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為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,必須要降低能耗,那么則需要采用低碳環(huán)保的施工技術。電廠作為一個污染排放量大、能源消耗高的企業(yè),需要充分做好節(jié)能減排工作,降低煤炭的消耗。目前,我國很多電廠都開始轉向自動化控制模式,不僅可以提升工作效率,而且還可以有效降低能源消耗,達到節(jié)能減排的目的。
1自動化節(jié)能技術的應用目標
1.1利用自動化系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能減排
在電廠運行過程中可以利用調度自動化和管理系統(tǒng)化系統(tǒng)來實現(xiàn)節(jié)能減排,不僅可以全面提升企業(yè)的經(jīng)濟效益,而且可以更好的對能源和資源的投入量進行控制。
1.2使用自動化產(chǎn)品來達到節(jié)能減排的目的
為了可以順利實現(xiàn)節(jié)能減排的基本目標,一部分電廠開始使用自動化產(chǎn)品進行輔助生產(chǎn)。比如,電廠通過微電腦系統(tǒng)來實現(xiàn)軟啟動,利用自動化產(chǎn)品來達到節(jié)能減排的目的。通過使用一些自動化的產(chǎn)品,可以顯著提升電廠控制精度[1],降低能源的消耗。
2火電廠節(jié)能減排中自動化技術的應用方向
2.1綜合過程自動化系統(tǒng)一體化
當前,過程自動化系統(tǒng)主要包括經(jīng)營規(guī)劃層(BPS)、制造執(zhí)行層(MES)、過程控制層(PCS)三個層面,所以電廠運營過程中,想要對資源進行優(yōu)化,降低能耗,不僅要充分利用現(xiàn)代化的優(yōu)化技術和優(yōu)化工藝,還需要充分引入過程自動化系統(tǒng),通過自動化系統(tǒng)實現(xiàn)優(yōu)化調度和優(yōu)化操作。
2.2研制和開發(fā)節(jié)能自動化產(chǎn)品
目前,電廠逐步開始轉向了自動化控制操作。與此同時在實現(xiàn)自動化控制后,電能生產(chǎn)方式也更加合理,提高了電能生產(chǎn)效率。電廠自動化技術主要是利用變送器來對現(xiàn)場總線和大屏幕監(jiān)視器來進行控制,但在2030年之前,我國依然會以火力發(fā)電作為主要的能源供給。隨著裝機總量的不斷提升,如何實現(xiàn)節(jié)能減排成為了工作重點,需要不斷地尋找新的方法來進行自動化技術和產(chǎn)品的研發(fā)。(1)不斷尋找新的自動化節(jié)能方法,積極的引入國外先進節(jié)能技術,和我國技術進行融合來實現(xiàn)無觸點穩(wěn)壓和調壓的目的。(2)將電子安全保護技術和移相控制技術結合起來,利用微電腦對電廠進行控制管理,提升電機工作效率,降低能耗,節(jié)省資源[2]。(3)不斷提高自動化技術和自動化產(chǎn)品的研發(fā)力度,提高可再生資源和不可再生資源的生產(chǎn)效率。
2.3管理信息化和生產(chǎn)自動化結合
工業(yè)自動化技術主要包括硬件、自動化軟件和系統(tǒng)三個部分,這是一種使用儀器儀表、控制理論、計算機和其他信息技術來實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)檢測、優(yōu)化、控制、調度、決策和管理的管理技術,可以在提升產(chǎn)量、保證安全的基礎上降低能源的消耗。隨著信息化網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展,有數(shù)以萬計的檢測器、感應器、讀卡器、PLC、計算機等設備會組成一個控制網(wǎng)絡。要想真正的實現(xiàn)電廠節(jié)能減排工作重點的轉移,必須將信息化和自動化有機的結合起來,使兩者相互融合。
3自動化技術節(jié)能減排的具體應用
3.1電廠中變頻技術的應用
在電廠實際運行過程中,通常會使用燃氣、煤、油等資源來進行發(fā)電,在這一過程中會有比較嚴重的浪費現(xiàn)象。在電廠發(fā)電過程中,由于需要消耗比較多的能源,導致電廠節(jié)能減排無法順利實現(xiàn),而利用變頻技術可以有效降低能耗。通過利用變頻調節(jié)器可以有效降低燃料的消耗,并根據(jù)電廠的具體情況來對投入的能源進行控制和調節(jié)。此外,利用變頻調節(jié)器對鍋爐的運行狀態(tài)進行優(yōu)化,對燃料燃燒過程中的風量進行控制,不僅解決了能源消耗和資源浪費的問題,而且也實現(xiàn)了電廠降低能耗、節(jié)能減排的基本目標,提高了電廠的經(jīng)濟效益。
3.2預測控制算法的應用
