＊錢 鑫

（青銅峽鋁業(yè)發(fā)電有限責任公司 寧夏 751603）

在當前全球能源緊缺和環(huán)境問題日益突出的背景下，火電廠面臨著節(jié)能減排的壓力，通過對火電廠節(jié)能技術和優(yōu)化控制的研究，可以有效提高火電廠的能源利用效率，減少對環(huán)境的負面影響。因此，進一步深入研究和應用火電廠節(jié)能技術和優(yōu)化控制是當前和未來的重要課題，這將有助于推動火電廠的可持續(xù)發(fā)展，促進我國能源結構的優(yōu)化與轉型。

1.火電廠應用節(jié)能技術的必要性

隨著能源消耗和環(huán)境問題的日益凸顯，節(jié)能技術成為了提高能源利用效率、降低能源消耗、減少廢氣排放和促進可再生能源利用的關鍵手段。以下將詳細闡述火電廠節(jié)能技術的必要性。

首先，火電廠節(jié)能技術的應用可以顯著提高能源效率。傳統(tǒng)火電廠在電力傳輸和配電過程中存在能源損耗的問題，而通過優(yōu)化電力傳輸和配電系統(tǒng)，可以減少能源在輸電和配電過程中的損耗[1]。此外，引入先進節(jié)能技術，實現(xiàn)對電力設備的精細化管理，可以減少能源的浪費。采用高效的發(fā)電設備和熱電聯(lián)供技術，可以提高火電廠的發(fā)電效率，減少燃料消耗和二氧化碳排放。因此，火電廠節(jié)能技術的應用可以有效提高能源利用率，降低能源消耗。

其次，火電廠節(jié)能技術的應用能夠促進環(huán)境保護?；痣姀S是重要的環(huán)境污染源之一，其排放的廢氣和廢水對環(huán)境造成嚴重影響。通過節(jié)能技術的應用，可以減少火電廠的能源消耗，降低燃燒產生的廢氣排放量。引入先進的污染治理設備，如煙氣脫硫、脫硝和除塵設備，可以有效減少火電廠的氮氧化物、二氧化硫和顆粒物排放?；痣姀S的節(jié)能技術還可以促進可再生能源的利用。隨著可再生能源如風能、太陽能等的快速發(fā)展，火電廠可以通過靈活調整運行模式，將可再生能源的波動性與火電的穩(wěn)定性相結合，實現(xiàn)電力供應的平穩(wěn)性和可靠性。這種配合可以更大限度地發(fā)揮新能源的作用，推動實現(xiàn)“雙碳”目標。

最后，火電廠節(jié)能技術的應用還可以帶來經濟效益。提高能源效率可以降低火電廠的運營成本，減少能源消耗和燃料采購成本。引入智能化設備和先進的控制系統(tǒng)可以提高火電廠的運行穩(wěn)定性和可靠性，減少故障停機時間，提高發(fā)電效率，從而提高經濟效益。

2.火電廠應用節(jié)能技術現(xiàn)狀分析

火電廠作為重要的電力供應單位，其節(jié)能技術應用對于提高能源利用效率、降低能源消耗、減少廢氣排放具有一定作用。目前，火電廠節(jié)能技術在不斷發(fā)展和應用中，取得了一定的成果，但仍面臨一些挑戰(zhàn)和改進的空間。

（1）機械裝置的操作損耗。在火力發(fā)電廠的正常運轉中，機械的運轉不可避免地會產生熱能、機械能的損失等，本文歸納了一些比較常見的損失。首先，在機械運轉的過程中，不可避免地會出現(xiàn)某種程度的空載或低負載，從而導致電能的損失增大。其次，在機器與機器之間的能量轉換過程中，不可避免地會有物理上的損失。最后，機器運行本身會與空氣發(fā)生摩擦，從而造成能耗損失，特別是當火力發(fā)電廠大氣中塵埃濃度較高時，能耗損失將大幅增加。

（2）由于火力發(fā)電廠的設備不能得到及時的檢修和維修，導致了很大的損失。為滿足電力供應的需要，火電廠一天24小時不間斷的運轉，長時間高負荷的運轉對各種儀表和設備的要求越來越高。某些火力發(fā)電廠中的設備，由于使用時間過長，檢修不到位，就會出現(xiàn)出現(xiàn)故障，造成損失[2]。

（3）發(fā)光裝置的損失。首先，在火力發(fā)電廠的日常生產中，需要用到的燈具很多，而燈具的壽命又比較短，燈具在運行中容易發(fā)生各種安全事故，燈具的頻繁更換會導致更大的電力損失。其次，部分火力發(fā)電廠在采購燈具時，未嚴格遵守燈具的節(jié)能標準，致使某些燈具不符合電氣系統(tǒng)的節(jié)能要求，從而在未來的電力系統(tǒng)運行中，產生更為嚴重的電能損失。最后，由于火力發(fā)電廠沒有充分重視燈具的節(jié)能技術，缺乏對燈具的開發(fā)和研究，造成了部分燈具的節(jié)能效果不佳。

