火電廠節(jié)能優(yōu)化技術(shù)應用與趨勢

火電廠節(jié)能優(yōu)化技術(shù)應用與趨向一、前言國家鼎力倡導走節(jié)儉型發(fā)展之路，作到珍惜資源、節(jié)儉能源、保護環(huán)境、可連續(xù)發(fā)展。華能公司公司的各級領導十分重視節(jié)能、環(huán)保工作,并踴躍在工作中參加浸透、實踐節(jié)儉的思想，實行“全民節(jié)儉、共同行動”的節(jié)儉目標。華能公司在供給潔凈能源產(chǎn)品上創(chuàng)始多項節(jié)能環(huán)保項目的第一，中國第一臺超超臨界火力發(fā)電機組的運轉(zhuǎn)、中國第一臺60萬、100萬火力發(fā)電機組的建設與運轉(zhuǎn)、中國第一臺30KW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，以及鼎力推動風力發(fā)電等重生能源的利用等等。因為當前仍舊以燃煤電廠為主，如何在火力發(fā)電廠來落實和貫徹這些目標政策，來鼎力促使火力發(fā)電廠節(jié)能是一個值得商討的問題，而推行應用各樣新技術(shù)、新工藝、新管理是實現(xiàn)節(jié)能的獨一門路。下面針對電廠的實質(zhì)生產(chǎn)過程，聯(lián)合節(jié)能工程實行的經(jīng)驗，做初步商討，以求拋磚引玉。二、原則：信息、通信、計算機、智能控制、變頻技術(shù)的發(fā)展，為火力發(fā)電廠的高效、節(jié)儉運作、科學管理，以及過程優(yōu)化供給了亙古未有的手段，從而促使火力發(fā)電廠的科學管理和自動化水平的提升。針對節(jié)能工程一定追求合理的投資回報率，電廠公司節(jié)能工程不行能大而全，盲目求新的實質(zhì)狀況；電廠節(jié)能工程的指導原則以下：“效益為主”、“分項實行”、“技術(shù)更新”與“要點打破”等互相聯(lián)合。力爭項目都能獲得優(yōu)秀的經(jīng)濟效益和社會效益，而且實行較為獨立，有可操作性。三、火力發(fā)電廠節(jié)能工程實踐的現(xiàn)狀介紹：華能公司公司在成立之初，就對節(jié)能工作有了足夠重視，牢牢環(huán)繞發(fā)電產(chǎn)品的安全生產(chǎn)運轉(zhuǎn)，節(jié)能降耗，環(huán)保優(yōu)化，降低成本，連續(xù)發(fā)展，提升綜合經(jīng)濟社會效益為工作要點。經(jīng)過實行節(jié)能工程專項，引進各樣先進技術(shù)與管理經(jīng)驗，探究實踐各樣節(jié)儉的門路，獲得了經(jīng)驗，培育了人材，促使了安全生產(chǎn)水平的提升，并為此后展開節(jié)能工作作了貯備。在以下項目中獲得不錯成績：1，鍋爐焚燒優(yōu)化控制系統(tǒng)依靠華能自動化工程公司在華能楊柳青電廠實行鍋爐焚燒優(yōu)化系統(tǒng)節(jié)能改造專項支持，推行智能優(yōu)化技術(shù)的應用。優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)含專家軟件技術(shù)，節(jié)能成效十分顯然，經(jīng)東北電力科學研究院正式測試，鍋爐效率提升了0.5％～0.7％，送、引風機電耗降低了287KW－823KW，氮氧化物排放降低了15.3％～26.7％，再熱器減溫水用量大幅度減少，提升了機組的熱效率。優(yōu)化控制系統(tǒng)剖析DCS系統(tǒng)的以下參數(shù)：一次風溫、風量，二次風溫、風量，煙氣排放溫度，給粉機給粉流量，再熱器溫度，過熱器溫度，爐膛出口剩余空氣系數(shù)；以及爐膛負壓，爐膛煙氣溫度，空氣預熱器煙氣進口溫度，煤粉倉煤粉溫度，過熱器壓力，再熱器壓力，過熱器噴水量，再熱器噴水量，機組功率，輔靈活力能耗等實現(xiàn)鍋爐焚燒優(yōu)化控制。