預測控制算法指的是對未來行為進行控制的一種算法,主要包括滾動優(yōu)化、預測模型、反饋校正三個方面的內容。其中模型預測控制主要指的是根據(jù)生產(chǎn)過程響應對過程動態(tài)行為進行描述的一種數(shù)學模型,然后根據(jù)優(yōu)化指標將控制量時間序定出來,使未來一段時間中被控制變量和期望軌跡之間的誤差降到最低。因此預測控制算法使用在線滾動優(yōu)化,并且進行優(yōu)化時還需要根據(jù)反饋的模型預測輸出和實際輸出的差進行校正,所以可以在一定程度上降低一些不確定因素的影響,提高系統(tǒng)的魯棒性。通過在電廠中應用該技術,可以顯著提高氣溫控制品質,降低工作人員勞動強度,提升鍋爐效率,降低污染無排放,具有非常顯著的經(jīng)濟效益。系統(tǒng)沒有投運時的情況如圖1所示,在變負荷工況下,氣溫會產(chǎn)生較大幅度的波動,尤其在升降負荷時熱度會產(chǎn)生非常大的波動。設計主蒸汽溫度為570℃時,溫度控制效果并不好,控制品質差。按照再熱氣溫和平均主氣溫可以提升3℃計算,那么鍋爐的效率會提升0.33%,大約會降低22.3%的氮氧化物排量,一年可以大約可以節(jié)約500~600萬元,應用價值高。
3.3現(xiàn)場總線技術的運用
通過在電廠中利用現(xiàn)場總線技術可以有效降低電廠能源消耗。在我國經(jīng)濟的快速發(fā)展下,電廠總線布置范圍日益廣泛,相較于傳統(tǒng)的技術來說,現(xiàn)場總線技術一方面可以降低硬件設備的應用數(shù)量,另一方面現(xiàn)場總線操作也更加的方便、便捷,一條線路允許接入多個設備,降低了電廠的投入資金,并在一定程度上減少了人力和物力方面的投入。
3.4碳素焙燒控制技術
在電廠運營過程中焙燒會對能耗、環(huán)保生產(chǎn)、成本壽命、成品品質等造成比較大的影響。由于碳素焙燒過程中會用到多個工藝,對環(huán)境所造成的影響也非常大,產(chǎn)生的污染比較多。針對這種情況可以引入碳素焙燒技術進行控制。通過在電廠中引入碳素焙燒技術,不僅可以節(jié)省能源,而且也降低了環(huán)境污染的排放,給電廠帶來了具大的經(jīng)濟效益。
4結論
電廠運行過程中需要投入大量的資金和能源,但是能源的燃燒也會對環(huán)境造成比較大的危害。因為煤炭資源不可以再生,為了實現(xiàn)我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,需要盡量降低能耗,電力企業(yè)要不斷加強社會責任意識,將節(jié)能減排從被動轉變成主動,加強節(jié)能減排產(chǎn)品的開發(fā)力度,對節(jié)能減排的措施進行完善,充分利用自動化控制技術。
作者:盧云林 單位:新疆天池能源有限責任公司
【關鍵詞】 節(jié)能減排 電廠 技術改造
1 降低煤炭消耗量
火力發(fā)電廠中最大的能源消耗就是煤炭了,因此,節(jié)能減排首先要對煤炭消耗采取有效措施。
(1)要對進入鍋爐內的煤炭情況進行及時掌握,根據(jù)不同煤質以及爐膛燃燒的狀況進行合理的調整燃燒,掌握煤的粒徑及幾種煤的科學搭配和各種煤種下的配風比例。加強對運行情況的監(jiān)督以及火焰的巡視,查看各種儀表的參數(shù)變化與設定值十分符合,當出現(xiàn)偏差時要盡快進行分析和處理。
(2)針對對鍋爐的本體和其保溫情況進行定期的巡檢,對漏風、漏灰、漏粉等跑冒滴漏現(xiàn)象及時進行修補。
(3)及時做好保證鍋爐各受熱面清潔,即進行爐膛水冷壁、煙道、空預器受熱面吹灰,爐膛及時打焦,以使鍋爐經(jīng)常處于最佳工況下運行。
(4)做好對過熱蒸汽汽溫、汽壓、排污率、爐煙含氧量、排煙溫度、鍋爐漏風率、飛灰可燃物、煤粉細度合格率、制粉單耗、風機單耗、點火及助燃用油量等的監(jiān)視收集工作,發(fā)現(xiàn)問題綜合考慮,做好運行分析,找到解決方法,提高鍋爐效率。
2 從技術上進行節(jié)能減排
(1)積極進行技術改造來應對日益嚴重的環(huán)境污染問題。以前國家對電廠的排污管理不到位,很多電廠為了降低成本來獲得更大的利潤而不采取先進的設備和技術。但是隨著國家在“十一五”期間節(jié)能減排的要求,節(jié)能減排已經(jīng)成為了電廠刻不容緩的問題。例如,采用石灰石一石膏濕法脫硫工藝來進行脫硫處理,除硫率可以高達90%以上,是目前效果最好的技術之一,而且副產(chǎn)品石膏還可進行回收利用。
(2)合理安排規(guī)劃,在末端建立虛擬電廠。虛擬電廠指的是在終端安裝可以提高用電率的設備,這樣可以在有效緩解用電緊張的同時可以節(jié)約大量的資源。同時這種電廠,不會消耗能量和排放二氧化硫和二氧化碳等污染物,間接的達到了減排的目的。建設虛擬電廠必須在總體的范圍內進行科學合理的規(guī)劃,對設備進行的技術升級和改造,例如更換節(jié)能型變壓器等。