（4）鐵零件的電磁波損失。電磁場是電力系統(tǒng)的一種物理現(xiàn)象，它對電力系統(tǒng)有很大的影響。在交流電源驅動的交流磁場中，鐵制品的核心部件在長期工作中很容易發(fā)生新的損耗，這些新的損耗會在磁場中形成大量的熱量積聚，引起整個區(qū)域或部分區(qū)域的溫度急劇升高，不但會降低某些鐵制品的使用壽命，還會極大地加劇系統(tǒng)內的電損耗。

3.火電廠節(jié)能技術優(yōu)化控制

(1)使用高效電機

高效電機使用是火電廠節(jié)能技術優(yōu)化控制的重要措施之一。傳統(tǒng)的火電廠通常使用老舊的電機設備，其效率較低，能耗較高。因此，替換這些低效的電機，并采用高效電機，可以顯著提高電機的效率，降低能耗。

高效電機采用了先進的設計和制造技術，具有更高的轉換效率和更低的能耗。相比傳統(tǒng)電機，高效電機在電能轉換過程中減少了能量損失，提高了能源利用效率。這種電機通常采用優(yōu)化的電磁設計和材料選擇，減少了銅損和鐵損，提高了電機的工作效率。通過替換老舊低效的電機，火電廠可以在不增加額外投資的情況下，顯著降低能耗和運行成本。高效電機的使用還能減少溫室氣體排放，對環(huán)境具有積極的影響。此外，高效電機的運行更加穩(wěn)定可靠，減少了故障和維修的頻率，提高了火電廠的運行效率和可靠性。為了實施高效電機使用，火電廠需要進行電機設備的評估和替換計劃。首先，對現(xiàn)有電機設備進行能效評估，確定哪些電機需要替換。然后，選擇符合能效標準的高效電機，并進行適當?shù)陌惭b和調試。同時，還需要建立電機運行監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測電機的運行狀態(tài)和能耗情況，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。高效電機的使用是火電廠節(jié)能技術優(yōu)化控制的重要手段。通過替換老舊低效的電機，采用高效電機，可以顯著提高電機的效率，降低能耗，降低運行成本，減少環(huán)境污染，提高火電廠的運行效率和可靠性[3]。

(2)燈具能量損失的優(yōu)化控制

首先，建立嚴格的燈具管理制度。通過建立健全的燈具維護和更換計劃，定期檢查和保養(yǎng)燈具，及時發(fā)現(xiàn)和修復故障，可以延長燈具的壽命，并減少因頻繁更換燈具而導致的能量損失。其次，采購符合節(jié)能標準的燈具產品。在火力發(fā)電廠采購燈具時，應優(yōu)先選擇能效等級高、光效好、功率因數(shù)高的節(jié)能燈具產品。通過與供應商密切合作，確保采購到符合電氣系統(tǒng)節(jié)能要求的燈具，降低能量消耗和損失。最后，推動燈具技術的創(chuàng)新與應用?；鹆Πl(fā)電廠應積極參與燈具技術的研發(fā)和推廣，引進先進的節(jié)能燈具技術。例如，采用LED燈具替代傳統(tǒng)照明設備，LED燈具具有高光效、長壽命、低功率等特點，能夠顯著降低能量消耗，提高照明效果。此外，結合智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)燈具的自動調光、感應開關等功能，根據需要進行精確的能量控制，減少不必要的能源浪費。

(3)能量回收技術

能量回收技術的基本原理是通過捕捉和轉化電氣系統(tǒng)中產生的廢熱、廢能，將其轉化為可再利用的能源。以下是一些常見的能量回收方法：第一，煙氣余熱回收?；痣姀S的燃燒過程會產生大量的煙氣余熱，通過煙氣余熱回收系統(tǒng)，可以將煙氣中的熱能轉化為蒸汽或熱水，用于供暖或發(fā)電過程中的其他需要。第二，汽輪機廢熱回收。火電廠中的汽輪機排放的廢熱可以通過廢熱回收系統(tǒng)進行捕捉和利用。廢熱可以用于加熱鍋爐進水、發(fā)電過程中的預熱等，從而提高能源利用效率。能量回收技術的應用可以顯著提高火電廠的能源利用效率，從而實現(xiàn)節(jié)能效果。煙氣余熱回收系統(tǒng)的應用可以將煙氣中的熱能轉化為蒸汽或熱水，用于供暖或發(fā)電過程中的其他需要。這樣可以減少對其他能源的依賴，降低能源成本。廢熱發(fā)電技術的應用可以將廢熱轉化為電能，提高火電廠的發(fā)電效率。