優(yōu)化控制系統(tǒng)閉環(huán)控制，提升鍋爐熱效率，減少點火的燃料損失，降低氮氧化物、一氧化碳等污染物排放。擁有明顯的經(jīng)濟效益和社會環(huán)保效益；項目的投資較少，且不用變動現(xiàn)場的設施、基本不影響機組的正常運轉(zhuǎn)，實行風險低，投資回報期短。經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化控制，假如將鍋爐的熱效率提升1%，一臺30萬的機組，預計發(fā)電煤耗每千瓦時370克，一年運轉(zhuǎn)6000小時，一年將節(jié)儉煤6660噸，每噸煤以200元計算，一年內(nèi)可獲取的直接經(jīng)濟效益為133.2萬元。2，生產(chǎn)及時看管系統(tǒng)依靠華能信息家產(chǎn)公司實行的公司全部電廠的生產(chǎn)及時看管系統(tǒng)專項支持，增強了公司對電廠的看管力度，有益于公司領導作出合理的經(jīng)營策略，節(jié)儉了很多營運成本。3，高低壓變頻調(diào)速系統(tǒng)依靠華能自動化工程公司在華能威海電廠、海口電廠、長興電廠實行380V低壓變頻調(diào)速系統(tǒng)（灰漿泵、給粉機、給煤機等），探究低壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的應用；特別在淮陰電廠實行凝固水系統(tǒng)變頻節(jié)能改造專項支持，探究機電一體化的變頻控制系統(tǒng)的應用，其改造方案：是把凝固水泵改為變頻器控制調(diào)理，變頻器的轉(zhuǎn)速控制在DCS中實現(xiàn)，DCS依據(jù)除氧器、凝汽器水位進行正常調(diào)理，控制凝固水泵轉(zhuǎn)速，以減少凝固水系統(tǒng)的壓力損失，達到節(jié)儉凝泵廠用電量的目的。改造后變頻調(diào)理系統(tǒng)配置以下圖：依靠華能自動化工程公司在華能新華、榆社電廠實行高壓大容量變頻節(jié)能改造專項支持，探究高壓大容量變頻調(diào)速系統(tǒng)的應用。形成高壓電機變頻調(diào)速三種方案從我們這幾年的工程運轉(zhuǎn)實踐看，如在華能新華電廠的給水泵投入運行5套、華能德州電廠的引風機2套，華能辛店電廠的水源地升壓泵投入運轉(zhuǎn)2套、華能淮陰電廠的凝固水泵2套，變頻調(diào)速系統(tǒng)的靠譜性完好能知足發(fā)電公司的要求，綜合運轉(zhuǎn)效率高，節(jié)能成效十分明顯，為30-50%。電機變頻調(diào)速改造是電廠節(jié)能降耗的有效門路之一。應加大這方面的技改節(jié)能工程力度。4，電除塵優(yōu)化系統(tǒng)依靠華能自動化工程公司在華能威海、辛店、?？陔姀S實行電除塵優(yōu)化節(jié)能改造專項支持，探究推行智能優(yōu)化控制技術(shù)的應用。此電除塵控制系統(tǒng)作為一個完美的工具，利用它對整流變壓器（T/R）一次及二次電流和電壓的高精度、高速度的波形剖析，以及內(nèi)嵌入的專家智能軟件系統(tǒng)供給了新的ESP控制技術(shù)。系統(tǒng)將高壓部分可控硅的控制和低壓部分振打的控制整合在同一個控制器內(nèi)，從而實現(xiàn)降功率控制振打功能。振打成效顯然提升，清灰成效比較顯然。