摘要：国内经济快速发展，社会对电力需求量越来越大，火电厂发电需要耗费大量的能源，火电厂节能优化技术势在必行，在总结国内火电厂现行节能优化技术应用的基础上，对未来火电厂节能优化技术应用进行了展望，从机组负荷优化、锅炉燃烧优化、吹灰器结构技术优化等几个方面机进行了研究，并结合具体案例验证了优化措施的实际效果。
关键词：火电厂；节能优化技术
1概述
走可持续发展道路是我国的基本国策，节约能源早成为了社会发展中迫切需要解决的主要问题。火电厂是一项耗能巨大的发电设施，也是我国能源消耗的主体之一，加之世界性能源短缺问题关注度持续上升，如何节能减排成了迫在眉睫需要解决的事，火电厂实施节能优化战略势在必行。从理论上来看，火电厂的节能优化技术涉及能源、材料、煤和水等众多指标，并贯穿于发电工程的整个流程中。因此，要想从根本上提升火电厂发电效率，增强企业的综合效益，就必须要对节能技术进行深入地研究，全面的考察发电厂的发电功率，不断提升发电厂节能优化技术，才能达到目的。
2 火电厂节能优化技术应用现状
国外火电厂节能优化技术较国内发展较早，在某些方面已经有了成熟的体系，主要以德国和美国为代表，引领着国际火电厂节能技术发展的最前沿。比较有代表性的有，德国火电厂应用的SR4技术，也就是运行优化管理系统。这种系统能够有效实现动态指导人工操作，确保设备始终处于一种最优化的状态下运转，避免因为机组设备故障而出现不必要的损失，影响火电厂设备运行效率；同时在节能系统中，整个系统充分考虑了负荷中心位置、电厂投资回收年限等因素，在这些因素的基础上再对电厂进行进一步的优化设计；在控制系统中，采取多目标优化设计和改进，例如在负荷预测、分配以及调度优化方面进行的改进与应用等，最大限度地降低能源消耗。
国内火电节能优化技术虽然起步较晚，但是也已经取得了诸多的丰硕成果，甚至在某些方面在世界上也占据了比较领先的技术优势。具有代表性的优化节能技术有很多，比如火电厂需要根据地理、气候等自然条件来选择合适的厂址，根据外在的自然地理要与电厂设备结构以及热力参数相适应来进行优化组合的选择，这一技术已经在国内获得了广泛的应用。国内研制的运行优化管理系统在上海高桥发电厂得到了实际的运用，有效实现了在一定范围内在最优化的参数下运行发电机组，产生了良好的经济和社会效益。
3 火电厂节能优化技术应用举例
3.1 给水系统优化技术
火力发电厂在工作过程中需要供水泵持续稳定的运行，然而却存在严重的水资源浪费现象，必须要优化给水系统。提高水资源的利用率，在保障生产效益的基础上，降低能源的消耗。应用给水系统优化技术，本质上是阀门的调控和管理、快速、高效的调节水流量和给水时间，结合实际生产需求，保障不同时间段的水量需求，实现科学、合理的控制给水量。同时水泵的正常工作还需要提供充足的电力，耗电量也是实现节能目标的一个重点，给水系统优化技术的应用对减少电力消耗也有很大的帮助。
3.2 机组负荷优化组合和调度技术
对于火电厂节能优化技术来讲，运行最优化首先就需要合理分配负荷最优化，要根据机组实际运转状况和机组特征采集到具体的目标函数，根据外界总负荷以及机组的具体特性的约束条件进行缝合非配模拟，再运用具体的求解方式得到最优化的结果。这种负荷优化分配也同时存在一定的缺点，就是不能完全消除机组在整个负荷非配经济性的负面影响，还存在一定的局限性，单就负荷分配效果而言，还是比较明显的。
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3.3 锅炉节能优化技术
