热工优化控制在火电厂节能中的应用获奖科研报告

热工优化控制在火电厂节能中的应用获奖科研报告摘

要：火力发电是我国目前主要的发电形式之一，随着火电厂的规模也在不断扩大，装机容量以及机组参数也在不断增加。但是火电厂在消耗大量的煤炭或者其他燃料在进行电力生产的同时，也产生了大量的废气和废水，对环境造成不同程度的污染。因此对火电厂提出了节能减排的策略和要求，并且在加速对发电企业的结构调整。对于火电厂来说，就需要对其能源消耗和污染物排放的主要热动系统进行节能优化，降低机组运行能耗和浪费，减少污染物排放，提高火电厂的经济效益和社会效益。

关键词：热工，优化控制，火电厂，节能，应用

1火电厂热动系统节能减排重要性

目前针对火电厂具有高能耗和高污染的特点，国家出台了相关政策并督促相关部门加大对火电厂节能减排的检查和控制，因此，火电厂针对其内部能耗高且污染物排放量大的热动系统来说，进行针对性的节能减排优化成为目前火电厂进行节能减排优化的重要内容和环节。针对火电厂热动系统的运行原理进行相关的节能减排优化分析与设计，制定多种节能方案来提高节能效果，不仅响应国家对于节能减排的策略和号召，而且切实起到减少污染物排放，改善人们生活环境的重要作用。随着目前火电厂规模的扩大和机组参数的增加，不断有新设备和新技术应用于火电厂中来提高生产效率、增加电能供应量，要按照国家相关的节能减排要求作为目标，结合目前先进的节能减排优化技术，以火电厂中的热动系统为主要优化对象，对其运行方式进行创新和优化，在现代科学技术的支持下提升火电厂的经济效益和社会效益。对于传统的热动系统节能减排优化策略来说，主要是对目前先进的技术进行应用以及对先进的节能设备进行安装来实现对热动系统的优化和改造，通过对热动系统运行状态的实时监测实现对整个过程中热动系统运行消耗的跟踪，在实时监测数据的基础上对此系統的运行参数进行调节来实现运行的优化。

2火电厂热动系统节能优化的必然要求

随着生态能源问题引起人们的关注，对于具有较大节能减排潜力和空间的火电厂来说，成为节能减排工作开展的重点之一。尤其是在目前火电厂建设规模不断扩大、装机容量和机组参数不断增加的同时，生产成本的投入增加，但是发电企业的市场竞争却更加激烈，所以在激烈的市场竞争下，火电厂为了提高其经济效益以及竞争力水平，就需要在有效的资源基础上提高其生产效率、降低能耗，实现对热动系统的节能优化。此外，对火电厂热动系统的节能优化还能对其运行中产生的蒸汽和高温水等资源进行充分利用，实现资源的节约来促进发展。对火电厂进行热动系统的节能优化还是目前提出的生态节能的要求。在火电厂中普遍存在较为严重的能源浪费、废水和废气污染以及蒸汽排除不符合国家相关标准等问题，这就对生活和生产环境造成了严重的污染和破坏。为了解决上述问题，对火电厂的热动系统进行节能优化就是通过科学的技术来促进系统的优化和循环，实现对生态环境的保护的要求。

3火电厂能耗影响因素

3.1锅炉方面

在火力发电厂中，造成能源消耗的主要原因是锅炉的燃烧率较低。火力发电厂发电过程中，锅炉设备是发电厂最消耗能量的部分。在锅炉设备进行煤炭燃烧的过程中，常常存在能量损失情况，这与锅炉设备中漏风、漏粉等有着直接关系。造成锅炉设备泄露的原因主要有以下几个方面。第一，锅炉设备中应该进行彻底燃烧的气体与固体没有进行充分燃烧。第二，锅炉设备运行过程中产生了热损失。第三，在对锅炉设备进行烟尘等排除的过程中造成了热损失。以上三点是造成锅炉设备能量损失的主要因素。在锅炉设备运行过程中，只有保障锅炉的内部能够进行稳定燃烧，才能使蒸汽参数趋于稳定，才能保障火电厂机组的正常运转。

3.2汽轮发电机方面

火力发电厂运行过程中，能耗问题会受到高压加热器、气温等多方面因素的影响。例如，在汽轮机中，喷嘴与叶片在运行过程中会产生一定程度的摩擦，导致叶片的顶部发生漏气等现象，最终导致汽轮机在转换热能的过程中，蒸汽并不能完全转化为内功。在火力发电厂中，较常见的汽轮机设备是喷嘴配汽车定压。汽轮机的进油量多是有其调节阀门进行控制。在汽轮机正常运行过程中，由于调解阀门在特定范围内产生的节流损失始终存在，尤其汽轮机在低负荷情况下，调节气门的开启次数变小将导致产生的损失变大，甚至会超出一定的定压运行参数，导致火力发电厂在运行过程中能量消耗变大。

4热工控制系统在火电厂节能降耗工作中的作用

4.1热工控制系统降低锅炉能耗

在锅炉效率影响因素中，最重要的因素是排烟热损失。如果在锅炉运行中运用热工控制系统，那么将很大程度地控制锅炉的排烟温度和排烟氧量，避免锅炉产生热损失现象。此外，在汽轮机设备中运用热工控制系统，从而调整汽轮机调门运行方式，能够有效避免汽轮机回热系统产生故障而造成节流损失等情况。可见，热工控制系统的使用，很大程度上降低了火力发电厂的能耗，有利于火电厂可持续发展目标的达成。

4.2热工控制系统在火电厂机组节能减排中的作用

热工优化控制系统在火电厂机组节能减排中的作用主要体现在以下几个方面。

第一，送风控制。在火电厂中，电厂机组的送风量直接影响风煤比，从而造成火电厂的锅炉内部产生空气变化，影响锅炉燃烧的效率。只有火电厂机组的送风量能够达到一个最佳值，才能确保火电厂锅炉的热损失值降到最低。因此，在火电厂运行过程中，通过热工控制系统可以控制机组与锅炉中的氧量，提高锅炉整体的燃烧效率，提升火力发电厂的整体运行效率。第二，控制磨煤机温度。必须限制磨煤机的出口温度。因此，在磨煤机运行过程中，一定要添加一定比例的冷风。只有这样，才能减少空顶器的风量。因此，在保证锅炉能够正常运行的情况下，要有效控制磨煤机的出口温度。在磨煤机运行过程中，如果送风量变低，那么磨煤机的排烟温度将升高，这时磨煤机一定要在实际负荷下设计风量，然后通过合理的设置参数减少锅炉的热损失、机械不完全燃烧的损失等，最后有效降低锅炉中的能耗。第三，控制主蒸汽压力。火力发电厂的机组在运行过程中，由于不同煤种之间的燃烧效率不同，锅炉的燃烧效率也不尽相同。所以，控制系统需要根据机组的情况及时调整参数，确定阀门的开度，最终优化主汽压力，保障火力发电厂机组运行具有经济性。第四，控制主汽温度。在火电厂的机组运行过程中，如果主汽温度过高，那么很大程度上将会增加机组负荷，影响机组的使用寿命，严重时甚至产生爆管现象，从而影响机组的整体安全性能。通过热工优化控制系统优化主汽温度，可使温度趋于稳定，大幅提升机组的运行效率。

结束语

总而言之，火电厂在新的发展形势下充分发挥自身在火电厂建设方面的优