(3)電廠的監(jiān)測儀表精度對節(jié)能減排工作來說十分重要。由于電廠工作環(huán)境的復雜性,對很多監(jiān)測儀器的選擇來說也要進行仔細考慮的,例如,采用了精度高、容量大的電壓電流互感器,就可以有效減少了二次回路的電壓降,提高了計量的準確度,使電廠用電率降低。如果選擇精度相對較低的儀表,雖然在短期內可以滿足運行的需求,但是低精度儀表與高精度的儀表在參考點的選取以及檢測數(shù)據(jù)可靠性方面存在著一定的差異性,那么這些數(shù)據(jù)就有可能對決策人員的判斷起到一定的誤導作用,導致出現(xiàn)一些本可以避免的事故。尤其是目前電廠的自動化程度越來越高,各單元之間的數(shù)據(jù)交換和指令的執(zhí)行在瞬間完成,一旦出現(xiàn)失誤不僅對執(zhí)行單元損害大,對機組干擾也大,影響機組負荷就直接影響電廠的經(jīng)濟效益,長期的積累就是無法估量的損耗。特別是在電廠在出現(xiàn)非正常運行的情況下,高精度儀表在保護、連鎖系統(tǒng)意義就更為重大,每次的機組誤動都會造成或多或少的經(jīng)濟損失,甚者導致重大的設備損壞,減少非正常停機是電網(wǎng)的要求也是企業(yè)的要求。
(4)在運行中,盡量使磨煤機在滿負荷狀態(tài)下運行并及時補充鋼球,找出最佳的鋼球裝載量、磨煤機的通風量、粗粉分離器拆向門開度,使制粉系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下運行,從而降低制粉系統(tǒng)單耗。
(5)提高和改善熱控就地設備的工作環(huán)境條件。就地設備工作環(huán)境普遍十分惡劣,提高和改善就地設備的工作環(huán)境條件,對提高整個系統(tǒng)的可靠性有著十分重要的作用。如:就地設備接線盒盡量密封防雨、防潮、防腐蝕;就地設備盡量遠離熱源、輻射、干擾;就地設備(如:變送器、過程開關等)盡量安裝在儀表柜內,必要時對取樣管和柜內采取防凍伴熱等措施。
(6)對于調節(jié)幅度比較大而又采用擋板調節(jié)的送風機、引風機等大型風機設備,可以通過改變這些輔機運行方式,提高輔機效率,降低煙風道及管道阻力等措施 可以降低電廠的廠用電率.提高發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。比如將送風機、引風機采用的擋板調節(jié)改為液力耦合器調節(jié)風機轉速,出入口擋板展開,既減少節(jié)流損失也降低了廠用電。
(7)使用交流電機變頻調速器,可使普通交流電機實現(xiàn)無級變速,恒轉矩或變矩拖動,不影響電機的功率輸出,具有顯著的節(jié)能效果,真正達到高效節(jié)能運行。將定速運行機械,改為變頻調速運行,低負荷時電機軸功率減少,進而節(jié)省了電廠的自用電。
(8)改用先進的機型組合可使同量能耗下,產(chǎn)能提高。如改凝汽(抽凝)式發(fā)電機組為背壓式發(fā)電機組(浙江某熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)在不增加爐子不增任何能源的條件下擴建了一臺B3-3.43/0.98背壓式汽輪發(fā)電機組,在不減少0.98Mp供汽量的同時每 小時有2―2.5MW發(fā)電量的增加,且發(fā)電量與供汽量有了靈活的調節(jié))既節(jié)能又增加能方式的靈活性。
3 做好火力發(fā)電廠的生產(chǎn)環(huán)節(jié)控制
3.1 優(yōu)化鍋爐燃燒率,做好節(jié)能減排管理工作
火力發(fā)電廠中耗能最大的設備就是鍋爐設備,通過優(yōu)化鍋爐中煤炭的燃燒率來實現(xiàn)火力發(fā)電廠的節(jié)能減排具有很大的發(fā)展空間。煤炭等燃料在鍋爐內的燃燒過程中,往往會造成一定程度的能量損失,這些損失主要包括:可燃氣體或固體未完全燃燒造成的熱損失、鍋爐自身散熱造成的熱損失、鍋爐排渣和整理煙塵排放中所攜帶的熱損失等。因此,提高鍋爐燃料燃燒率,減少能量損失,是做好火力發(fā)電廠節(jié)能減排管理工作的重要舉措。
(1)通過提高入爐的空氣溫度、控制過量空氣系數(shù)、充分混合空氣與煤炭(煤粉)、合理降低煤粉細度、調整鍋爐的燃燒程度和保障鍋爐內一、二次風的混合時間等來減少可燃氣體和固體中因未完全燃燒所造成的熱損失;
(2)可以通過嚴密水冷壁和鍋爐爐墻結構、采用先進的保溫材料保障爐墻與管道的保溫性能以及增加鍋爐周圍空氣的溫度來實現(xiàn)對鍋爐自身散熱導致熱損失的控制;
(3)可以通過保持鍋爐受熱面的清潔干凈來保障鍋爐及各項輔助設備的正常運行,通過控制鍋爐火焰的中心位置來防止局部高溫,通過降低鍋爐排煙漏風的容量體積來實現(xiàn)煙塵排放中所攜帶的熱損失。
3.2 提高火力發(fā)電廠中汽輪機的工作效率
汽輪機效率得到提高后可以增大其轉化內功的效能,從而降低其內部損失。在火力發(fā)電廠中,使用汽輪機將蒸汽熱能轉化為動能非常普遍。但由于在汽輪機內部汽流通過噴嘴與葉片產(chǎn)生摩擦。而葉片也往往存在頂部間隙漏汽等因素,汽輪機在進行蒸汽熱能轉化時,只能將部分蒸汽的可用焓降轉變?yōu)槠啓C內功。造成汽輪機內部的損失。因此,提高火力發(fā)電廠中汽輪機的工作效率,也是做好節(jié)能減排管理工作的一個重要方面。在實際應用中,我們可以通過以下方法進行改善:可以增加蒸汽流過動葉柵時的相對速度,采用漸縮型葉片等減小葉片出口邊的厚度,從而降低噴嘴與葉片產(chǎn)生摩擦所造成的動能損失。