传热导热是锅炉运行的最根本目的之一，在电站锅炉中，传热的部件主要有：水冷壁、过热器、省煤器等，水冷壁是其中的主要换热部件之一，在保持其它传热部件正常工作的前提下，提高水冷壁换热量，将会增加锅炉系统出力，产生优化传热的效果，从而就能达到节能降耗的目的。锅炉水冷壁的换热量实质上是由其几何形状以及水冷壁的材料特性共同决定的，从两方面分别考虑，采取相应地技术手段都可以起到节能降耗的目的。但是提高在用锅炉换热量最理想的方法是，不改变几何形状，也不用再更换材料，仅仅是提高锅炉吸收辐射热的能力就可以，该项技术就能有效提高水冷壁换热。针对电站锅炉工况，采用在炉膛温度区间具有极高黑度的多种材料，经纳米化加工而成。同时还需要满足粘接牢固、耐冲刷、抗老化、减缓高温氧化、减轻积灰结焦等多种性能的要求。该种节能材料还具有提高燃料解吸速度的特性，从而增强了燃烧，扩大了节煤的效果。
3.4 吹灰器节能优化控制技术
除了能源消耗优化技术之外，火电厂还要做好减排的工作，由于火电厂生产流程和特征，会生成大量的灰粉，这些灰粉不仅仅会造成空气的污染还会干扰锅炉的正常运行，影响燃料热能的发挥，降低热水向水蒸汽的转化效率，存在严重的热量损失问题，加大了生产成本投入。吹灰器节能优化控制技术有效的解决了上述问题，严格的控制吹灰频率，避免灰粉大量积累现象的发生，大大改善了生产效益，保证燃料能得到充分利用。
4 火电厂节能优化技术未来发展趋势探讨与案例分析
4.1趋势探讨
随着科学技术的发展和对节能优化技术研究的深入，优化理论和算法会更加完善，尤其是会更加注重火电厂发展的生态性、经济性以及综合性。自我国加入 WTO后，世界范围内的节能减排指标也必定会在一定程度上影响我国火电厂的节能优化方向的发展趋势。截止到目前为止，我国在火电厂节能优化方面的研究已经取得了一定的成绩，随着研究的深入，优化节能的相关理论和算法也必定会得到大程度的提升。随着我国能源体制改革的发展，火电厂必须要从大局出发，不断提升自身的综合竞争力，确保与国际的发展可以保持一致。此外，在市场经济的刺激下，电力行业的竞争也日趋激烈，这也进一步促使火电厂提升自身的综合竞争力，而要想提高自身的竞争力，火电厂必须不断提升自身的节能优化技术。节能优化系统作为节能优化技术中一个重要的组成部分，其对火电厂的节能效果具有重要的影响。通过节能系统的建立来降低火电厂人员的劳动强度，提高企业的经济效益和社会效益。
4.2 案例分析
根据上诉各项节能优化措施对空冷超临界供热机组进行系统优化，节能效果十分明显，经常规测试锅炉效率获得了较大提升，送、引风机电耗量也得到一定程度的降低，氮氧化物排放降量大大减少，再热器减温水用量大幅度减少，提高了机组的热效率。优化控制系统以下参数：一次风温、风量，二次风温、风量，烟气排放温度，给粉机给粉流量，再热器温度，过热器温度，炉膛出口过剩空气系数，以及炉膛负压、炉膛烟气温度、空气预热器烟气入口温度、煤粉仓煤粉温度、过热器压力、再热器压力、过热器喷水量、再热器喷水量、机组功率、辅机动力能耗等实现锅炉燃烧优化控制。
优化控制系统闭环控制提高锅炉热效率，减少点火的燃料损失，降低氮氧化物、一氧化碳等污染物的排放量，具有显著的经济效益和社会环保效益。项目的投资较少且不必改动现场的设备，基本不影响机组的正常运行。实施风险低，投资回报期短。
结束语
节能优化技术是提高火电厂发电效率，节约能源的一项重要举措，本文在强调节能优化技术在火电厂发展道路上重要地位的基础上介绍了火电厂节能优化技术在国内的发展现状，接着具体介绍了国内现行的节能优化技术在火电厂中的应用，最后结合案例对未来火电厂节能优化技术发展趋势做了探讨。
参考文献：
[1]王欣.火电厂节能优化技术应用探讨[J].广东科技，2013，22（18）：83-84.
[2]陶建光.火电厂热力系统节能优化研究[J].能源与节能，2015（11）：90-91.
[3]叶圣策.控制优化技术在火电厂节能减排工作中的应用[J].自动化博览，2014（08）：90-92.
论文作者:任春娟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
标签：火电厂论文; 节能论文; 技术论文; 锅炉论文; 机组论文; 负荷论文; 水冷论文; 《电力设备》2018年第23期论文;