基于优化运行的火电厂节能方法与应用探讨

基于优化运行的火电厂节能方法与应用探讨

林泓任侯欣王曜

(国投宣城发电有限责任公司242000)

摘要：随着环境的污染的日益严重，人们越来越关注经济活动对生态环境造成的影响，节能减排的低碳经济已经成为当今世界各国主要的经济发展模式，因此各行各业也都对节能减排的方法进行研究分析，特别是对火电厂节能方法的探讨已经成为目前社会上所关注的焦点，所以本文将对基于优化运行的火电厂节能方法与应用进行探讨。

关键词：优化运行；火电厂；节能方法

前言：随着经济的发展，社会的进步，人们思想观念的改变，现代人在进行经济活动时越来越注重对生态环境所造成的影响，为了减少经济活动对环境的影响，我国逐渐加深对基于优化运行的火电厂节能方法与应用的研究分析，希望通过提高火电厂的节能水平，减少二氧化碳的排放量，减少对环境的污染。

一、火电厂节能方法与应用现状分析

（一）火电厂发电结构概述

现阶段我国发电厂的发电系统结构如图一所示：

图一发电厂发电系统结构图

由图一可知，在现阶段我国发电厂的发电系统主要是由发电机、汽轮机、锅炉等设备构成的，并且在发电系统中设有蒸汽再热系统和给水回热系统，以此来提高发电机组的发电效率[1]。另外由于不同的发电机组的容量存在差异，热力系统在实际运行的过程中也存在一定的区别，但是大多数的发电系统中应用的是600MW超临界机组。而目前使用的汽轮机组根据不同的参数可以分为：超高压汽轮机组、亚临界汽轮机组、高温超临界机组、超临界机组等不同的类型。分散控制系统是机组控制系统中最常采用的一种系统模式，而厂级信息化管理系统是由管理信息系统、厂级监控系统构成的。

（二）发电厂节能技术的应用现状

随着科学技术的不断进步，计算机网络技术的广泛应用，现阶段我国发电厂节能技术中也逐渐应用起计算机软件来实现节能的目的[2]。目前发电厂在发电系统中使用的节能技术软件有：OPTIMAX管理系统软件、集成信息系统软件、全场自动化系统软件、生产信息管理系统软件等。

而我国发电厂的节能技术主要是通过对监控信息系统的建立来实现的。通过对COM软件加以利用，对热力系统的各个组件模块进行开发，同时根据不同的热力系统结构组成热力系统的对象实例，在检测过程中对发电厂热力系统中的各项经济性能进行计算，从而提高了监测系统的灵活性，使其更好的服务于发电厂的节能系统，达到更好的节能效果。但是使用该方法将对汽轮机组的分析变的复杂化，而且在发电机组的实际运行过程中容易发生变化，因此无法实时测量关键部分的参数，从而研究出设备与设备之间的非线性关系特征，降低计算结果的准确性，无法实现的发电系统的经济分析。

随着低碳经济概念在我国的逐渐普及，发电厂的节能减排效果取得了一定的进展，目前我国发电厂所使用的节能管理技术主要是对能量守恒定律进行分析、利用热力学第二定律确定能量传递的方向，同时根据设备的不同特点对系统进行划分，进而逐一对其进行分析、研究，制定出系统节能的方案[3]。

二、基于优化运行的火电厂节能方法与应用

目前我国发电厂基于优化运行的节能方法与应用主要表现为以下几个方面：（一）入炉煤计量技术的应用

入炉煤计量技术主要是对火电厂的分炉煤量和正平衡的入炉煤量进行计量管理，达到对输煤系统的实时量化管理[4]。另外，还有及时监测煤种的质量与所剩下的煤量，并且根据现有的煤炭的使用速度，预测出更换煤种的时间，从而使工作人员能够及时的对锅炉的运行方式进行调整，提高锅炉的燃烧效率。同时将入炉煤量数据提供给锅炉和机组，使其进行正平衡的实时计算，从而提高计算结果的准确性。而且通过监测到厂煤计量装置和运输装置，达到对煤场进行分堆管理的目的。

1.入炉煤质量数据库的构建

由于我国经济的发展，对电力的需求越来越大，因此对燃煤锅炉容量的要求也越来越高，所用的燃煤量也在逐年增加，因此我们需要利用现代计算机技术建立一个入炉煤质量数据库。通过建立入炉煤质量数据库，选取质量最优的煤炭进行燃煤处理，这样可以使煤炭的性质趋于稳定，提高电力厂发电系统的稳定性，从而为人们提供更好的电力服务。构建入炉煤质量数据库时，我们可以对购买后的煤种通过工业分析和元素分析，将分析过后的结果放入数据库中，为日后进行煤种的选择提供理论依据。

（三）智能控制技术在发电厂节能系统中的应用

随着科学技术的不断发展，智能控制技术被应用于社会生产生活的各个领域因此我们可以将智能控制技术应用到锅炉燃烧优化设计中，智能控制技术的应用主要体现在以下几方面：

第一，模糊控制技术的应用。模糊控制技术是利用模糊控制器对任何一种非线性的方程实现近似精度情况下的函数逼近[5]。在对锅炉的智能控制中，使用模糊控制技术可以有效解决小型锅炉在燃烧过程中的惯性、滞后、时变等问题，同时也可以提高锅炉在燃烧过程中自动控制的水平，并且建立起一个精确的数学模型，与常规控制技术有机的结合起来，进而设计出一套科学、合理的锅炉燃烧系统控制方案。

第二，神经网络控制技术的应用。神经网络一般是用于对信息的处理及控制。神经网络的结构具有分层的特性，在每个神经元之间都可以进行输入与输出的连接，但是在不同层次的神经元则无法实现连接。我们可以利用神经网络建立一个发电厂锅炉燃烧系统的模型，利用数据验证模型的精确程度，然后通过神经网络的控制技术减少NOx的排放量，进而预测燃烧后的污染物对环境及经济造成的影响，从而实现节能的目的。

第三，专家控制理论。专家控制理论实际上是一种计算机程序软件，这一软件中拥有大量的专业知识和专家经验，主要是进行知识库的建立和推理机。一般来说，专家控制理论是诊断燃烧的过程，然后根据诊断的结果进行调整，并且将此次的调整过程、方法、结果作为经验存储与知识库中，以便在下次的调整中给出合理性的建议。而且利用专家控制理论进行发电厂的节能处理时可以及时、有效的明确发电系统中存在的问题，提高燃烧优化的效率与质量，从而达到更好的节能减排的目的[6]。

结论：综上分析可知，我国基于优化运行的火电厂节能方法与应用主要集中在对入炉煤计量技术、模糊控制技术、神经网络控制技术、专家控制理论等技术的应用，通过对基于优化运行的火电厂节能方法与应用的探讨，可以有效提高我国发电厂的发电效率，减少发电过程中废弃物的排放。

参考文献：

[1]徐广震.基于耗差分析理论的火电机组运行优化指导系统研究[D].华北电力大学（北京）,2008.

[2]迟全虎.IGCC联合循环系统建模与设计优化研究[D].中国科学院研究生院（工程热物理研究所）,2004.