3.3 采用先進的技術手段來實現(xiàn)技術創(chuàng)新
積極推進先進技術在火力發(fā)電廠中的應用時其得以長遠發(fā)展的不竭動力,其效果是不僅可以獲得更多的經(jīng)濟效益,而且進一步有效減少火力發(fā)電中的各項能耗,提高對不可再生能源的有效利用率,達到節(jié)約能源和減少污染物排放量的目的。例如,可以采用變頻調速技術改造火力發(fā)電廠中的火電機組,形成封閉環(huán)控制系統(tǒng),促使恒壓和恒流量控制,改善鍋爐燃燒情況,減少煤耗、電耗和水耗等一系列能源資料消耗,實現(xiàn)火力發(fā)電中能源資源的高效利用和循環(huán)利用,真正落實節(jié)能減排的管理工作。
4 自動化技術在電廠應用的新突破
隨著科技的進步,我國在電廠的自動控制領域已經(jīng)獲得了很大的成功,傳統(tǒng)的一些技術已經(jīng)不符合社會發(fā)展的需求。分散控制系統(tǒng)(DCS)、基于計算機的專用控制系統(tǒng)和各類優(yōu)化軟件控制系統(tǒng)的實施和應用,實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的實時監(jiān)測、快速控制和優(yōu)化運行,已經(jīng)為電廠帶來了顯著的效益。為此,積極推進火電廠的技術改造具有很重要的現(xiàn)實意義。
(1)電廠主機組的集中控制實現(xiàn)了多機一控。目前國內眾多的運行電廠,絕大多數(shù)是一個控制室控制兩臺機組,也有一個控制室控制一臺機組的。隨著電廠自動化水平的提高,近幾年開始發(fā)展到三臺機組一個控制室、四臺機組一個控制室,甚至開始嘗試更多臺的機組一個控制室。
(2)電廠輔助車間系統(tǒng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡化集中控制。電廠除了主機即鍋爐、汽輪機和發(fā)電機及相關系統(tǒng)外,還有許多輔助系統(tǒng),包括煤處理系統(tǒng),水處理系統(tǒng),灰渣處理系統(tǒng),燃油系統(tǒng)等,這些輔助系統(tǒng)往往需要一個單獨的控制系統(tǒng),需要單獨的控制室來控制它。隨著設計水平的提高和控制技術的進步,逐步把地理位置相近和工藝性質相同的輔助系統(tǒng)實施集中控制。例如由中國電力工程顧問集團華北電力設計院設計的大唐王灘電廠,把所有的輔助控制系統(tǒng)都整合到一起,集和成一個控制系統(tǒng),自動控制水平得到了很大提高。
(3)基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)得到了廣泛的應用?,F(xiàn)場總線技術在電廠的應用時間相對已經(jīng)很長了,但是在規(guī)模上一直沒有得到大的發(fā)展。隨著技術的日益成熟,現(xiàn)場總線技術已經(jīng)由局部的零星系統(tǒng)發(fā)展為完整了車間負責系。如華能玉環(huán)電廠的水處理系統(tǒng),已經(jīng)開始在主機組中大規(guī)模的予以運用。
5 火力電廠節(jié)能減排的發(fā)展趨勢
在未來的幾年中,中國在能源方面還有很大的缺口,因此必須繼續(xù)增加發(fā)電裝機來滿足經(jīng)濟發(fā)展和人們日益擴大的需求。在新的形勢下,我們不僅要面對電力行業(yè)的結構以及發(fā)展規(guī)模的問題,而且還要盡快解決電網(wǎng)整體技術有待提高,不可再生能源消耗量大、可再生能源的比例過低和環(huán)境污染等一些深層次的問題。我們要警惕國外的發(fā)展教訓,杜絕先污染再治理的思想,對能源的有效利用以及和諧發(fā)展要足夠的重視。在剛剛走過的“十一五”期間,國家已經(jīng)對能耗大,產(chǎn)能低的小火電機組進行了處理,要求總體能耗要下降20%,排放指標下降15%。在這期間我們取得了很大的進步,但同時我們要意識到在“十二五”期間發(fā)電企業(yè)要繼續(xù)深化“節(jié)能減排”和技術改造,不僅實現(xiàn)經(jīng)濟上的增長,而且獲得更顯著的環(huán)保效益。首先,要明確科學的發(fā)展理念,確定新的發(fā)展目標,轉變原有的監(jiān)管思路,根據(jù)市場的要求,對已有的設備進行必要的技術改造以滿足國家的相對標準,增強監(jiān)管的可預見性和透明度,正確處理好改革、發(fā)展與穩(wěn)定的關系,為新體制下電力行業(yè)的穩(wěn)定和有序的發(fā)展提供平臺。對于電力企業(yè)發(fā)展一定要堅持在規(guī)劃、設計時考慮其經(jīng)濟性,同時要在生產(chǎn)及管理上下功夫,積極推進節(jié)能技術的研究和應用,才能真正實現(xiàn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
6 語結
