摘要:在火力发电的时候,如果锅炉内部的燃料没有得到充分燃烧会导致燃料的利用率大幅度下降,无法有效的对燃料进行使用而出现资源浪费的问题。所以需要重视加强火力发电厂的日常节能减排,通过合理的方式加强火力发电厂锅炉节能降耗工作,对资源浪费的问题进行有效的控制,保证燃煤的利用率,以便让火力发电厂锅炉燃煤的效率得以提升,在符合日常用电需求的条件下,加强节能减排的建设,更好的达到火力发电的效果。
关键词:火力发电厂;锅炉运行;控制系统;节能
1火力发电厂锅炉节能的重要性
火力发电厂在生产过程中使用最多的便是煤炭资源,通过煤炭的燃烧推动锅炉工作,也就是说想要保证锅炉节能性能的提升,首先需要从所使用的煤炭出发。煤炭在燃烧过程中受到不充分燃烧的影响会产生大量的二氧化碳以及硫化物、氮氧化物等有害气体,如果对这些气体不进行处理排放的话很容易导致周边环境受到污染。另外在煤炭燃烧过程中如果燃料燃烧不充分很容易导致产生燃料燃烧效率低的问题,这显然是不利于能耗的控制。在新的时代背景下环保工作作为企业工作开展的重要要求之一,必须要对如何实现环保节能重视起来,传统的火电厂锅炉在使用中由于不重视节能工作,一方面导致对周边环境产生严重破坏,另一方面对于燃料的使用也无法实现更加充分的燃烧。实现锅炉节能对于企业降低能耗,提高燃料使用效率有极为重要的意义。
2火力发电厂锅炉运行控制系统的节能措施
2.1优化锅炉燃烧调节控制系统
选用智能自动化调控系统,充分结合专家推理技术、智能决策技术,研制满足火力发电厂锅炉燃烧监控需求的控制系统。如:某电厂60万超临界机组通过锅炉燃烧智能调节控制系统的使用,可以提高锅炉效率1%左右,送、引风机电耗降低200~600kW,氮氧化物排放量降低19.8%,再热器减温水用量减少30%,有效提高了汽轮发电机组的热交换效率。采用锅炉燃烧智能闭环控制系统,可以有效提高锅炉热交换效率,减少点火的燃料损失和提高其点火燃烧的稳定性,同时可以降低氮氧化物、CO等污染物的排放量。
2.2加强锅炉燃烧控制的智能化
节能减排是火电站永恒的目标,而锅炉燃烧的控制对能量转换效率、污染物产生及运行安全性影响最大。锅炉燃烧和传热过程的复杂性,使得难以按照传统方法对其进行建模从而进行有效控制。在锅炉燃烧智能化方面,可采用多目标优化控制技术路线。采用神经网络、支持向量机等技术对复杂的多变量、大迟延、非线性对象进行建模,并与智能寻优算法及基于模型的预测控制技术相结合实施闭环控制。以机组性能试验、燃烧调整数据及历史运行数据为样本,借助先进的检测技术及煤质在线软测量方法,采用支持向量机、神经网络等技术,结合工艺对象特性,建立锅炉效率、污染物排放、高温受热面金属壁温等预测模型。利用模糊计算方法对锅炉效率、NOx排放和壁温进行多目标协调优化,以粒子群寻优、遗传算法等优化算法和预测控制、模糊控制相结合实现锅炉燃烧系统的风压、风量、氧量及减温水、喷氨量等参数的最优控制。
2.3重视控制系统的设备故障预警能力
火电机组参与调峰频率的提高以及煤种的经常变化,使得电站设备发生故障的几率增大,影响发电设备运行安全性。基于设备管理基础数据和历史运行数据,采用关联规则、主元分析、相关性分析等不同技术手段和方法,结合专家知识与经验,确定故障的主要征兆参数和阈值。基于典型的故障样本,采用机器学习与智能建模技术,建立设备故障预警模型和时间预测模型,从而实现对设备的故障准确预警和诊断,降低设备异常,减小导致故障的风险。
