火力发电厂燃料智能化应用

发表时间:2021/7/9   来源:《当代电力文化》2021年3月第7期   作者:戴浪波
[导读] 为了更好地适应当前形势下的发电需求,需要优化目前的燃料管理策略,合理调整大修规划,将电厂大修安排在负荷减载严重期间,以便在允许核电厂发电的时间段内多发电
        戴浪波
        内蒙古创源金属有限公司 内蒙古通辽市 029200
        摘要:为了更好地适应当前形势下的发电需求,需要优化目前的燃料管理策略,合理调整大修规划,将电厂大修安排在负荷减载严重期间,以便在允许核电厂发电的时间段内多发电。根据电厂发电需求发现各核电厂减载原因和规律不尽相同,但基本上所有机组都采取了节假日减载,尤其春节和国庆期间减载幅度大且持续时间长。
        关键词:火力发电厂;燃料智能化;合理应用
        引言
        电厂锅炉运行中应用节能降耗技术已成为电厂生产中重要的发展方向。节能降耗技术在电厂锅炉运行中应用降低电厂生产能源消耗,提高电厂锅炉运行效率,保证电厂企业可持续发展。电厂锅炉设备更新很快,生产效率以及节能水平都得到了优化和提高,但在某些关键环节还是存在能源消耗和浪费的情况,因此在电厂锅炉设备运行中采用燃料智能化技术是非常必要的。
        1智能燃料典型建设方向
        智能燃料应是燃料智能采购、智能调运、智能接卸、自动计量、采制化一体(自动取样、自动制样、标准化验/无人化验)、数字煤场、智能掺配、机器人自动巡检等为一体的燃料智能运行管控系统,涵盖采购、调运、验收、接卸、煤场管理、配煤掺烧各环节,实现燃料管控智能化,生产流程透明化、规范化,打通信息通道,实现数据自动采集与智能分析。智能燃料建设应包括覆盖“燃料线”全流程的技术与设备智能化,以及燃料全流程智能化管控两大部分。实地调研发现,各类智能燃料技术在燃料流程中均有涉及,智能化建设重点集中在接卸计量、采制化、数字煤厂和输煤系统,这些环节也是传统燃料输控中劳动强度高、受人为因素影响大、对成本核算至关重要的部分,这也体现了各厂燃料智能化建设中的趋同演化特征,体现了由“人治”向“物治”发展的智能化建设基本思路。
        2发电厂燃料应用中存在的问题
        电厂生产运行中所有的设备都会开启,那么能源损耗比较大,而且没有采用相应的节能降耗技术,直接影响电能的生产。锅炉运行过程中缺乏有效的控制管理,而且又缺少一定的监测设备,对锅炉生产的参数无法精确的掌握,这样根本无法保证燃料燃烧的充分,锅炉生产运行效率受到一定的影响。节能降耗技术在电厂锅炉生产中应用程度不够,节能降耗技术具有一定的局限性,很多电厂对节能降耗技术的应用重视度不够。电厂锅炉运行过程中缺乏科学的管理方法,造成燃料燃烧不充分,影响电厂运行效率,不利于企业的可持续发展。电厂锅炉机组运行中对再热器的设计缺乏科学性,再热器作用是再度提高锅炉温度,这样锅炉的利用率不仅受到影响而且降低了锅炉使用寿命,还造成了一定的能源消耗。
        3火力发电厂燃料智能化应用分析
        3.1输煤过程智能化与灵活配煤掺烧
        输煤系统包括燃料接卸后,入场堆煤到取煤入炉过程涉及到的设备系统、控制单元、软件系统等,担负着安全、精确运送燃料的任务,在燃料系统中具有重要作用。输煤廊道作为输煤系统载体,空间逼仄、封闭、粉尘浓度高、作业流程长、工作环境封闭恶劣,为安全运行和人工巡检带来了很大隐患。通过系统性整合先进检测、图像识别、导航定位等技术的机器人巡检,减少危险区域人工作业风险,实现对整个廊道的温度、音视频、有毒气体等的检测与预警,提高输煤系统安全可靠性。在对廊道进行适应性设计或改造基础上,融合数据利用技术、总线控制技术、信息通信和先进检测技术等对廊道内消防水压、配电间温度、粉尘浓度和照明条件实时监控,配合智能安全人员定位系统,提高输煤系统的安全稳定运行能力。


        3.2基于“人样分离”理念的智能采制化一体系统
