火电厂热力系统节能技术探讨

　　我国是产能大国，同时又是耗能大国。节能，尤其是不可再生能源的节约，既能缓和能源供需矛盾，又是改善环境，提高经济效益的有力措施，直接影响我国经济的可持续发展。火电厂作为耗能大户，更应采取各种节能措施，最大限度降低能源消耗。

　　一、现有节能理论存在的问题

　　1、末级排汽湿度的确定。无论是确定系统能耗还是进行能耗分析都必须随时确定汽轮机末级的热力学状态。在通常工况下，汽轮机从末一段抽汽到汽轮机排汽均处于湿蒸汽状态。即使收敛其计算速度也远不能满足机组在线监测的需要。所以创建一种既简便又收敛的末级排湿度计算方法已成为机组在线监测的必需。

　　2、系统、设备故障，环境、负荷的变化及运行方式的调整等节能潜力的分析。系统能耗是由多种原因造成的，如设备缺陷、系统缺陷、运行方式调整、运行负荷及运行环境的改变等。而我们进行节能诊断时，所用的数据是当前系统运行的状态参数，那么是哪些扰动引起这些状态参数的变化，每个扰动对这些状态参数变化的贡献是多少，这些都是机组在线监测所需解决的问题。

　　3、分析与指导系统。随着火电技术的大力发展，机组也朝着大容量、高参数和自动化方向发展。与此同时，火电机组的监控手段的不断提高，电站运行的安全性基本得到保障，火电机组的节能降耗工作日益重要。但要想准确地对系统进行分析与指导，电厂现有的数据采集系统所采集的数据还远不能满足在线的要求。为了更好地开展此项工作，增加数据采集点及完善分析模型都是我们进一步努力的方向之一。

　　二、热力系统节能的途径及技术措施

　　1、热力系统节能途径

　　火力发电厂节能工作的内容包括设计施工、运行管理和技术改造等多个方面，从节能的对象和采用的措施来看，可归纳为两个方面：一是针对锅炉、汽轮机和主要辅机，旨在提高主机的热效率、降低辅机的电耗，达到节能的目的;二是针对热力系统，着眼于优化和完善热力系统及其设备，改善运行操作方式，提高运行效率，以实现节能目标。对于新设计机组，可通过优化设计、合理配套实现节能目标。

　　(1)节能诊断，优化改造

　　应用热力系统节能理论对热力试验或热平衡查定数据进行全面诊断和优化分析，发现热力系统及其设备的缺陷，分析能损分布情况，确定节能潜力的大小，优选技术改造方案，为节能工作提供科学依据。找出合理的节能技术改造方案，是进一步推广热力系统节能技术的重要途径。也是热力系统节能诊断和优化改造技术发展的新方向。

　　(2)监测能损，指导运行

　　应用热力系统节能理论，通过微机在线监测主要运行参数，实时诊断各种运行能损产生的条件及其损失的大小，分析导致能损的主要原因及其系统和设备的缺陷，指导运行人员操作和维护，提高机组运行的经济性;该技术是热力系统节能理论与微电子技术相结合的产物，是提高火电厂运行技术综合管理水平的重要技术手段。

　　(3)优化设计，合理配套

　　对新设计机组，应用热力系统节能理论，对热力系统的结构和参数以及各个组成部分的连接方式进行定量的分析，并通过合理选择配套设备以及局部优化调整，使得整个热力系统达到最佳设计状态，以提高其热经济性。

　　2、热力系统的主要节能技术措施

　　(1)把提高能源利用率放在首位。为了使电站始终保持最佳燃烧效率，必须保证机组无论是在标称模型下，还是存在模型不确定性时均闭环稳定，并具有良好的控制品质，即机组能迅速适应电网负荷的变化，同时机前压力的变化不超出允许的范围。

　　(2)设计有效的火电单元机组非线性协调控制系统。该系统提出利用和开发非线性特性来改造常规PID控制器，以提高控制系统性能，使煤高效利用，最大限度提高能源利用率。

　　(3)通过减少煤炭的消耗量来提高火电厂的发电效率。在火电机组中推广使用性能管理系统，该系统采用了一种基于离散坐标法描述锅炉内热流密度时空分布特性的新方法，应用火焰动态计算模型，分析火焰中心、炉膛结渣和高温腐蚀问题，实现运行条件优化;以及时发现机组性能问题，并提出解决措施，逐步建立起机组应用性能的对标考核制度。

　　(4)提高机组的通流效率，降低低压缸的排汽压力(提高真空)，再热器减温水量及减少系统的内外泄漏等都会显著提高机组的经济性，降低供电煤耗率。机组供电煤耗越低，管理水平越高，变动成本就会控制得越好。

　　(5)通过对机组设备日常运行状况，运行参数进行分析。在确保机组安全的前提下，有针对性地进行优化运行调整试验，确定机组运行的基础工况和基准参数，同样可提高机组的运行经济性，降低供电煤耗率。

　　(6)电站循环冷却水余热再利用。通过凝汽器由循环冷却水带走的热量一般占输送总能量的15%以上，有的甚至高达25%以上，造成了能量的极大浪费;所以充分利用冷却水余热可以大大提高火电厂效率。

　　(7)以提高火电机组整体优化运行及其管理水平为目标，以降低煤耗为主要目的，通过对全厂机组运行状态在线监测与诊断，经济性能分析、系统优化控制，达到提升机组安全经济性能指标，节约能源、改善环境的目的。

　　(8)研究确定锅炉燃烧稳定性系数，判明不充分燃烧区域分布状况，通过最佳风煤配比指导燃烧调整操作;集成多家电厂及运行专家的经验，通过主题词及特征参数的提取，快速检索类似性能故障，通过网络讨论集采总长形成电厂专有的性能知识库系统。

　　三、结束语

　　目前，我国仍面临着能源资源逐渐匮乏和能源需求总量日益增大的双重挑战，节能降耗势在必行，尤其是能耗大户行业。相信随着科学技术和世界经济的发展，能源的需求量日益增大，计算机技术的普及和应用必将导致能源经济及节能技术的进一步的发展，并在能源、经济、环境、社会等方面综合的大体系中获得更深刻的优化内容。

　　参考文献：

　　[1] 林万超.火电厂热力系统节能理论[M].西安：西安交通大学出版社，1994.

　　[2] 江浩，刘琦.火力发电机组运行优化技术研究[R].国电热工研究院，2003.

　　[3] 马芳礼.电厂热力系统节能分析原理[M].北京：水利电力出版社，1994.

　　[4] 闫水保，闫留保.电厂热力系统节能分析原理及应用[M].郑州：黄河水利出版社，2000.

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文章名称： 火电厂热力系统节能技术探讨

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