(4)集控運行技術

集控運行技術是通過集成自動化、信息化和智能化技術，對火電廠進行全面的監(jiān)測、控制和管理。它基于先進的計算機控制系統(tǒng)和數(shù)據采集設備，實現(xiàn)了火電廠各個部門之間的信息共享和協(xié)同工作。

集控運行技術在火電廠節(jié)能中的具體應用分為以下幾方面：第一，燃燒過程優(yōu)化。集控運行技術可以對火電廠的燃燒過程進行全面監(jiān)測和優(yōu)化。通過實時采集和分析燃燒參數(shù)，比如燃料配比、風量、爐溫等，系統(tǒng)可以自動調整燃燒器的工作狀態(tài)，實現(xiàn)燃燒過程的最優(yōu)化。例如，根據不同燃料的特性和質量，系統(tǒng)可以自動調整燃料配比，確保燃燒效率的最大化，減少燃料浪費和環(huán)境污染。第二，負荷預測與調整。集控運行技術可以通過采集和分析歷史數(shù)據，并結合外部環(huán)境因素的影響，實現(xiàn)對火電廠負荷的預測和調整。通過預測未來負荷變化趨勢，系統(tǒng)可以自動調整發(fā)電機組的運行策略和出力，以滿足需求的同時最小化能源消耗。例如，在負荷較低的時段，系統(tǒng)可以自動停機或切換至低負荷模式，減少無效運行時間和能源損失。第三，智能化控制。目前，我國火力發(fā)電廠中央控制的智能化程度不斷提高，將模型分析法運用到火力發(fā)電廠的日常管理中，將有助于提高中央控制的智能化程度。隨著中央控制向智能化、自動化方向發(fā)展，必須將中央控制的優(yōu)點發(fā)揮到最大，并對中央控制在運行過程中出現(xiàn)的各種問題進行有效的解決，為實現(xiàn)火力發(fā)電廠中央控制的節(jié)能降耗目標奠定堅實的基礎。

(5)智能控制技術

應用智能控制技術，可以對設備進行精確控制和調度，以實現(xiàn)最佳運行狀態(tài)，從而有效減少能耗。

首先，智能控制技術可以實現(xiàn)設備的自動化控制和監(jiān)測。通過傳感器和監(jiān)測設備的安裝，可以實時獲取設備的運行狀態(tài)和能耗情況?；谶@些數(shù)據，智能控制系統(tǒng)可以自動調整設備的工作參數(shù)，以達到最佳的能效表現(xiàn)。例如，當設備負載較低時，智能控制系統(tǒng)可以自動降低設備的運行功率，從而降低能耗。其次，智能控制技術可以實現(xiàn)設備之間的協(xié)同工作。通過網絡連接和數(shù)據交互，各個設備可以實現(xiàn)信息共享和協(xié)調操作。例如，在火電廠中，多個電機可能同時運行，而智能控制系統(tǒng)可以通過協(xié)同調度，使得各個電機的運行狀態(tài)相互匹配，避免不必要的能耗浪費。智能控制技術還可以應用于預測和優(yōu)化控制。通過對歷史數(shù)據和實時數(shù)據的分析，智能控制系統(tǒng)可以預測設備的能耗趨勢和運行狀況，并做出相應的調整。例如，當系統(tǒng)預測到負載將會增加時，可以提前調整設備的運行參數(shù)，以適應未來的負載變化，從而減少能耗。最后，智能控制技術還可以與其他節(jié)能技術相結合，實現(xiàn)更高效的能源利用。例如，結合變頻調速技術和智能控制技術，可以根據實際負載需求，自動調整電機的運行頻率和功率，以提高電機的能效。另外，智能控制技術還可以與照明節(jié)能技術相結合，通過智能照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)對照明設備的精確控制，減少能耗[4]。

4.結語

火電廠節(jié)能技術的應用可以顯著降低能耗、減少運行成本，并對環(huán)境保護起到積極作用。替換低效電機、能量回收技術、集控運行技術和智能控制技術等措施是有效的節(jié)能技術。智能控制技術在節(jié)能優(yōu)化中發(fā)揮著關鍵作用，通過設備自動化控制和監(jiān)測、設備協(xié)同工作、預測和優(yōu)化控制等手段，實現(xiàn)最佳運行狀態(tài)，進一步提高節(jié)能效果。然而，實施節(jié)能技術仍面臨一些挑戰(zhàn)，如高成本、技術難題等。因此，需要進一步研究和優(yōu)化控制策略，以實現(xiàn)火電廠節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展。