一。應(yīng)加大這方面的技改節(jié)能工程力度。 4，電除塵優(yōu)化系統(tǒng) 依托華能自動(dòng)化工程公司在華能威海、辛店、海口電廠實(shí)施電除塵優(yōu)化節(jié)能改造專項(xiàng)支持，探索推廣智能優(yōu)化控制技術(shù)的應(yīng)用。此電除塵控制系統(tǒng)作為一個(gè)完善的工具，利用它對(duì)整流變壓器（T/R）一次及二次電流和電壓的高精度、高速度的波形分析，以及內(nèi)嵌入的專家智能軟件系統(tǒng)提供了新的ESP控制技術(shù)。系統(tǒng)將高壓部分可控硅的控制和低壓部分振打的控制整合在同一個(gè)控制器內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降功

8、率控制振5 / 11 打功能。振打效果明顯提高，清灰效果比較明顯。 由現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)人機(jī)通訊和協(xié)調(diào)控制, 即使一個(gè)電場單元徹底故障，失效電場的下級(jí)(下游)軟件將檢測(cè)到ESP運(yùn)行情況的變化并將立即調(diào)整（優(yōu)化）相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)。 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)含電除塵器電源運(yùn)行的優(yōu)化軟件，該軟件采用間隔充電方式，根據(jù)電除塵器的運(yùn)行情況（灰塵的濃度、特性，煙氣的流速、溫度、濕度等）實(shí)時(shí)的調(diào)整充電比和充電電流，減少反電暈的產(chǎn)生，達(dá)到最佳的除塵效率。包含排放優(yōu)化軟件、濁度優(yōu)化軟件、降功率振打優(yōu)化軟件等。 從工程運(yùn)行實(shí)踐看，電除塵優(yōu)化系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保效果顯著：在鍋爐運(yùn)行工況相同的情況下除塵效率比設(shè)計(jì)值提高了0.3-0.7%,電耗降

9、低約20%。為了滿足越來越高的環(huán)保要求，應(yīng)加大電除塵電控的技術(shù)改造力度。 四、方案推薦 這些節(jié)能工程改造專項(xiàng)的實(shí)施，已經(jīng)初步形成了比較合理的節(jié)能工程技術(shù)方案。為了建立節(jié)約型社會(huì)，貫徹落實(shí)“綠色煤電”的資源開發(fā)和節(jié)約并舉的方針，建議將成熟節(jié)能方案變成實(shí)際行動(dòng)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長方式的有效轉(zhuǎn)變。 1，電廠輔機(jī)程控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，以及DCS和輔機(jī)程控系統(tǒng)的一體化運(yùn)行。 6 / 11 2，利用載波、無線通訊、變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)葉輪給煤機(jī)遠(yuǎn)方節(jié)能控制。 3，利用信息化通訊、變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)無人值守遠(yuǎn)方節(jié)能控制。 4，利用信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)水源地潛水泵和升壓泵系統(tǒng)無人值守遠(yuǎn)方控制。 五、展

10、望 雖然取得以上成績，但由于現(xiàn)代技術(shù)是高度融合和快速發(fā)展的技術(shù)，其研發(fā)，成果轉(zhuǎn)化以及推廣應(yīng)用是需要較大投入，和長期持續(xù)投入的，并且在實(shí)際運(yùn)用過程中必然由于技術(shù)儲(chǔ)備、人員培訓(xùn)、使用經(jīng)驗(yàn)等制約，必然存在一些問題。從而需要分析和確定投資匯報(bào)率，充分利用各方的有利資源，踏踏實(shí)實(shí)，有針對(duì)性地作好節(jié)能工作。為了更好地利用集團(tuán)公司的資源優(yōu)勢(shì)，牢固樹立和認(rèn)真落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，公司領(lǐng)導(dǎo)（那希志副總）又要求華能自動(dòng)化工程公司對(duì)高壓變頻器近兩年的應(yīng)用情況做了專題調(diào)查和情況匯報(bào)，進(jìn)而利用變頻高效節(jié)能的技術(shù)特點(diǎn)，根據(jù)高壓大容量變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和使用情況，適用范圍以及在使用過程中存在的問題，準(zhǔn)備在高壓大容量變頻節(jié)能工作中