由現(xiàn)場總線實現(xiàn)人機通信和協(xié)調(diào)控制,即便一個電場單元完全故障，無效電場的下級(下游)軟件將檢測到ESP運轉(zhuǎn)狀況的變化并將立刻調(diào)整（優(yōu)化）相應的運轉(zhuǎn)參數(shù)。系統(tǒng)長處：內(nèi)含電除塵器電源運轉(zhuǎn)的優(yōu)化軟件，該軟件采納間隔充電方式，依據(jù)電除塵器的運轉(zhuǎn)狀況（塵埃的濃度、特征，煙氣的流速、溫度、濕度等）及時的調(diào)整充電比和充電電流，減少反電暈的產(chǎn)生，達到最正確的除塵效率。包括排放優(yōu)化軟件、濁度優(yōu)化軟件、降功率振打優(yōu)化軟件等。從工程運轉(zhuǎn)實踐看，電除塵優(yōu)化系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保成效明顯：在鍋爐運轉(zhuǎn)工況同樣的狀況下除塵效率比設計值提升了0.3-0.7%,電耗降低約20%。為了知足愈來愈高的環(huán)保要求，應加大電除塵電控的技術(shù)改造力度。四、方案介紹這些節(jié)能工程改造專項的實行，已經(jīng)初步形成了比較合理的節(jié)能工程技術(shù)方案。為了成立節(jié)儉型社會，貫徹落實“綠色煤電”的資源開發(fā)和節(jié)儉并舉的目標，建議將成熟節(jié)能方案變?yōu)閷嵸|(zhì)行動，實現(xiàn)超越式發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟增加方式的有效轉(zhuǎn)變。1，電廠輔機程控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，以及DCS和輔機程控系統(tǒng)的一體化運轉(zhuǎn)。2，利用載波、無線通信、變頻調(diào)速技術(shù)實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)葉輪給煤機遠方節(jié)能控制。3，利用信息化通信、變頻調(diào)速技術(shù)實現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)無人值守遠方節(jié)能控制。4，利用信息化技術(shù)實現(xiàn)水源地潛水泵和升壓泵系統(tǒng)無人值守遠方控制。五、展望固然獲得以上成績，但因為現(xiàn)代技術(shù)是高度交融和快速發(fā)展的技術(shù)，其研發(fā)，成就轉(zhuǎn)變以及推行應用是需要較大投入，和長久連續(xù)投入的，而且在實質(zhì)運用過程中必定因為技術(shù)貯備、人員培訓、使用經(jīng)驗等制約，必定存在一些問題。從而需要剖析和確立投資報告率，充分利用各方的有益資源，踏扎實實，有針對性地作好節(jié)能工作。為了更好地利用公司公司的資源優(yōu)勢，堅固建立和仔細落實科學發(fā)展觀，公司領導（那希志副總）又要求華能自動化工程公司對高壓變頻器近兩年的應用狀況做了專題檢查和狀況報告，從而利用變頻高效節(jié)能的技術(shù)特色，依據(jù)高壓大容量變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和使用狀況，合用范圍以及在使用過程中存在的問題，準備在高壓大容量變頻節(jié)能工作中實行新的專項技術(shù)支持，從而鼎力推動推行變頻節(jié)能工程，促使華能公司走在成立節(jié)儉型社會工作的前列。