        智能采制化一体系统凭借信息化手段,将采制化过程解耦,利用智能设备,实现对应环节高度自动化,借助通信互联技术,将各模块实时联接,最终达到高效、透明、无人值守的煤质检测目的。某示范电厂采用智能采制一体化系统,在该系统投运后,在取得各项收益的同时,能够保证稳定运行,全年投入率可达100%。智能化是手段,而采制化核心是要做到人样分离,在采样、称重、制样、样品传输、存储等各阶段尽可能解除人的参与。对于在煤质化验国家标准中规定的需要人工参与的环节,利用耦合摄像头、定位、门禁等安防手段的多维联动技术对人员操作和行为进行监控,并建立化验员职业能力考核机制。
        3.3辅机节能技术
        辅机节能技术的应用要结合电厂锅炉运行的实际情况,在辅机节能设计方案中,提高辅机节能系统的性能并降低电厂锅炉运行消耗的能源。采用液藕离心式风机,提高电厂锅炉节能降耗效率。液藕离心式风机工作原理,是在减少自身对电能消耗的同时不断提高辅机系统中风机的工作效率。对辅机节能方案进行不断的优化和完善,并在锅炉实际运行中进行应用,定期分析并讨论辅机节能效果的实际情况,在辅机节能技术中,液藕离心式风机在辅机节能系统中的应用起到了节能降耗的效果,对辅机节能系统中的风机叶轮进行不断的技术改进可提升风机工作效率。辅助系统是锅炉运行系统中消耗能耗较多的机组部分,也是是锅炉机组整体安全稳定运行的重要部分。采用人工调整方式对辅助系统进行调整,不仅工作效率低,而且由于辅助系统采用的风机和水泵等设备采用定速模式运行,这样会增加锅炉机组的工作负荷,不能起到节能降耗的作用。电厂锅炉运行中需要主系统和辅助系统共同配合,实现锅炉机组的稳定运行。在锅炉辅助系统中应用变频调速技术,对锅炉辅助系统进行科学合理配置,降低机组转动扭矩的脉冲,提升机组对电流的抗干扰能力,保证辅助系统的运行负荷可以满足电厂锅炉运行的基本需要,实现了电厂锅炉节能降耗的效果。
        3.4基于智能巡检和数据利用技术的智能输煤线和配煤掺烧
        恶劣、复杂的操作环境和长距离、不间断工作的运行特点使输煤廊道成为机器人替代人工巡检的理想环节,通过搭载红外、摄像、气体检测、音频等传感器获取数据,利用图像识别、机器学习等信息化手段进行自学习,巡检机器人在具备人工巡检功能的基础上还可以实现对皮带撕裂、有害气体(CO、CO2、CH4、O2)泄漏、设备异常振动运行、煤炭自燃等异常情况的状态监测和预警。针对输煤廊道实际情况,巡检机器人应采用挂轨式布置,能够在保证较高巡检质量基础上避免复杂地形、恶劣环境等常见因素造成的干扰,尤其对于在运机组而言,原有输煤廊道中通常消防管道、控制电缆、钢架结构等交错布置,挂轨式布置改造难度低。输煤廊道巡检机器人在实际使用中已取得较好效果,但仍存在有待改进的地方。
        3.5图像识别巡检
        机器人利用图像识别所得数据,结合大数据技术、机器学习技术等,实现对皮带偏斜、断裂、接地开关柜状态、管道跑冒滴漏等情况的检测,但由于存在单一电厂的异常情况样本量有限、设备脏污难以识别等问题,影响图像识别成功率,对操作员跌倒等行为模型的识别成功率更低。未来应通过建设区域级、集团公司级数据库,增加训练样本量,提高识别准确率,并开展针对灰污设备的状态识别新模型和算法研究,提高恶劣环境的识别成功率。
        结语
        智能燃料建设是智能电厂建设的先导环节,一方面要注重在实际生产中对现有燃料管控系统的提升效果,另一方面要关注智能燃料的技术经济性,在保障智能燃料技术可持续性发展的同时,不断探寻智能发电大背景下智能燃料的最佳推广模式。
        参考文献
        [1]曹华瑞.节能降耗技术在电厂锅炉运行中的应用[J].科学技术创新,2019,34.
        [2]李连友.电厂锅炉运行中节能降耗技术的应用策略探讨[J].工程技术研究,2019,22.
        [3]王胜利,牟旭.燃煤锅炉改燃气锅炉项目节能减排技术研究[J].中国设备工程,2019,12.
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