电厂集控运行及机组协调控制应用 

电厂集控运行及机组协调控制应用 

刘波兵

广州环投福山能源有限公司、广东省、广州市、510000

摘要：随着电力行业的快速发展，电厂集控运行及机组协调控制应用成为了重要的研究方向。垃圾焚烧发电厂是一种重要的能源利用方式，但在热控过程中存在一些问题，如热损失、能量浪费等。本文通过对垃圾焚烧发电厂热控及汽轮机技术的研究，分析了垃圾焚烧发电厂的热控问题及汽轮机技术在其中的作用，并提出了一些汽轮机技术的优化策略，以提高垃圾焚烧发电厂的热控效果。

关键词：垃圾焚烧发电厂；热控；汽轮机技术；集控运行；机组协调控制

一、垃圾焚烧发电厂在热控中容易存在的问题

（一）热损失问题

垃圾焚烧发电厂在热控过程中，由于设备运行的复杂性和垃圾的特性，常常会出现热损失的情况。热损失可以发生在各个环节，包括垃圾燃烧过程中的热量损失、烟气排放中的热能损失以及热能转化过程中的损失等。这些热损失不仅导致能源的浪费，也降低了垃圾焚烧发电厂的效益[1]。

（二）能量浪费问题

垃圾焚烧发电厂在热控过程中，存在能量浪费的问题。一方面，在垃圾的燃烧过程中，由于燃烧条件的不稳定以及烟气中的含氧量等因素的影响，导致燃烧效率较低，部分热能无法充分利用。另一方面，垃圾焚烧发电厂的烟气中常常含有大量的废热，如果不能有效地回收利用，将会造成能源的浪费。

（三）运行安全风险

垃圾焚烧发电厂在热控过程中，还面临着烟气处理的问题。垃圾燃烧产生的烟气中含有大量的有害物质，如二氧化硫、氮氧化物、重金属等，如果不加以处理，将会对环境造成污染。而烟气处理涉及到各种技术，如脱硫、脱硝、除尘等，这些技术的效果以及操作的稳定性都对烟气处理的效果产生影响。

二、汽轮机技术在垃圾焚烧发电厂热控中的作用

（一）有效利用垃圾焚烧过程中产生的热能

垃圾焚烧过程中产生的高温烟气可以通过热交换器进行余热回收，将烟气中的热能转化为蒸汽。然后，这些高温高压的蒸汽可以驱动汽轮机旋转，从而产生电能。通过这种方式，可以最大限度地利用垃圾焚烧过程中产生的热能，提高能源利用效率[2]。

（二）提高垃圾焚烧发电厂的稳定性和可靠性

汽轮机作为垃圾焚烧发电厂的核心设备，具有高效、可靠的特点。它能够稳定地将热能转化为动力能源，并通过发电机将其转化为电能。同时，汽轮机还能根据负荷的变化自动调整运行状态，以满足电网的需求。这种稳定性和可靠性对于垃圾焚烧发电厂的正常运行至关重要。

（三）提高烟气处理的效果

在垃圾焚烧过程中，烟气中含有大量的有害物质，如二氧化硫、氮氧化物等。通过将烟气送入汽轮机中进行脱硫、脱硝等处理，可以有效地减少有害物质的排放。同时，汽轮机在运行过程中产生的高温高压蒸汽也可以用于烟气处理过程中，提高脱硫、脱硝等设备的处理效率。

三、提升垃圾焚烧发电厂热控能力的汽轮机技术优化策略

（一）提高汽轮机的效率

通过改进汽轮机的设计和运行参数，提高其热效率。可以采用增加汽轮机的压力和温度等方式，以提高汽轮机的蒸汽参数，从而增加发电效率。此外，还可以优化汽轮机的内部部件和叶片形状，减少能量损失，提高汽轮机的效率[3]。

例如，采用超临界汽轮机技术。超临界汽轮机是指工作在超临界状态的汽轮机，其工作压力和温度高于临界点。相比于传统的亚临界汽轮机，超临界汽轮机的效率更高。在超临界状态下，水和蒸汽的物性发生变化，热效率得到提高。此外，超临界汽轮机还可以采用再热再生技术，进一步提高发电效率。另外，改进汽轮机的叶片形状也是提高效率的重要手段。通过优化叶片的流道形状和叶片角度，可以减少流体的阻力和损失，提高汽轮机的效率。如采用先进的三维叶片设计和复合材料制造技术，可以提高叶片的流体动力学性能和耐热性能，从而减少能量损失。

（二）优化汽轮机的运行控制系统

通过优化汽轮机的运行控制系统，实现对汽轮机的精确控制。可以采用先进的自动化控制技术，实时监测和调整汽轮机的运行状态，保持汽轮机的最佳工作状态。同时，还可以结合垃圾焚烧过程的实际情况，调整汽轮机的负荷和运行模式，以提高热控能力。