低碳環(huán)保,節(jié)能減排是我國一向大力提倡的,建立一個節(jié)約型的社會也是我們追求的目標。因此,作為耗能相對較大的火力發(fā)電廠,如何以節(jié)能為導向開展工作時一向任重而道遠的工作。節(jié)能降耗是全方位、全過程的工作,只要認真、扎實地抓好節(jié)能降耗,抓好每一個環(huán)節(jié),火力發(fā)電廠節(jié)能工作會有顯著提高。
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1我國火電廠鍋爐運行發(fā)展實際現(xiàn)狀
近年來,我國社會經(jīng)濟發(fā)展迅速,科學技術創(chuàng)新向前發(fā)展,我國的鍋爐制造技術水平也有了很大提升。近十幾年來,隨著我國改革開放的腳步持續(xù)加快以及國民經(jīng)濟的發(fā)展,我國鍋爐經(jīng)營規(guī)模逐漸擴大,制造水平穩(wěn)步提升,現(xiàn)階段鍋爐行業(yè)標準趨于完善,產(chǎn)品種類繁多。盡管我國的鍋爐制造水平已經(jīng)顯著提高,但是這并不能掩蓋我國鍋爐在制造過程中存在資源極度浪費這一事實;換句話說,雖然目前我國的鍋爐制造水平雖然取得了一定的進步,但是在節(jié)能環(huán)保方面還存在不足。眾所周知,我國目前的電力來源主要依靠火力發(fā)電,而火力發(fā)電熱量的主要來源就是煤炭,煤炭是我國電力主要能源這一局面尚且存在。在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的今天,社會各界對于電力的需求范圍以及數(shù)量越來越大,需求與供給之間缺口進一步擴大,倘若火電廠鍋爐仍然依照傳統(tǒng)方法進行能量轉換,將會造成資源極度浪費,且不利于環(huán)境保護?;痣姀S根據(jù)能量相互轉換原理,通過煤炭燃燒將熱能轉換為電能,實現(xiàn)電能生產(chǎn)。煤炭在燃燒過程中,會產(chǎn)生以下環(huán)境污染物質:二氧化硫,三氧化硫,一氧化碳,粉塵,PM2.5顆粒以及其他各類物質。這些環(huán)境污染物質將會直接或間接危害人體健康,破環(huán)生態(tài)環(huán)境,且對火力發(fā)電廠鍋爐生產(chǎn)效率以及安全有所影響,進而出現(xiàn)火電廠安全隱患以及提高運行成本。簡言之,加強火電廠鍋爐節(jié)能減排工作,對于節(jié)約煤炭能源以及環(huán)境保護意義重大。
2火電廠鍋爐運行過程中污染排放問題分析探討
2.1火電廠鍋爐節(jié)能減排體系機制健全不完善
目前我國火電廠各行其是,對于鍋爐節(jié)能減排問題不夠高度重視;尤其是對于節(jié)能減排目標放置一旁,一心抓在生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟效益方面,導致火電廠鍋爐經(jīng)濟化運行以及節(jié)能化管理沒有落實基礎。另一方面,有關部門對于火電廠鍋爐節(jié)能減排監(jiān)管不到位,導致火電廠鍋爐污染排放沒有及時控制,長期處于監(jiān)管不力狀態(tài),火電廠節(jié)能減排工作工作體系存在嚴重漏洞,火電廠沒有自身獨立的企業(yè)文化以及行業(yè)規(guī)范。由于火電廠鍋爐節(jié)能減排機制體系的不健全,嚴重影響到火電廠節(jié)能減排目標的實現(xiàn),且導致火電廠鍋爐能源損耗進一步加劇,污染處理難度加大。
2.2火電廠鍋爐煤炭燃燒不充分、燃燒效率過低導致環(huán)境污染
現(xiàn)階段,我國部分火電廠存在鍋爐煤炭燃燒不充分、燃燒效率過低問題,由于煤炭燃燒位置不正確以及火焰溫度沒有達到預期標準,導致可燃氣體以及其他燃燒固體成分沒有在鍋爐中得到充分燃燒而引起火電廠鍋爐熱量散失,并產(chǎn)生環(huán)境污染物質,造成火電廠鍋爐運行效率低下,污染物質排放增加。
2.3火電廠鍋爐煤炭質量不合格
由于存在部分火電廠一味的追求經(jīng)濟效益,在能源轉換過程中使用劣質燃煤,導致環(huán)境污染問題進一步加劇。另一方面,由于我國煤炭化石能源開采技術有限,在開采過程中不可避免的會將一些雜物摻雜于煤炭當中,換句話說,煤炭的純度難以有效提高。由于火電廠一味的追求經(jīng)濟效益和自身燃煤質量檢測體系的存在缺陷,直接或間接使得火電廠將質量檢測不合格的煤炭燃料用于電力的生產(chǎn)。不合格煤炭燃料的不完全燃燒極易致使污染物排放,且一定程度上會影響鍋爐內能量轉化率,降低煤炭能源利用效率。
3火電廠鍋爐節(jié)能減排可行性措施探討
3.1完善健全火電廠鍋爐節(jié)能減排運行體系機制
社會可持續(xù)健康發(fā)展是我國一項重要基本國策,對現(xiàn)有環(huán)境保障問題的解決具有指導意義,其重要性不容忽視。同時,社會可持續(xù)健康發(fā)展也是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的主導方針?;痣姀S鍋爐的節(jié)能減排需要新的運行體系機制作為支撐點,這就需要管理技術人員以及領導技術人員積極建立新的運行體系機制,以科學合理的舉措來提高鍋爐運行效率,控制火電廠鍋爐污染物排放及能源消耗。
