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熱工自動(dòng)控制在發(fā)電廠節(jié)能減排中的作用

2016-12-23 18:50:44王嬌玲
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年34期
關(guān)鍵詞:熱工節(jié)能減排自動(dòng)控制

王嬌玲

摘 要:自然資源的逐步減少,使火力發(fā)電時(shí)刻受到威脅,但作為最主要的發(fā)電體,火力發(fā)電時(shí)刻肩負(fù)著重要的責(zé)任,節(jié)能減排成為維系火力發(fā)電的重要舉措,熱工自動(dòng)控制便成為火力發(fā)電廠節(jié)能減排的主要方向。因此文章就熱工自動(dòng)控制在發(fā)電廠節(jié)能減排中的作用展開探究,并總結(jié)出熱工自動(dòng)控制在發(fā)電廠節(jié)能減排中的主要作用與重要意義。

關(guān)鍵詞:熱工;自動(dòng)控制;發(fā)電廠;節(jié)能減排;作用

電能始終是市場需求最高的社會(huì)能源,火力發(fā)電也是電能的主要來源,但隨著能源消耗的不斷加快,可用于火力發(fā)電的能源也不斷銳減,目前節(jié)能減排成為保障火力發(fā)電長期發(fā)展的主要方式。節(jié)能減排需要根據(jù)發(fā)電廠的實(shí)際情況進(jìn)行,機(jī)組功率的不同對節(jié)能減排的效果產(chǎn)生影響。輔助設(shè)備也是影響節(jié)能減排效果的主要因素,對機(jī)組與輔助設(shè)備進(jìn)行合理改造與調(diào)整,在節(jié)能減排的大背景下,尤為重要。

1 影響機(jī)組煤耗的因素分析

1.1 鍋爐能耗指標(biāo)分析

鍋爐能耗指標(biāo)在某些方面影響到鍋爐的整體效能,煤在鍋爐內(nèi)經(jīng)過長期的化學(xué)反應(yīng),熱量急劇增加,使結(jié)構(gòu)組織產(chǎn)生縫隙,最終被分解,整個(gè)過程期間所消耗的能源,即是鍋爐能耗指標(biāo)的主要標(biāo)準(zhǔn)。鍋爐的能耗指標(biāo)受到多個(gè)因素的影響,其中鍋爐的基本燃燒效率、煤炭的質(zhì)量、隔熱能的損失與排煙度等,均對鍋爐的能耗構(gòu)成影響,在諸多的影響因素中,煤炭的燃燒質(zhì)量尤為重要,在能耗方面影響巨大。

1.2 汽輪機(jī)能耗指標(biāo)分析

汽輪機(jī)是發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)恿碓聪到y(tǒng),在發(fā)電機(jī)的整體機(jī)構(gòu)中占有重要位置,但也是能源消耗中,消耗較大的電力消耗源,由于汽輪機(jī)主要依靠氣壓而進(jìn)行驅(qū)動(dòng),熱量氣流與氣壓均對汽輪機(jī)產(chǎn)生影響,其中通流效率、回?zé)嵝始袄涠诵?,對汽輪機(jī)的功率影響較大,在汽輪機(jī)能耗方面,真空度與加熱系統(tǒng)的基本效率,是系統(tǒng)能耗的最主要影響因素。

1.3 廠用電指標(biāo)分析

廠用電指標(biāo)主要的根據(jù)機(jī)組的消耗而定,在機(jī)組上各類設(shè)施與系統(tǒng),組成了機(jī)組的基本能源消耗系統(tǒng)。廠用電不直接對電力消耗產(chǎn)生影響,但卻決定了煤炭的消耗數(shù)量,送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)與磨煤機(jī)等,是機(jī)組能耗的主要來源,在原始的用電結(jié)構(gòu)體系中,給水泵、凝結(jié)水泵、脫硫循環(huán)泵是主要的能源消耗體,在對設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化之后,發(fā)電功率提升,發(fā)電的側(cè)重點(diǎn)發(fā)生改變,因而能耗的主要源頭也隨之改變。