2.4降低飞灰可燃物
在火力发电厂锅炉运转的过程中,不可避免的会出现一些细小的问题。也正是这些小问题极易导致锅炉在运转的过程中出现突发状况,更容易引起锅炉运转中的能源损耗。在锅炉运上的过程中,锅炉漏风是导致飞灰可燃物污染环境的主要原因,对空气造成污染最严重的是煤炭燃烧所形成的二氧化碳,煤炭在燃烧的过程中会分解成不同的各种微小的粒子,低质量的煤炭在燃烧过程中更容易产生不完全燃烧的煤渣。而如果锅炉出现漏风的状况时,则会对空气造成严重的污染。当飞灰可燃物通过锅炉的缺口暴露在空气中与空气中的成分发生反应时,不断扩散到其他区域的空气中,这就造成了严重的环境污染。锅炉漏风还会导致锅炉的温度降低,如果锅炉在运转的过程中不能保证充分的温度,就需要大量的燃料来保证其温度,在这种情况下只有保证锅炉的质量,才能更好地减少锅炉漏风造成的影响,加强节能,减少能量损耗。
2.5加强锅炉燃烧的可视化技术
在对电站锅炉燃烧优化技术中,大多都是通过对运行参数的分析来对燃烧状况进行调整。在收集运行参数时基本都是通过安装检测装置来实现的,但是测量装置的布点、材料等因素会限制测量数据的真实性和可行性。而传统的光谱测量由于信号较弱,在受到噪声和系统荧光的影响下也会降低测量质量。锅炉燃烧特性可通过对炉膛内燃烧火焰的温度来判断,通过对炉膛燃烧火焰温度分布能够为运行人员进行燃烧参数优化调整提供重要依据。但是由于炉膛核心区域的燃烧温度较高,采用传统的装置测量是无法实现的,所以一直都是测量的盲区。而通过可视化技术不需要直接接触炉膛内部即可掌握炉膛的运行状态,锅炉CT借助红外激光即能够测量炉膛燃烧温度和浓度场,不需要接触炉膛核心燃烧区就能够了解燃烧状况,同时还可测量烟道温度。通过可视化技术的应用,可大大提高锅炉燃烧优化效率,降低污染物的排放。
2.6基于燃烧理论的建模技术
理论模型是在计算机技术和燃烧理论相结合的条件下建立起来的。研究的过程中使用的主要方式是数值模拟。伴随当前计算机技术的逐步深入,在电站锅炉燃烧优化过程中,利用相关软件来对锅炉燃烧的状态进行分析,并且模拟参数改变后的状态验证参数设计的合理性,可以让锅炉燃烧的效率提高。在对燃烧理论建模技术使用之前,首先需要深入的对电站的各种参数进行分析,并且以这些参数为基础建立模型。在建模过程中需要保证数学模型的精准性并且有机的融入各种数据参数,与现场的条件相吻合,这样才能保证数学建模的准确性,提高建模的效率。比如说在研究某煤粉锅炉燃烧器时,需要从现场进行实验,并且获得相应的结果,通过对数据模拟来对燃烧器的特性进行了解,并且分析如何让锅炉的温度保持稳定,对锅炉内对流换热进行强化,利用数学建模的方式来进行燃烧分析,可以节省大量人力物力让燃烧的效率提高,保证各种技术的优化。然而在操作的过程中,这些方法不能在燃烧的时候进行在线建模和优化,都需要利用离线的方式进行仿真,这样会导致运算的结果和现实之间可能有一些差异。
3结束语
总之,在目前社会发展的需求下,想要在满足不断增长的社会需求的同时降低火电站发展过程中的能耗,必须要从锅炉中使用燃料的效率入手,这也是火力发电厂进一步提高的必然要求。降低能源消耗能够有效实现火力发电厂的社会效益,从而为发电厂可持续发展以及社会经济的进步提供坚实的基础。
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