大型火電機(jī)組節(jié)能減排技術(shù)研究

1、    大型火電機(jī)組節(jié)能減排技術(shù)研究    王宏遠(yuǎn)摘 要：火電廠是能源消耗的大戶，隨著國家節(jié)能環(huán)保計(jì)劃和措施的穩(wěn)步推行，節(jié)能降耗與發(fā)電企業(yè)的生存與發(fā)展密切相關(guān)，降低發(fā)電成本、提高經(jīng)濟(jì)效益已成為發(fā)電企業(yè)的迫切需要。而國內(nèi)電廠能耗偏高的原因是汽輪機(jī)基礎(chǔ)設(shè)備、技術(shù)和主輔機(jī)的落后所致，我國早期設(shè)計(jì)制造的汽輪機(jī)組制造工藝落后、運(yùn)行設(shè)備老化等，汽輪機(jī)內(nèi)效率低、熱耗率高，造成很大的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此，對汽輪機(jī)組設(shè)備進(jìn)行改造，探索節(jié)能減排的技術(shù)方向，提高大型火電機(jī)組的生產(chǎn)效率、提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益有效方法。本文對大型火電機(jī)組節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行了研究分析。關(guān)鍵詞：大型火

2、電機(jī)組 節(jié)能減排 技術(shù)研究我國自20世紀(jì)80年代后期開始重視和研究汽輪機(jī)組技術(shù)改造工作，主要圍繞提高效率和效益、改善環(huán)境、降低成本而展開，已取得了很可觀的成績；然而，在能源的充分可持續(xù)利用上與西方國家仍有較大差距。因此節(jié)能降耗減排仍然是國內(nèi)大型火電機(jī)組的工作重點(diǎn)，在機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)上，提高節(jié)能意識，利用一切技術(shù)手段來提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率，降低發(fā)電成本，這是電廠不容忽視的、長期的技術(shù)管理課題。一、我國當(dāng)下火電機(jī)組在運(yùn)行過程中節(jié)能減排效率低下我國大部分火電機(jī)組在發(fā)電過程中所引用的均為直接燃料耗能模式，這種模式不僅使得燃煤的能利用率低下，而且火電機(jī)組設(shè)備也使得排放污染物處理不達(dá)標(biāo)，低于國家規(guī)定標(biāo)

3、準(zhǔn)。此外，還有小火電機(jī)組問題。發(fā)達(dá)國家平均供電耗煤為每度300g，而我們中國平均供電耗煤量為每度400g，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的相差過大，主要原因是部分小火電機(jī)組煤耗量非常巨大，比我國平均耗煤量都要高出25%左右。因此，我們應(yīng)該嚴(yán)格限制小火電機(jī)組使用頻率，轉(zhuǎn)向效果更好的火電機(jī)組設(shè)備。二、大型火電機(jī)組節(jié)能過程自動(dòng)控制分析自動(dòng)控制過程在我國的工程行業(yè)，軍事領(lǐng)域和大型建筑科技領(lǐng)域都有非常廣泛應(yīng)用，對我國經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)都發(fā)揮著重要作用。尤其是在發(fā)電行業(yè)中，在我國大部分發(fā)電公司自動(dòng)控制原理作用更為突出，在大型火電機(jī)組工作過程中，通過自動(dòng)控制環(huán)節(jié)，可以有效解決相關(guān)的系統(tǒng)控制方面的難題，并且可以從源頭使能量資源損耗得到進(jìn)

4、一步的降低，實(shí)現(xiàn)一定程度節(jié)能。其中主要通過反饋環(huán)節(jié)，達(dá)到自動(dòng)控制循環(huán)過程，從而影響大型火電機(jī)組的能量損耗。大型火電機(jī)組工作過程中，主要應(yīng)用閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對大型發(fā)電機(jī)組的耗能方面與污染物排放方面進(jìn)行檢測、反饋、自動(dòng)修正、達(dá)到最優(yōu)化狀態(tài)等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大型火電機(jī)組節(jié)能減排自動(dòng)控制閉環(huán)，使得大型火電機(jī)組耗能資源與排放污染物維持在一個(gè)綜合因素最優(yōu)的數(shù)值變化范圍內(nèi)。在大型火電機(jī)組的耗能裝置周邊安裝檢測傳感器，實(shí)現(xiàn)對耗能資源周邊區(qū)域的實(shí)時(shí)能量消耗總量與消耗速率檢測，通過有線傳送過程，把檢測到的信號傳送至控制系統(tǒng)與微機(jī)平臺(tái)，控制系統(tǒng)和預(yù)先計(jì)算好并且設(shè)定好的最優(yōu)化能源參考值進(jìn)行比較，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)數(shù)值不一致時(shí)，系統(tǒng)