2 自動(dòng)控制對機(jī)組煤耗的影響分析

通常情況下,鍋爐、汽輪機(jī)等是能源消耗的主體,在節(jié)能減排方面,主要的減排設(shè)備也應(yīng)以鍋爐及汽輪機(jī)為主,往往對自動(dòng)控制系統(tǒng)造成忽略。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,氣壓與電壓也可作為節(jié)能減排的主要方向,雖然自動(dòng)控制系統(tǒng)的能源消耗就紙面數(shù)據(jù)而言,不具備節(jié)能減排的可能性,但在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,仍有諸多的項(xiàng)目可作為節(jié)能減排的主體,脫硫脫硝系統(tǒng)便是可由于進(jìn)行節(jié)能減排的動(dòng)力系統(tǒng)。

2.1 主汽壓力自動(dòng)對機(jī)組煤耗的影響分析

在正常的機(jī)組負(fù)荷范圍內(nèi),主汽壓力相對較小,并不會(huì)對機(jī)組產(chǎn)生較大影響,但在受到不確定因素影響而直到機(jī)組負(fù)荷降低時(shí),主汽壓力便會(huì)隨之增加,同時(shí)伴有較大波動(dòng),對自動(dòng)滑壓運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響,相對而言,主汽壓力的設(shè)置理論值相對較低,因而在產(chǎn)生負(fù)荷更變與主汽壓力波動(dòng)時(shí),機(jī)組煤炭的消耗數(shù)量也有所提升。通常情況下,300MW的機(jī)組在臨界階段時(shí),產(chǎn)生的氣壓變化較大,其中每降低0.1MPa的壓力,使煤炭的消耗增加0.149g/kWh,所以需要在特殊情況下,對機(jī)組進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié),以降低機(jī)組的基本煤炭消耗數(shù)量。在進(jìn)行控制的過程中,閥門開度也是需要重點(diǎn)考慮的消耗標(biāo)準(zhǔn)之一。機(jī)組對煤炭消耗量的增加,必然會(huì)給節(jié)能減排帶來壓力,做好相關(guān)的設(shè)備與數(shù)據(jù)信息的調(diào)控與整理,在較大程度上為節(jié)能減排奠定了基礎(chǔ)。

2.2 汽溫自動(dòng)對機(jī)組煤耗的影響分析

機(jī)組在負(fù)荷較低、煤質(zhì)較差時(shí)主汽溫度的波動(dòng)較大,不利于機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,影響機(jī)組節(jié)能減排。對于300MW亞臨界機(jī)組主汽溫度每降低1℃,煤耗將增加0.101g/kWh;再熱汽溫度每降低1℃,煤耗將增加0.086g/kWh。根據(jù)機(jī)組鍋爐的燃燒特性設(shè)計(jì)汽溫自動(dòng)控制策略、優(yōu)化控制參數(shù),提高汽溫自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)。汽溫穩(wěn)定以后,可適當(dāng)提高溫度設(shè)定值運(yùn)行,對于300MW亞臨界機(jī)組如果平均主汽溫提高4℃,煤耗可以降低0.404g/kWh左右。再熱汽溫的調(diào)整特性不是很好,主要是燃燒器擺角難以投自動(dòng)、煙氣擋板調(diào)節(jié)性能比較差。當(dāng)負(fù)荷比較高時(shí),需要用再熱器事故減溫水參與調(diào)整才能保證再熱汽溫度不超標(biāo)。再熱器事故減溫水的使用對供電煤耗的影響很大,再熱汽減溫水每增加1%,機(jī)組供電煤耗將升高0.8g/kWh左右。對于300MW亞臨界機(jī)組,通過優(yōu)化給水自動(dòng)可達(dá)到節(jié)能的目的,保持中間點(diǎn)溫度的穩(wěn)定,進(jìn)而穩(wěn)定主汽溫度。中間點(diǎn)溫度變化1℃主汽溫度會(huì)變化3~5℃,而主汽溫度變化10℃會(huì)影響機(jī)組煤耗1.01g/kWh。