例如，采用基于模型预测控制的自动化控制系统，该系统可以通过建立数学模型，预测汽轮机的运行状态和性能，并根据实时数据进行优化控制。通过监测关键参数，如蒸汽压力、温度和流量等，可以实时调整汽轮机的运行参数，以保持最佳的热效率和发电效率。此外，可以结合垃圾焚烧过程的实际情况，调整汽轮机的负荷和运行模式。根据垃圾的燃烧特性和热值，合理调整汽轮机的负荷，确保其在最佳工况下运行。同时，根据垃圾焚烧的需求，调整汽轮机的运行模式，如采用并联运行、串联运行或备用机组运行等方式，以提高热控能力和灵活性。同时，还可以通过远程监控和智能化管理系统，对汽轮机的运行进行实时监测和分析。通过收集和分析大量的运行数据，可以及时发现问题并采取措施，以保证汽轮机的安全稳定运行。同时，还可以通过数据分析和模型预测，优化汽轮机的运行策略，提高热控能力和经济效益。

（三）引入余热回收技术

在汽轮机排气系统中引入余热回收技术，将排出的高温废气中的余热通过换热器回收利用。可以将回收的余热用于垃圾焚烧过程中的预热和干燥等环节，提高能源利用效率。同时，余热回收技术还能减少垃圾焚烧发电厂的碳排放量，提升环境友好性。

例如，可以通过安装换热器来回收其中的余热。换热器可以将高温废气与需要加热的介质进行热交换，将废气中的热能传递给介质，从而实现能量的回收利用。在具体应用中，垃圾焚烧过程中需要进行垃圾的预热和干燥等环节。通过余热回收技术，可以利用汽轮机排气中的高温废气进行垃圾的预热，提高垃圾的燃烧效率和热值。同时，余热还可以用于垃圾的干燥，减少垃圾中的水分含量，提高燃烧效率。此外，通过回收利用高温废气中的余热，可以减少燃烧过程中所需的额外燃料，降低碳排放。同时，利用余热进行垃圾预热和干燥等环节，减少对其他能源的依赖，进一步降低碳排放。

（四）烟气净化技术的优化

烟气净化技术的优化可以降低烟气中污染物的排放，可以有效提高垃圾焚烧发电厂的烟气净化效果，降低对环境的污染。同时，还能提高发电厂的整体运行效率和可持续发展能力。可以采取以下措施来优化烟气净化技术：

第一，使用高效的除尘器。采用高效的颗粒物除尘器，如电除尘器、布袋除尘器等，能够有效地捕集烟气中的颗粒物。选择合适的除尘器类型和配置，以确保高效的颗粒物捕集效果。第二，引入脱硫装置。垃圾焚烧过程中会产生大量的二氧化硫，对环境产生严重的污染。引入脱硫装置，如湿法脱硫和干法脱硫等技术，能够有效地去除烟气中的二氧化硫。第三，优化脱硝技术。垃圾焚烧过程中也会产生氮氧化物，对大气环境造成不良影响。优化脱硝技术，如选择合适的脱硝装置和氨水喷射控制技术，能够降低烟气中的氮氧化物排放。第四，引入活性炭吸附技术。活性炭是一种优秀的吸附材料，能够有效地捕集烟气中的有机物和重金属等有害物质。引入活性炭吸附技术，能够进一步提高烟气净化效果。第五，定期维护和清洁净化设备。定期对烟气净化设备进行维护和清洁，保持其正常运行和高效净化烟气的能力。及时更换损坏的滤料、清理堵塞的管道等，确保设备的稳定运行。

（五）加强维护和管理

定期进行汽轮机的维护和保养工作，确保汽轮机的正常运行。及时检修和更换磨损的部件，防止故障和损坏的发生。同时，加强对汽轮机的运行数据和性能参数的监测和分析，及时发现问题并采取措施解决。通过有效的维护和管理，提高汽轮机的可靠性和稳定性，增强垃圾焚烧发电厂的热控能力。

例如，制定维护计划，定期对汽轮机进行维护和保养。维护人员可以对汽轮机进行检查，包括检查各个部件的磨损情况，检查油液、冷却水等的使用情况，确保其正常运行。如果发现有部件磨损严重或者存在其他问题，及时进行检修和更换，以防止故障和损坏的发生。此外，对汽轮机的运行数据和性能参数进行监测和分析。垃圾焚烧发电厂可以安装传感器和监测设备，实时监测汽轮机的运行状态，包括温度、压力、振动等参数。通过对这些数据进行分析，可以及时发现问题，并采取相应的措施解决。比如，如果发现汽轮机的工作温度超过了正常范围，可以调整冷却系统，以保证汽轮机的正常运行。

总结：综上所述，通过对垃圾焚烧发电厂热控及汽轮机技术的研究，发现了垃圾焚烧发电厂在热控中存在的问题，并探讨了汽轮机技术在其中的作用。同时，提出了优化策略，通过提高汽轮机的效率、优化运行控制系统、引入余热回收技术、烟气净化技术的优化以及加强维护和管理，可以有效提升垃圾焚烧发电厂的热控能力。这些汽轮机技术优化策略不仅可以提高能源利用效率，还能降低环境污染，推动垃圾焚烧发电厂的可持续发展。

参考文献：

[1]曾忠源.垃圾焚烧发电厂热控自动化模式下的保护装置研究[J].电力设备管理,2022(23):146-148.

[2]黄宏伟.垃圾焚烧发电厂汽轮机冷端系统运行经济性提升探讨[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2022(5):0156-0161.

[3]宋永富,王英旭.垃圾焚烧发电机组提效措施[J].锅炉制造,2023(5):38-39.