3.2提高火電廠鍋爐煤炭燃燒效率
火電廠鍋爐在運行過程中要控制煤炭燃燒位置以及控制鍋爐內溫度,減少煤炭燃燒過程中局部溫度明顯過高的現(xiàn)象發(fā)生,同時要保障鍋爐內的空氣流通順暢,定期對鍋爐內的受熱部位進行清潔,以此來達到煤炭在鍋爐中充分燃燒的目的。另一方面,煤炭在鍋爐中充分燃燒,能有效提高火電廠經(jīng)濟效益,減少鍋爐污染物排放,利于環(huán)境保護。
3.3加大火電廠鍋爐煤炭質量監(jiān)測力度
煤炭質量的不同,其燃燒的熱量和相關燃燒產(chǎn)物也會有所不同;倘若火電廠想進一步提高能源利用效率,減少資源浪費,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排目標,那么控制煤炭質量就顯得十分有必要?;痣姀S根據(jù)鍋爐設計的有效需求科學合理選擇煤炭,盡量的采用高熱值的優(yōu)質煤炭,從源頭上解決鍋爐的節(jié)能減排問題。采用優(yōu)質煤炭不僅能夠提供更高的熱量,還有利于環(huán)境保護,一舉兩得。
3.4合理運用鍋爐煤炭清潔燃燒技術
隨著火力發(fā)電技術的創(chuàng)新發(fā)展,我國已經(jīng)具備多種鍋爐煤炭清潔技術?;痣姀S對鍋爐清潔燃燒技術的科學合理運用,能夠使得我國火電廠鍋爐節(jié)能減排目標早日實現(xiàn)。當前我國鍋爐燃燒技術有以下幾種:振動式爐排、角管式鍋爐、伺式爐排等。提高火電廠鍋爐煤炭燃燒效率,不僅可以節(jié)省大量的資金以及煤炭資源,還能夠有效的減少污染物的排放。
4結語
加強火電廠鍋爐節(jié)能減排工作,提高能源利用率,能進一步減少地球資源消耗。另一方面,火電廠鍋爐節(jié)能減排工作的深入進行,能夠在一定程度上抑制鍋爐廢氣排放對于環(huán)境的破壞作用,保障社會可持續(xù)發(fā)展。簡言之,加強火電廠鍋爐節(jié)能減排工作對于環(huán)境保護以及社會可持續(xù)發(fā)展意義重大,不容置緩。
作者:辛票 單位:貴州粵黔電力有限責任公司
參考文獻:
[1]殷永江.火電廠鍋爐節(jié)能減排技術探討[J].機電信息,2012(24).
關鍵詞 熱動發(fā)展;節(jié)能減排;可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略
中圖分類號TM6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)94-0069-02
實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)一直以來都是我國在工業(yè)化道路上的發(fā)展目標。電廠生產(chǎn)出的電能為當代經(jīng)濟建設提供了巨大幫助,火電廠通過對原料進行燃燒,將產(chǎn)生的熱能轉變?yōu)殡娔?。但在此同時,電廠在燃燒時產(chǎn)生的各種廢物及廢氣,卻對環(huán)境造成了污染。如何降低火電廠的能源消耗,從而減少對環(huán)境的污染,已成為了現(xiàn)階段我國急需解決的重點問題。
1 電廠的熱動發(fā)展需提倡節(jié)能減排
在電廠運行的過程中,降低消耗、節(jié)能環(huán)保是熱動發(fā)展的基本原則。長期堅持這一原則,不僅能使企業(yè)整體效益得到迅速發(fā)展,還為社會提供更多更廣的經(jīng)濟財富。
1.1降低成本
電廠在進行燃燒發(fā)電時,用到的發(fā)電原料主要為石油、煤和天然氣,這些能源均同屬于自然資源。隨著燃料使用的增加,自然資源便隨之減少,燃料的成本也不斷上升。可見,提倡節(jié)能減排可減少企業(yè)的資本投資量。
1.2保護環(huán)境
電廠在進行燃燒時產(chǎn)生的大量工業(yè)廢氣、廢物,不僅使得空氣受到污染,加劇大氣層的惡化,同時也威脅到人類的健康。使用節(jié)能減排措施,在對工業(yè)廢氣、廢物進行減少的同時,也減輕了工業(yè)給環(huán)境帶來的污染。
1.3改革更新技術
在實現(xiàn)節(jié)能減排,降低環(huán)境污染的過程中,不僅需要電廠對其運行方式進行調整,還需運用科技手段對其能源消耗問題進行處理。將技術進行改革更新,對于節(jié)能減排的發(fā)展具有推進作用[1]。
1.4堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略
節(jié)能減排的發(fā)展,使得我國工業(yè)化經(jīng)濟發(fā)展及環(huán)境問題得到了妥善處理,增強了人與自然的和諧相處,為我國實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供了重要保障。
2熱動系統(tǒng)下的技術可行性