5、自動(dòng)通過預(yù)先安裝的調(diào)控裝置，將能源消耗速率進(jìn)行相關(guān)程度調(diào)控操作命令傳送至控制終端，控制終端做出相應(yīng)答復(fù)，并且及時(shí)對大型火電機(jī)組耗能速率進(jìn)行修正，修正之后，這樣就實(shí)現(xiàn)了對消耗能源環(huán)節(jié)檢驗(yàn)反饋環(huán)節(jié)，檢測裝置再次進(jìn)行大型火電機(jī)組耗能速率檢測，然后把檢測的信息送至控制系統(tǒng)里，控制系統(tǒng)再次對收到溫度信息和系統(tǒng)默認(rèn)值進(jìn)行對比，這樣周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)對耗能環(huán)節(jié)自動(dòng)控制環(huán)節(jié)。對于污染物產(chǎn)出方面，原理大致相同，通過數(shù)學(xué)建模過程對大型火電機(jī)組污染物產(chǎn)出進(jìn)行模擬計(jì)算，并預(yù)先輸入最優(yōu)狀態(tài)參數(shù)值，自動(dòng)控制系統(tǒng)對產(chǎn)出污染物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并且通過自動(dòng)反饋過程實(shí)現(xiàn)對大型火電機(jī)組工作狀態(tài)與產(chǎn)出污染物的速率進(jìn)行有效控制，這樣就能夠在

6、一定程度上對大型火電機(jī)組做到節(jié)能與減排同在。其中控制系統(tǒng)的輸入量分為給定輸入量和擾動(dòng)輸入量。給定輸入量是自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠工作的唯一動(dòng)力，倘若沒有給定輸入量，系統(tǒng)將會(huì)處于無法工作的狀態(tài)。通常情況下，給定輸入量只有一個(gè)（在大型火電機(jī)組的工作過程中，特指預(yù)先設(shè)定好的相關(guān)參數(shù)值）。但是擾動(dòng)量一般較多，多指對耗能量、耗能速率、污染物產(chǎn)出速率等檢測環(huán)節(jié)中的其他無關(guān)變量，比如濕度、溫度、靜電量等等，這些都會(huì)對相關(guān)檢測造成一定的誤差。因此，減小擾動(dòng)量存在，能夠在一定程度上消除對反饋環(huán)節(jié)帶來的不利影響，一個(gè)好的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)該具備減小擾動(dòng)量的輸入、放大給定量的測量功能。三、有效解決節(jié)能減排的技術(shù)措施（1）機(jī)組升

7、級參數(shù)：機(jī)組升級參數(shù)就是通過改善火電機(jī)組的相關(guān)參數(shù)，通過預(yù)設(shè)排放污染物目標(biāo)和燃料損耗比而調(diào)制出最優(yōu)化的數(shù)據(jù)參數(shù)，對傳統(tǒng)火電機(jī)組進(jìn)行改進(jìn)升級。通過火電機(jī)組的參數(shù)升級，可以有效做到節(jié)能減排。據(jù)北京一家資深的研究院的實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，改造后，機(jī)組將出力達(dá)到880mw，增容10%，最大負(fù)荷達(dá)到900mw，供電煤耗下降近40克，預(yù)計(jì)年可節(jié)約標(biāo)煤32.8萬噸，折合燃料成本將會(huì)達(dá)到近2億元。（2）汽輪機(jī)通流部分改造：汽輪機(jī)通流部分改造即在氣體的流動(dòng)環(huán)節(jié)中進(jìn)行相關(guān)處理，通過改變氣體的流速而影響機(jī)組在運(yùn)行過程中的耗能情況和排放污染源的情況。對于13.5、20萬千瓦汽輪機(jī)和2000年前投運(yùn)的30和60萬千瓦亞臨界

8、汽輪機(jī)，通流效率低，熱耗高。采用全三維技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)汽輪機(jī)通流部分，采用新型高效葉片和新型汽封技術(shù)改造汽輪機(jī)，節(jié)能提效效果明顯。預(yù)計(jì)可降低供電煤耗1020g/kwh。（3）循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行：循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行是根據(jù)流體力學(xué)與熱交換原理，分析電業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)能量輸配與交換效率，并采用先進(jìn)節(jié)能控制方法結(jié)合智慧閥門技術(shù)、工業(yè)變頻技術(shù)，對電業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中水泵、閥門與管網(wǎng)、終端熱交換器、冷卻塔等單元進(jìn)行優(yōu)化控制，提高發(fā)電業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)整體能效，達(dá)到綜合節(jié)能目標(biāo)預(yù)計(jì)可以節(jié)省能源在20%-40%以內(nèi)。結(jié)束語通過以上對我國當(dāng)下火電機(jī)組現(xiàn)狀和效果較為明顯節(jié)能減排技術(shù)研究，并且對一些較為可行的節(jié)能減排技術(shù)的效果進(jìn)行了預(yù)估，相關(guān)公司和企業(yè)要走的路任重而道遠(yuǎn)，希望發(fā)電行業(yè)能夠?yàn)槲覈慕?jīng)濟(jì)發(fā)展