11、實(shí)施新的專項(xiàng)技術(shù)支持，進(jìn)而大力推進(jìn)推廣變頻節(jié)能工程，促進(jìn)華能公司走在建立節(jié)約型社會(huì)工作的前列。 7 / 11 根據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和情況，以及電廠對(duì)安全生產(chǎn)的較高要求，以及必須走節(jié)能降耗的發(fā)展之路，今后將以下幾個(gè)方面繼續(xù)開展工作 1，飛灰含碳的閉環(huán)優(yōu)化調(diào)節(jié)控制的研究與節(jié)能工程專項(xiàng)支持 系統(tǒng)實(shí)施方案框圖如下： 系統(tǒng)采集以下數(shù)據(jù)：機(jī)組功率定值、機(jī)組實(shí)發(fā)功率、排煙溫度、送風(fēng)溫度、飛灰含碳量、二、三次風(fēng)擋板開度、二次風(fēng)量、給粉機(jī)轉(zhuǎn)速。 2，空氣預(yù)熱器的優(yōu)化調(diào)整， 主要解決空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)問題，形成低泄漏系統(tǒng) 空氣預(yù)熱器中的漏風(fēng)主要由以下幾個(gè)因素產(chǎn)生：（1）轉(zhuǎn)子的熱變形造成轉(zhuǎn)子和扇形板之間的間隙 （2）空氣

12、側(cè)和煙氣側(cè)有一個(gè)壓力差 （3）轉(zhuǎn)子的夾帶漏風(fēng) 對(duì)30萬千瓦(300MW)機(jī)組：傳統(tǒng)式的轉(zhuǎn)子密封片(調(diào)節(jié)扇形板和軸向板)8% 低泄漏轉(zhuǎn)子密封片6%(4.9%)低泄漏系統(tǒng)促進(jìn)了節(jié)能熱翅片的升級(jí)帶8 / 11 來熱效率的提高解決阻塞和堵塞問題3，循環(huán)水系統(tǒng)的智能優(yōu)化控制 4，吹灰器的智能優(yōu)化控制 5，給水加熱器和蒸汽循環(huán)的智能優(yōu)化控制 6，除渣除灰的智能優(yōu)化控制 7，短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的智能優(yōu)化控制 8，汽機(jī)的智能優(yōu)化控制六、經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 1，由于技術(shù)創(chuàng)新是各種技術(shù)融合、共生，相互滲透作用的結(jié)果，從而需要專業(yè)公司、專業(yè)人員來實(shí)施，以彌補(bǔ)電廠技術(shù)人員的技術(shù)儲(chǔ)備不足。實(shí)施節(jié)能工程項(xiàng)目，既可以培養(yǎng)專業(yè)公司的技術(shù)人員

13、，進(jìn)而迅速地推廣到下一個(gè)電廠，而可能此電廠的技術(shù)人員尚未接觸到這方面的知識(shí)。如經(jīng)過變頻節(jié)能工程實(shí)踐，專業(yè)公司的專業(yè)技術(shù)人員積累了大量經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高壓功率變頻裝置應(yīng)用中產(chǎn)生的很多如諧波、電機(jī)發(fā)熱、功率因數(shù)在低轉(zhuǎn)速時(shí)不理想、維修麻煩等問題，就找到較好的解決辦法。 2，有必要把已經(jīng)實(shí)施的節(jié)能工程專項(xiàng)，進(jìn)行一次全方面的總結(jié)，作到發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，進(jìn)而形成比較完整完善的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、方案和標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而開展培訓(xùn)、組織學(xué)習(xí)培養(yǎng)高素質(zhì)人才，使人才從學(xué)習(xí)中積累經(jīng)驗(yàn)，在工作中推廣經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)方案，把節(jié)能工作落實(shí)到實(shí)處。 9 / 11 3，選好節(jié)能工作實(shí)施的途徑十分關(guān)鍵，發(fā)電廠安全性、可靠性尤為重要，對(duì)采用新技術(shù)、新工藝持慎

14、重態(tài)度，經(jīng)常會(huì)在推廣中遇到阻力，如在楊柳青電廠實(shí)施鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)節(jié)能專項(xiàng)過程中，由于要求電廠運(yùn)行人員改變?cè)瓉淼倪\(yùn)行操作習(xí)慣，投運(yùn)初期運(yùn)行人員十分不樂意，但經(jīng)過培訓(xùn)和實(shí)際配合練習(xí)以及人員素質(zhì)的提高，現(xiàn)在電廠運(yùn)行人員卻十分喜歡這套系統(tǒng)，因?yàn)榧冉档土嗣汉?，又減少了運(yùn)行操作次數(shù)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。 4，節(jié)能工作有強(qiáng)大的現(xiàn)實(shí)意義，采用各種節(jié)能降耗措施，降低現(xiàn)役機(jī)組的廠用電率，提高現(xiàn)役機(jī)組的出力，可以部分緩解大面積的缺電用電緊張的“電荒”局面。 參考文獻(xiàn)： 【1】 萬文軍，周克毅，胥建群. 火電廠優(yōu)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì). 中國電力.2003.7 【2】 汽輪機(jī)及其輔助設(shè)備的經(jīng)濟(jì)分析. 中國電力出版社.2003 【3】曾毅，張明，孫曉軍.變頻