電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能既屬于節(jié)能技術與產(chǎn)業(yè)結合發(fā)展的產(chǎn)物,同時也屬于電廠在節(jié)能減排工作中的重點內容。在對電廠熱動系統(tǒng)的改造過程中,需要對其結構內的相關配件進行增加,或通過使用新型技術對電廠進行節(jié)能減排。電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能工作的開展,不僅能夠優(yōu)化廠內結構提高生產(chǎn)效益,還能減少電廠對于環(huán)境的污染,對我國的工業(yè)發(fā)展具有重大意義。
對于熱能發(fā)電機組的使用時,可將其分為兩個方面:對于已經(jīng)投入并使用的熱能發(fā)電機組,可通過對其能量損耗進行監(jiān)測,從而根據(jù)相關數(shù)據(jù)實行優(yōu)化改造,以實現(xiàn)節(jié)能減排的目的;對于新開發(fā)還未投入使用中的發(fā)電機組,可通過在初始階段利用優(yōu)化配置或合理整合,從而確保節(jié)能減排工作得以順利完成[2]。
3熱動系統(tǒng)降低消耗的有效措施
發(fā)電廠熱動系統(tǒng)機組在運行過程中的熱消耗,直接決定電廠使用的燃燒原料的多少。因此,可通過對電廠中熱動系統(tǒng)機組的熱消耗進行嚴格控制,從而減少電廠中的燃料消耗。
3.1控制機組運行,以降低煤炭消耗
為此,可對機組實行單閥運行,但必須是在機組還未投入使用時的前6個月時期進行運作。6個月以后,便可將運行方式轉變?yōu)轫樞蜷y進行運行。使用這一措施,可使煤炭的消耗量降低約1.6g/kWh。
3.2對機組運行參數(shù)進行控制,以達到減少煤炭的消耗量
通過對機組在運行中的參數(shù)采取控制,使得氣溫達到規(guī)定值,便可減低大約0.7kWh的煤炭使用率。
3.3改造機組內的真空系統(tǒng)
影響機組效率的重要因素主要是汽輪機凝氣器的真空度高低大小。當機組汽輪機為300Mw時,其排氣壓力要比平常提高1%,機組的熱效率也會隨之增大1%。通過檢漏儀對真空系統(tǒng)以及凝汽器實行檢測,凝汽器的真空平均水平也會隨之相應提高。由此可見,提高機組真空水平的提高對于提高機組效率具有顯著地推進作用。
4節(jié)能角度下未來電廠熱動發(fā)展趨勢
4.1優(yōu)化調度模式
隨著“節(jié)能減排、環(huán)保經(jīng)濟、調整發(fā)電調度規(guī)則”這一發(fā)展理念的提出,未來電廠的構建需在對發(fā)電調度模式進行改良優(yōu)化的基礎上進行?;痣姀S在其電力系統(tǒng)上的運行發(fā)展更是其中的調整重點。通過對電廠中的電力系統(tǒng)運行方式進行調整,可從根本上實現(xiàn)工業(yè)化中的節(jié)能減排。
4.2 利用可再生資源進行發(fā)電
電廠熱電系統(tǒng)發(fā)電中的原料主要為煤炭、石油和天然氣,這些資源都屬于自然資源,成本消耗高,并且不具備可再生的功能。隨著時間的流逝及能源的使用,必定會有消失的一天。電廠若想實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,則必須引進大量可再生資源,如風能、太陽能等,用以替換石油、天然氣等大量不可再生的資源。這些可再生資源具有成本低、來源廣、含量大以及高效益等優(yōu)點,為工業(yè)化建設生產(chǎn)用以完成節(jié)能減排工作提供了有效途徑[3]。
4.3降低綜合線損技術
過多的線路損耗會加劇電廠內能源的消耗,為了降低線路損耗,通??梢圆捎靡韵滤狞c措施對線路進行保護作用:
1)對配電網(wǎng)采取節(jié)能優(yōu)化處理;
2)對電網(wǎng)進行合理規(guī)劃及調整;
3)完成配置優(yōu)化,協(xié)調功率布置;
4)對變壓器的內部結構進行調整及改造。
4.4建立以節(jié)能為目的的管理體系
建立以節(jié)能為目的的管理體系主要作用在于:通過對機組進行日常監(jiān)控,在熱電系統(tǒng)運行的基礎上,降低煤炭的使用,致使燃煤效率得以提高,從而降低了能源的浪費消耗現(xiàn)象的產(chǎn)生。
以供電煤炭消耗為中心的管理體系,在建立過程中需對控制機組的熱耗進行嚴格監(jiān)控,并且操作方式必須規(guī)范化。為此,還需特別建立一個監(jiān)督小組,對于機組的日常運行進行嚴格監(jiān)控,從而降低煤炭的使用率及安全隱患的發(fā)生。
5結論
合理開發(fā)并使用可再生資源,不僅能夠減少企業(yè)投資資金的成本,提高生產(chǎn)效益,還能減輕工業(yè)建設對環(huán)境的污染問題。在今后的工業(yè)發(fā)展當中,隨著熱力系統(tǒng)運行結構的不斷改良和優(yōu)化,電廠熱動發(fā)展將向我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略更加靠近,節(jié)能減排工作也能得以改良并長遠發(fā)展。
參考文獻
[1]岳志娟.火力發(fā)電廠節(jié)能分析[J].中氮肥,20l0,8(1):25-27.