2.3 電廠入爐煤計(jì)量對機(jī)組煤耗的影響分析

入爐煤計(jì)算裝置通過對煤消耗量的基本運(yùn)算,可準(zhǔn)確的測算出相關(guān)數(shù)據(jù),對提高節(jié)能減排具有一定的幫助,但受到諸多的原因的限制,部分發(fā)電廠并未安裝該系統(tǒng),而是使用相對較為原始的電子皮帶秤,該方式需要相關(guān)人員掌握鏈碼的基本測算方式,并且對皮帶的平衡度做出及時(shí)的調(diào)整,保障其精準(zhǔn)度,這對于相關(guān)人員的心理素質(zhì)與運(yùn)算能力均提出較大考驗(yàn)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),可使用入爐煤計(jì)算裝置與電氣皮帶秤進(jìn)行試驗(yàn)比較,數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,入爐煤計(jì)算裝置可將誤差控制在0.5%以下,而電子皮帶秤則將誤差保持在1%左右,就數(shù)據(jù)而言,電子皮帶秤的穩(wěn)定性相對較差。所以采用入爐煤計(jì)算裝置對于節(jié)能減排更加有利。

2.4 加熱器組端差對煤耗的影響分析

加熱器組端差,需要對加熱器系統(tǒng)的基本水位進(jìn)行勘察,保障其能夠在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi),在非工作階段,可對加熱器的水位進(jìn)行調(diào)節(jié),同時(shí)由于數(shù)量的準(zhǔn)確性較低,對高低水位的要求不具備統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),需要按照機(jī)組的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置,機(jī)組水位設(shè)置調(diào)節(jié),要始終保持合理的設(shè)定,在系統(tǒng)處理方面,可設(shè)置為水位的自動(dòng)調(diào)節(jié),在一定程度上減少加熱器端差,從而達(dá)到節(jié)能的基本效果。

2.5 輔機(jī)變頻改造對供電煤耗的影響分析

輔機(jī)變頻改造主要是針對風(fēng)機(jī)及水泵的改造,由于電機(jī)機(jī)組功率的不同,所產(chǎn)生的電能也不盡相同,但風(fēng)機(jī)與水泵的耗能卻始終如一,因此構(gòu)成了不必要的浪費(fèi)。對風(fēng)機(jī)與水泵的內(nèi)部變頻頻率進(jìn)行改造,通過降低電壓,控制水泵與風(fēng)機(jī)的電壓使用總量,進(jìn)一步做到對電量使用的限制。該改造并不會(huì)對發(fā)電機(jī)發(fā)電功率產(chǎn)生影響,同時(shí)也提高了風(fēng)機(jī)與水泵運(yùn)行的穩(wěn)定程度,在一定較大程度上使其符合機(jī)組使用的標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而為節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。

2.6 節(jié)能指標(biāo)計(jì)算用熱工主要參數(shù)對煤耗的影響分析

在大部分的工作環(huán)節(jié)中,數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是衡量消耗性能的主要參數(shù),電廠熱工對節(jié)能數(shù)據(jù)的計(jì)算,對節(jié)能效果產(chǎn)生正面影響,節(jié)能計(jì)算的方向首先是對各系統(tǒng)的分組計(jì)算,通過對設(shè)備的劃分,計(jì)算節(jié)能的總數(shù),機(jī)組負(fù)荷與主汽壓力,是計(jì)算數(shù)據(jù)中,不可缺少的重要數(shù)據(jù),對節(jié)能計(jì)算產(chǎn)生較大影響,相關(guān)必須做到絕對精確,使提供的數(shù)據(jù)做到絕對可靠與真實(shí)。

3 結(jié)束語

火力發(fā)電仍然是現(xiàn)代發(fā)電的主要結(jié)構(gòu),在火力發(fā)電的過程中能源消耗是關(guān)鍵性問題,有效的對發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制,并優(yōu)化發(fā)電結(jié)構(gòu),是節(jié)能減排的有效措施,同時(shí)在成本節(jié)省方面也有所幫助,由于火力發(fā)電系統(tǒng)組成較為復(fù)雜,火力發(fā)電的節(jié)能減排必然是一項(xiàng)大型的改革項(xiàng)目,需要在不斷地探索中,對各類設(shè)備做逐一的調(diào)控與節(jié)能工作,從源頭上對進(jìn)行節(jié)能減排工作,為保障火力發(fā)電廠的長期穩(wěn)定發(fā)電而不斷努力。

參考文獻(xiàn)

[1]劉龍翔.火電廠熱工自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的節(jié)能減排研究[J].四川水泥,2015(12).

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