火电厂热工自动化设计中节能减排措施研究

火电厂热工自动化设计中节能减排措施研究

(国家电投集团河南电力有限公司沁阳发电分公司河南沁阳454550)

摘要:随着社会经济的发展,人们对电能的需求也在不断增加,对电能的需求也在不断提高。电力工业已进入快速发展阶段。热自动化技术以其可靠性和经济性的优势,逐渐成为火电厂发展的主要方向。火电厂是节能减排的主要目标。在热自动化设计中,节能减排问题也要注意。

关键词:火电厂;热工自动化;节能减排

引言

煤炭作为一种不可再生的资源,并不是无限的,用完也不可再利用,而我国的发电会耗费大量的煤炭资源,长此以往会造成煤炭资源的短缺,影响我们的可持续发展。所以在不能改变煤炭发电的现状下,节能减排就成为我们首要解决的问题。本文就是针对火电厂发电的具体情况研究节能减排的新技术进行研究与分析。

1保证系统运行经济合理性

1.1采用优化软件

现阶段,市场上出现了很多优化软件,亟需进行理顺与评审。研究发现,对过热器的温度使用人工神经网络进行预测控制后,实际响应速度提高了近2倍,且超调量却只有传统控制方式的30%。通过对先进实用、合理有效的优化软件的应用,如模糊算法和人工神经网络等,可起到改善热力系统控制回路的工作特性,而针对传统PID控制实施有效的改造,还可达到大幅提升机组运行经济合理性的目的,其所具有的效益主要体现在提升效率、降低能耗和控制污染等方面。

1.2建立知识库

目前大多火电厂都已经配置了成套MIS系统,它借助SIS对发电机组实际运行信息进行采集,可营造良好的信号交流条件。在实际工作中,可由发电行业对相同类型发电机组的运行经验数据进行采集,并建立专门的知识库。知识库成型后,用户可提取主题词与部分特征参数,对相同类型发电机组存在的性能问题进行检索,以便尽快采取措施处理。各个电厂也可以根据这一专家知识库建立各自的专家经验系统,为发电机组运行提供指导。

2我国火电厂热工自动化系统发展情况

2.1火电厂热工自动化的主要系统

第一,数据采集处理信息系统。火电厂数据采集信息系统主要负责收集火电厂机组运行后的相关参数及设备状态的检测数据,在收集到火电厂产品的性能指标后,全面筛查,为火电厂机组操作人员提供更加高效的数据信息,从而达到提升火电厂数据采集信息准确性的目的。第二,调节系统。调节系统主要是实现主汽温度调节、引风量调节等功能,火电厂调节系统也是人工自动化技术的关键核心。第三,火电厂顺序控制系统。这一控制系统是负责所有火电厂辅机和设备启停顺序的控制。根据火电厂机组运行的实际状态,实时转换电厂设备的真实启停状态,进而保证机组运行的安全性。在现阶段的火电厂热工自动化系统中,火电厂变频器的使用范围逐渐扩大。在热工自动化设计中,设计人员要根据火电厂的实际网络运行状况,创建较为先进的通信网络系统,实现电厂各个区域信息之间的有效传输。在信息传输过程中,通信网络系统分为低速通信、中速通信和高速通信三个层面。

2.2热工自动化系统发展现状

火电厂热工自动化技术的发展主要经历了四个阶段,分别是就地控制、集中控制、计算机控制和分散型系统。在上述阶段中,分散型系统主要由交换设备、操作技巧等部分构成,具有分散控制、集中管理的特点。随着高新技术的不断融入,分散型系统可以直接控制比较复杂的电力生产过程,可以有效适应不同技术人员的操作需求,供火电厂工作人员各自操作。随着我国自动化技术的不断发展,主控与副控一体化成为了热工自动化系统发展的主要趋势,也加快了火电厂的信息化建设,不仅有效降低了火电厂的发电成本,还满足了低碳经济发展需求。