關鍵詞:火力發(fā)電廠;節(jié)能減排;應用
我國的能源資源儲量豐厚,而電力行業(yè)是這些資源消耗的主要門戶。其造成的能源污染問題也很嚴重。其中,火力發(fā)電廠在我國的節(jié)能減排工作中占有非常重要的地位。在我國的火力發(fā)電廠中,其煤炭的直接消耗量達到百分之五十以上。因其煤炭的資源消耗高。利用效率低。煤炭消耗造成的污染物排放量已經(jīng)嚴重超過環(huán)境的自然承載能力,火力發(fā)電廠的節(jié)能減排管理工作勢在必行。要實現(xiàn)我國節(jié)能減排工作的管理就必須做好火力發(fā)電廠的宏觀合理規(guī)劃、加強對各項生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效控制。
一、做好火力發(fā)電廠的宏觀合理規(guī)劃
(一)調整能源結構,做好能源布局。火力發(fā)電廠受一次能源結構的束縛。其火電的裝機容量比相對較大,致使水電、風電、核電以及可再生能源和新能源的發(fā)電比偏小。所以,加快水電、核電、風電等清潔能源和可再生能源的開發(fā)利用進程。增加水電、核電以及可再生能源和新能源的發(fā)電比至關重要。
(二)發(fā)展火力發(fā)電廠中高參數(shù)和大容量機組。根據(jù)動力循環(huán)原理和熱力學的動力原理分析,單臺小容量的火力發(fā)電機組其單位消耗煤炭量遠大于高參數(shù)、大容量火電機組,并且其二氧化硫和煙塵等污染物的排放量也明顯高于大容量火電機組,因此,關停小容量火電機組、發(fā)展高參數(shù)、大容量火電機組是我國火力發(fā)電廠節(jié)能減排的一大重要舉措。對實現(xiàn)節(jié)能減排、提高能源利用率具有極其重要的意義。
二、做好火力發(fā)電廠的生產(chǎn)環(huán)節(jié)控制
要做好火力發(fā)電廠的節(jié)能減排管理工作,就必須在實際應用中控制好火力發(fā)電廠的各項生產(chǎn)環(huán)節(jié),改進系統(tǒng)和設備運行方式,提高各項設備的利用效率,確保生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效和高效,真正實現(xiàn)節(jié)能減排。
(一)提高火力發(fā)電廠的燃燒煤質。從而降低能耗,節(jié)約成本。煤炭的質量對火力發(fā)電廠的經(jīng)濟效益影響很大。通常來說,在廣泛應用煤粉鍋爐的火力發(fā)電廠中,燃煤的成本能夠占到發(fā)電成本的百分之七十五左右,而占上網(wǎng)電價成本的百分之三十左右。如果不提高煤質,使用的煤質較次,則會導致火力發(fā)電廠的煤炭消耗量和電力使用率增加,也會造成鍋爐和輔助設備的嚴重損耗。因此。在實際應用中,提高燃煤質量,做好人廠和人爐燃煤質量的控制,能夠有效減少燃煤的消耗量,節(jié)約火力發(fā)電廠的發(fā)電成本,實現(xiàn)火力發(fā)電廠的節(jié)能減排。
(二)優(yōu)化鍋爐燃燒率,減少燃煤能量損失,做好節(jié)能減排管理工作?;鹆Πl(fā)電廠中最大的燃煤消耗設備就是鍋爐設備,通過優(yōu)化鍋爐燃燒效率來實現(xiàn)火力發(fā)電廠節(jié)能減排管理工作的潛力很大。煤炭等燃料在鍋爐內的燃燒過程中,往往會造成一定程度的能量損失,這些損失主要包括:可燃氣體或固體未完全燃燒造成的熱損失、鍋爐自身散熱造成的熱損失、鍋爐排渣和煙塵排放中所攜帶的熱損失等。因此,提高鍋爐燃料燃燒率,減少能量損失,是做好火力發(fā)電廠節(jié)能減排管理工作的重要舉措。在實際應用中。我們可以使用的主要措施有:
1.通過提高入爐的空氣溫度、控制過量空氣系數(shù)、充分混合空氣與煤炭(煤粉)、合理降低煤粉細度、調整鍋爐的燃燒程度和保障鍋爐內一、二次風的混合時間等來減少可燃氣體和固體中因未完全燃燒所造成的熱損失;
2.可以通過嚴密水冷壁和鍋爐爐墻結構、采用先進的保溫材料保障爐墻與管道的保溫性能以及增加鍋爐周圍空氣的溫度來實現(xiàn)對鍋爐自身散熱導致熱損失的控制;
3.可以通過控制鍋爐的排渣量、檢查排渣溫度等措施來減少鍋爐排渣中所攜帶的熱損失;
4.可以通過保持鍋爐受熱面的清潔干凈來保障鍋爐及各項輔助設備的正常運行,通過控制鍋爐火焰的中心位置來防止局部高溫,通過降低鍋爐排煙漏風的容量體積來實現(xiàn)煙塵排放中所攜帶的熱損失。
(三)提高火力發(fā)電廠中汽輪機的工作效率,增大其轉化內功的效能,減少其內部損失。在火力發(fā)電廠中,使用汽輪機將蒸汽熱能轉化為動能非常普遍。但由于在汽輪機內部汽流通過噴嘴與葉片產(chǎn)生摩擦。而葉片也往往存在頂部間隙漏汽等因素,汽輪機在進行蒸汽熱能轉化時,只能將部分蒸汽的可用焓降轉變?yōu)槠啓C內功。造成汽輪機內部的損失。因此,提高火力發(fā)電廠中汽輪機的工作效率,也是做好節(jié)能減排管理工作的一個重要方面。在實際應用中,我們可以通過以下方法進行改善:可以增加蒸汽流過動葉柵時的相對速度,采用漸縮型葉片等減小葉片出口邊的厚度,從而降低噴嘴與葉片產(chǎn)生摩擦所造成的動能損失。
(四)火力發(fā)電廠還可以采用先進的技術手段來實現(xiàn)技術創(chuàng)新,將科技創(chuàng)新視為火力發(fā)電廠實現(xiàn)長遠發(fā)展的核心驅動,從而減少火力發(fā)電中的各項能耗,提高能源的有效利用率,達到節(jié)約能源和減少污染物排放量的目的。如可以采用變頻調速技術改造火力發(fā)電廠中的火電機組,形成封閉環(huán)控制系統(tǒng),促使恒壓和恒流量控制,改善鍋爐燃燒情況,減少煤耗、電耗和水耗等一系列能源資料消耗,實現(xiàn)火力發(fā)電中能源資源的高效利用和循環(huán)利用,真正落實節(jié)能減排的管理工作。