薛鹭成
中国联合工程有限公司 浙江省杭州市 310052
摘要：在火力发电的过程中，合理地控制火力发电厂锅炉运行的能源消耗，能够有效推动火力发电厂的平稳前行。伴随当前，改革开放的深入，我国的用电量进一步增加，在火力发电厂供电方面的要求也在逐步增加，在此过程中一定要重视合理地对锅炉燃烧进行控制，这样才能保证火力发电厂锅炉节能效果的提高，保证火力发电厂的可持续发展。
关键词：火力发电厂；锅炉运行；控制系统；节能对策解析
1导言
锅炉设备是火力发电厂运行设备中重要设备之一，则运行质量与效率直接影响着会理发电厂中电力能源的供应情况，影响着现代城市运行与居民生活，并随着现代经济市场多样变化与设备科学创新速度加强背景下，锅炉设备运行生产安全管理更是成为火力发电厂安全管控和未来发展的所必要面临的，则对于火力发电厂来说，如何在现有能力范围内最大程度保障锅炉设备的安全稳定、高效率运行是一项重要内容。
2火力发电厂锅炉运行特点
2.1运行参数不稳定
锅炉设备并不是一个单一设备，其与其他大量设备与系统共同连接，则在火力发电厂运行过程中便面临一个复杂性的问题，内外影响与干扰因素增加，相应的设备运行参数不稳定概率也会增加，只要有有一个出现设备运行问题，便会造成锅炉设备运行参数出现不稳定性，进而影响电力能源生产；再加上，目前多数火力发电厂内部并没有专业的监控设备和体系，仅仅依靠人工进行设备监控与维修，是无法及时对运行参数错误的设备进行维修的，则更容易造成运行问题影响范围和破坏范围的扩大化，最后造成更大的锅炉运行问题。
2.2热损耗偏大
火力发电厂电力能源的主要来源就是煤炭燃烧，通过煤炭在锅炉内部充分燃烧，锅炉内部便会有大量的热能与杂质，热能会通过化学反应为汽轮机提供能源，而杂质则形成高温烟气使得锅炉内部整体温度升高，从而产生大量水蒸气带动蒸汽汽轮运行，汽轮机与蒸汽汽轮两者运行便产生了电力能源，但是在实际电力能源获得量并没有达到预期量，反倒是煤炭消耗量是获取量的几倍，甚至是几十倍，这对于火力发电厂来说是一笔不小的开销，则如何降低煤炭燃烧热损耗，控制基础运行生产成本是未来火力发电厂设备提升重要内容。
2.3运作效率低
运作效率低主要是指火力发电厂锅炉设备中组成部件运行效率低，特别是汽轮机设备，其作为锅炉设备运作的主要动力和转化部门，直接关系着锅炉设备的运行效率，却常常因为锅炉内部煤炭燃烧不完全，造成煤粉灰与杂志形成的高温烟气体积增大出现问题，要么是汽轮机受承受的高压排气量过高，超过了机械本身高压缸所能承受的最大工作效率，轻则造成高压缸工作效率降低，重则造成汽轮机运行崩溃直接瘫痪，要么是因为高温烟气密度增加、粉尘数量增加，造成汽轮机连接管道逐渐被堵塞，从而汽轮机运行效率与质量直线下降，影响火力发电厂整体设备运行效率水平。
3火力发电厂锅炉运行控制的节能对策解析
3.1优化锅炉燃烧调节控制系统
应选用智能自动化经济调控系统，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。
如：对于一台30万的国产机组而言，估计其条件，同另外1台没有采用变频器进行技术升级改造的机组运行数据进行对比分析，发现采用变频调速节能控制后，一次风机系统每小时大约节约电能资源600kW，如果按照该机组全年运行6000h进行估算，则大约可以节约电能资源360万kWh，如果按照电厂平均上网电价按0.4元/kWh进行估算，则电厂两台机组经变频调速节能改造后可以获得约288万元的直接经济效益。由此可见，变频节能调速升级改造所获得的经济效益较为良好，尤其在实际低负荷调控运行工况下，其节能效果将更加明显。
3.2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。如以神经网络、支持向量机技术建立的锅炉燃烧模型为基础，采用粒子群优化算法、遗传算法、蚁群优化算法等智能优化算法，寻找锅炉燃烧系统各输入参数的最佳组合，并以此作为各层风量配置的依据，并对锅炉燃烧进行优化指导和实时控制，采用神经网络技术建立NOx排放、凝汽器背压模型，利用预测控制技术实现对喷氨量、空冷风机的精准控制等。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。
3.3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。
3.4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。
4结语
综上所述，锅炉设备运行优化对于火力发电厂未来生产运行和经济发展来说，都是重要且必不可少的，则火力发电厂管理人员要重视对于锅炉设备运行的管控措施落实，从锅炉运行的各项特点入手，利用现代管理技术和手段，管控锅炉运行生产环境条件，降低热损失与煤炭飞灰碳量，优化锅炉设备结构与技术，保障锅炉能够安全稳定且高效率的运行，综合性提升火力发电厂内部设备生产水平，促进火力发电厂的进一步发展。
参考文献
[1]郝允清.火力发电厂锅炉运行控制节能研究[J].科技创新导报,2019,16(23):48-49.
[2]芮福宁.关于火力发电厂锅炉优化运行措施研究[J].低碳世界,2019,9(09):82-83.