3节能减排的相关措施

3.1强化电力设备的安全指标

火电厂一定要加强机组和设备的正常运行,这样才能保证节能减排工作的顺利进行。若因为设备的问题造成停电停火,可能对设备、电网造成损害,重新启动点火也会浪费很多能源,所以火电厂一定要注意企业机械设备的质量与故障出现频率的问题,这样可以减少设备原因造成的损失,保证火电厂的正常运营。同时电厂的工作人员还要加强对机械设备的维护与保养,制定维护手册和故障监测仪器。在对电厂的热工自动化系统进行设计的时候,一定要加强机械设备的监测,增加检查的位置,不能仅依靠老旧的维修管理模式。根据火电厂的日常运行状态,随时监测其数据的具体情况,根据数据的监测结果对设备是否正常做出判断,发现问题尽快解决,防止问题的扩大化,减少火电厂的损失,提高整体的工作效率。

3.2重视隐性节能降耗因素

结合热力循环理论分析可知,汽轮机在额定负荷运转工作时,定压能够实现经济性,通过对火力发电厂生产实践进行总结,得出汽轮机组在靠近额定较高负荷时,定压能够促进其更好运行。对定压参数做出合理选择能促进汽轮机组高效率运行。要在汽轮机运行中选用不同参数进行对比应用,最后确定最合理的参数,也就是经济性最高的运行曲线,保证汽轮机优化运行。在对汽轮机的优化运行实验环节中,要在不同负荷下进行。为获得最优运行方式,就要对汽轮机定压参数进行对比选择,对不同滑压参数也进行选取,就要在不同主蒸汽参数下选择,最后确定在全负荷范围内的运行方式。

3.3机组自动控制与脱硫相融合

现今大多火电厂均使用碳酸钙湿法脱硫技术对围棋进行脱硫吸收,而脱硫部分与燃炉部分彼此相互独立,并未进行融合[3]。仅有的整合也仅仅是导线进行串联,两者之间的融合有限,不能发挥出应有技术设计的安全要求。近年来,污染日益严重,节能降耗已成为迫在眉睫的问题。这也要求火力发电厂提升联动装置,此外应减少脱硫部分中的交换器以及增压风机。通过这样操作,脱硫部分与燃炉部分串联以及自动控制联动关系必将更加紧密,因而把脱硫部分归属至DCS控制是火力发电厂节能减排的必然选择。

3.4进行控制系统经济负荷分配

之前火力发电厂热工自动化控制系统需要主控制室调控各个不同机械,这其中关键使用线路直接相连工作组自动控制系统以及相应的控制终端串联并加以输送命令进行系统控制。本自动控制系统具有运行安全的优点,因而在火力发电厂中被广泛应用。然而,这种控制方法并不能有效解决火力发电厂污染物排放量大的问题,因而需要寻求更加先进可靠的方式实现节能减排的目标。近年来,网络竞价以及厂区发电和电网分别进行运行。这种方法是通过将主发电厂的不同工作负荷分别对不同工作车间进行分配,进而使得控制部分以及发电部分相互结合起来,实现发电机组的经济效益提升。通常情况下将负荷经济分配配置到厂级监控信息系统,即以应用耗差分析结果以及计算单元机组实时性能为手段,进而得到机组负荷的特性实时曲线,鉴别负荷经济分配的实时效果。在设计初期把管理信息系统和厂级监控系统的通用功能优化结合起来,设计一套既有管理信息系统又有厂级监控系统功能的综合系统。

结语

综上所述,我们可以看出在火电厂系统结构、运行管理都比较复杂。所以致使热工自动化在设计与执行的过程中也是存在很多的问题,而热工自动化的设计与节能减排的影响因素种类很多,所以就要求设计人员在设计的时候要充分的考虑各种因素的影响,综合制定出适合该火电厂实际情况的设计方案。一定要注意节能减排的要求,这样可以有效地节约能源,减少环境的污染。这样可以为我国的可持续发展提供必要的条件,值得国家和单位提高重视度。

参考文献

[1]李麟章,王健.火电厂热工自动化设计中节能减排分析[J].江苏电机工程,2014,10(01):65~69.

[2]郭飞.火电厂热工自动化设计中节能减排分析[J].科技展望,2016,11(11):87~88.

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