热工优化控制在火电厂节能中的应用徐哲源

热工优化控制在火电厂节能中的应用徐哲源

徐哲源

（浙江浙能台州第二发电有限责任公司317100）

摘要：由于各国经济的发展，重工业在各国中所占的比例也是越来越大，带来经济增长的同时，也带来了环境污染的问题。因此，怎样进行节约能源，减少污染的排放是现在的重中之重。其中火电厂是损耗能源较多，排放污染较重的产业，对火电厂进行转型是现在的主要目标。其节能方式之一就是应用热工优化技术，为了能对其更好地利用。所以，现在进行简单探讨来实现最优的减排方式，从而促进我国火电厂的发展，在世界各国中位于前列。

关键词：热工优化控制；火电厂；热工；应用效果

1.对热工优化控制概述

我国许多工厂对能源的需求都非常大，世界的能源也是供不应求，例如煤炭、石油等，它们都是不可再生能源，我们只能对其进行节约使用。发电厂就是其中之一对能源消耗很大的工厂，虽然对能源的需求大，但是运转的效率比较低。高耗能，低运行，这样的运作方式显然是不可行的，因为落后于其他国家的发电厂，所以必须做出改变了。影响耗能的原因有很多，合理的控制这些因素才能有效减排。之前采取的传统方法已经不能满足现在的需要。随着社会的进步，现在是信息化的时代，应用网络才是最有效的方法，使火电厂由人工化转向智能化，由单一化运行模式转向多元化。再与恰当的热力学理论相结合，最终实现节约能源、减少排放的效果。

2.原始火电厂产生的问题

能源效率低的原因有许多，例如主要工作厂的隔板、门口、窗口处有些许漏气现象，保温性能一般，也未达到国家对相关建筑的标准要求，这些看似问题不大，却会导致了整个工厂整体效率不高。由于地区差异，南方的气温大多较高，因此不需要做保温的相关措施，通常使用的是钢性材料；北方冬季气温较低，要制作与保温相关的材料，通常使用的是金属材料。为了节约能源，一般将锅炉房建在主厂房中，方便了对没有充分利用的热能二次利用，以保证实现能源利用最大化。主厂外面有外窗，外窗最重要的作用是保持房内的气体得到流通，并且满足对光源的需要。有的电厂仅仅是为了好看而使窗户面积增大，但是却没有考虑到这样会造成热能损耗、无法通风或者是有漏风现象。这是一种不负责任的行为，建立一个工厂要因地制宜，考虑多种因素，其中美观性是放在稍后位置的。有些排放出来的热量，不仅没有得到二次利用，反而任其流放到空气中，造成了温度过高等问题。除了电厂本身有能源利用低的现象外，厂内的管理也缺乏规范性。工厂人员的环保意识淡薄，对用水用电方面一直都比较浪费。比如水龙头经常不关紧，水流积少成多，电灯经常全天开放，不论是在白天还是黑夜。诸如此类行为造成了电能水能的大量损耗，增加工厂的成本压力。工厂外的景色区内种植的植物不符合本地气候跟环境，南北两方的植物混种，南方的植物对水分的要求很高，北方植物比较耐旱。在北方种植南稻，不仅造成水源的浪费，还对当地土地造成了污染，既浪费了人力物力，还增添了大自然的负担。电厂在建筑技术方面对于绿色化的实施属于也处于比较落后阶段，并且存在地区差异性。由于此技术没有进行很好地宣传，导致了技术发展缓慢，虽然在2014年早就发表与此技术相关文献，但是不足之处还有很多。其中体现在对电厂的规定上，对其没有统一的标准，导致各厂发展不均衡，缺乏控制性和统一领导。导致这种现状的原因还有很多，这个技术的应用定会造成人力物力的损耗，使电厂要投入大量资金来维持，因而许多厂都不接受相关技术的应用发展，以此避免出现浪费时间的现象。电厂往往采用的是直接借助相关建筑设计，但是套用的建筑设计必然无法与厂商根据自身条件所设定的技术相比，因此肯定会有出现相关问题。这样既不好控制，也浪费了资源，还产生了其它的技术性问题。

3.热工控制系统是降低耗能的方式

3.1影响利用率的原因

锅炉的利用率不高导致了系统的总体效率不高。由此可以看出锅炉是一个电厂中的重要部件，对其进行合理控制跟利用就显得尤其重要。排出气体的温度高会导致热能的损耗高，排气量大也会导致热能损耗大。如果锅炉自身无法提高效率，也会影响运作的效率。电厂的汽轮也是一个重要的部件，它直接关系着电厂的发电能力，但是汽轮的运作中也存在很多问题。例如，在转化过程中的效率不高，只有很少的能量可以实现转化，大部分都以热能的方式散失。在叶片处由于磨合过程不好会产生气泄漏的现象等。

3.2优化系统的作用

机组在电场中是必不可少的部分，但是却容易与其它设备的正常运行出现矛盾的情况。体积小的机组不占用太大的空间，但往往具有耗电大，转化效率低的缺点；体积大的机组虽然效率较小型的机组有所提升，但往往不好控制，占地空间大。应用此系统，也有许多的优势，对节约能源方面做出了比较大的贡献。首先，优化了送风量。送风量是会对气体跟燃料比例控制的，影响内部的气体成分变化，从而进一步影响整体的运行效率。只有保证了系统中总体的含氧量稳定在一个固定值，才能保证热量的损耗最小，此时也就是送风量的最好状态值，从而提高电厂中的能量利用。其次，磨煤机的出口处的温度是决定机器能否正常进行的关键。为了使机器能够像平时一样的运转，必须减少机器的进气量，因此要在出口处加入部分冷空气。当前技术中出现了改造出口处的各个温度，以此使温度能在可调的范围内变化。这样在机器的运作过程中，如果出现了与预期计划不一致的地方，出口处的温度就会受到影响，如果送风量比较少，机器内的温度必然会提高，这时候机器察觉到温度的变化，进行通入气体来改变温度。这样可以减少机器的能量损耗，实现高效率的运转。最后，每个燃料本身的性质不同决定了其燃烧能力不同，燃烧过程中会导致系统内的压强的变化，压强变化会影响相关机器运转，由于决定主要压强的是主要气体。所以，控制主要气体是关键。气体的变化会影响温度，温度变化会影响荷载量的变化，最终会影响部件的功能正常使用。所以控制主要气体的压强跟温度来保证整个体系的平衡，提升机器的工作能力。

4.应用系统的效果

主要气体的温度会对汽轮机的消耗能源能力产生影响，它们二者是正向相关关系。目前在厂内的机组都是当主要气体温度产生变化时，相应机组的耗能量也会产生相应变化，二者是负向相关系。为了降低此现象产生的概率，我们对相应的机组进行进行规范调整。最终提高整体的运行效率，达到共赢。经过一系列的努力，我国电厂节约能源、减少排放的效果显著。

5.结语

要想实现火电厂节约能源，减少排放污染，建立热工优化系统是很必要的。随着现代技术发展的越来越快，将信息化网络化技术应用到工厂中也是大势所趋。这样既可以减少人力物力的大量损耗，减少资本的投入，还可以提高能源的使用效率，大幅度的增加工厂的发电效率，还能更好的对工厂进行管理和统筹。

参考文献

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[4]刘进雄.基于主设备优化运行的火电厂节能方法与应用研究[D].武汉大学,2010.