依據(jù)技術(shù)發(fā)展趨向和狀況，以及電廠對安全生產(chǎn)的較高要求，以及必須走節(jié)能降耗的發(fā)展之路，此后將以下幾個方面連續(xù)展開工作1，飛灰含碳的閉環(huán)優(yōu)化調(diào)理控制的研究與節(jié)能工程專項支持系統(tǒng)實行方案框圖以下：系統(tǒng)收集以下數(shù)據(jù)：機組功率定值、機組實發(fā)功率、排煙溫度、送風溫度、飛灰含碳量、二、三次風擋板開度、二次風量、給粉機轉(zhuǎn)速。2，空氣預熱器的優(yōu)化調(diào)整，主要解決空氣預熱器的漏風問題，形成低泄露系統(tǒng)空氣預熱器中的漏風主要由以下幾個要素產(chǎn)生：（1）轉(zhuǎn)子的熱變形造成轉(zhuǎn)子和扇形板之間的空隙2）空氣側(cè)和煙氣側(cè)有一個壓力差3）轉(zhuǎn)子的夾帶漏風對30萬千瓦(300MW)機組：傳統(tǒng)式的轉(zhuǎn)子密封片(調(diào)理扇形板和軸向板)<8%低泄露轉(zhuǎn)子密封片<6%(4.9%)低泄露系統(tǒng)促使了節(jié)能熱翅片的升級帶來熱效率的提升解決堵塞和擁塞問題3，循環(huán)水系統(tǒng)的智能優(yōu)化控制4，吹灰器的智能優(yōu)化控制5，給水加熱器和蒸汽循環(huán)的智能優(yōu)化控制6，除渣除灰的智能優(yōu)化控制7，短期負荷展望的智能優(yōu)化控制8，汽機的智能優(yōu)化控制六、經(jīng)驗總結(jié)1，因為技術(shù)創(chuàng)新是各樣技術(shù)交融、共生，互相浸透作用的結(jié)果，從而需要專業(yè)公司、專業(yè)人員來實行，以填補電廠技術(shù)人員的技術(shù)貯備不足。實行節(jié)能工程項目，既能夠培育專業(yè)公司的技術(shù)人員，從而快速地推行到下一個電廠，而可能此電廠的技術(shù)人員還沒有接觸到這方面的知識。如經(jīng)過變頻節(jié)能工程實踐，專業(yè)公司的專業(yè)技術(shù)人員累積了大批經(jīng)驗，對高壓功率變頻裝置應用中產(chǎn)生的好多如諧波、電機發(fā)熱、功率因數(shù)在低轉(zhuǎn)速時不理想、維修麻煩等問題，就找到較好的解決方法。2，有必需把已經(jīng)實行的節(jié)能工程專項，進行一次全方面的總結(jié)，作到發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，從而形成比較完好完美的經(jīng)驗教訓、方案和標準，從而展開培訓、組織學習培育高素質(zhì)人材，令人材從學習中累積經(jīng)驗，在工作中推行經(jīng)驗和技術(shù)方案，把節(jié)能工作落實到實處。3，選好節(jié)能工作實行的門路十分要點，發(fā)電廠安全性、靠譜性尤其重要，對采納新技術(shù)、新工藝持謹慎態(tài)度，常常會在推行中碰到阻力，如在楊柳青電廠實行鍋爐焚燒優(yōu)化系統(tǒng)節(jié)能專項過程中，因為要求電廠運轉(zhuǎn)人員改變本來的運轉(zhuǎn)操作習慣，投運早期運轉(zhuǎn)人員十分不愿意，但經(jīng)過培訓和實質(zhì)配合練習以及人員素質(zhì)的提升，此刻電廠運轉(zhuǎn)人員卻十分喜愛這套系統(tǒng)，因為既降低了煤耗，又減少了運轉(zhuǎn)操作次數(shù)，降低了勞動強度。4，節(jié)能工作有強盛的現(xiàn)實意義，采納各樣節(jié)能降耗舉措，降低現(xiàn)役機組的廠用電率，提升現(xiàn)役機組的賣力，能夠部分緩解大面積的缺電用電緊張的“電荒”場面。參照文件：1】萬文軍，周克毅，胥建群.火電廠優(yōu)化技術(shù)發(fā)展趨向.中國電力.2003.72】汽輪機及其協(xié)助設施的經(jīng)濟剖析.中國電力第一版社.2003