浅谈火电机组的节能减排控制
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浅谈火电机组的节能减排控制
摘要：对于火电机组而言，采用先进节能技术，加强管理，对提高机组经济运行水平和有效降低机组能耗的意义重大。节能减排的火电机组会在社会、经济以及环境等方面带给国家绿色可持续的发展。
Abstract:For thermal power unit,usingadvanced energy saving technologyandstrengtheningmanagementare of great significance toimprovingthe economic operation level of the unit and reducingthe energy consumption. Energy conservation and emissions reduction of thermal power unit in aspects such as society, economy and environmentwill bring the nationsustainable development.
因此，加快关停小火电机组就成为电力工业节能减排和实施结构调整的一个重要“抓手”和突破口。以达到优化产业结构、推进节能降耗、加快淘汰高耗能、高排放行业的落后生产能力，发展循环经济，加强环境治理、节能减排的过程。
2、提高灵活性和经济性
机组机应适应快速启停，在启停时做到能量损失最小，优化火电机组使其适应变动负荷，尽量不造成汽机转子及厚壁部件的热疲劳损伤，并使启动与运行方式灵活适应于变压、周期负荷及最小负荷运行，实现高度自动化。
应选取质量特性好的阀门，能够承受瞬间开启带来的巨大热冲击力，以防阀门损坏或泄露，尽可能减少隔绝门和容易泄露的疏水点的数量，汽车管路的布置要始终保持足够的向下坡度，依靠自重倾斜疏水。根据汽车管路的流速合理选择管径，力求缩短汽水管路的路径，设计合理的设备方位和标高布置，使得相联的管路最简化，压损最小。
3、先进再热汽温控制
3、目前存在的问题
最为严重突出的是环境问题。火电是高耗能产业，“高投入、高消耗、高排放、低效率”问题较突出。电力生产是我国二氧化硫及二氧化碳的最大排放源，由此带来的环境影响主要表现在酸雨现象及温室效应的加剧。在某些缺水地区，火电厂较高的耗水指标逐步对有限的地表水资源构成了威胁，从而对原本就较脆弱的生态环境构成了现实的和潜在的破坏性。【4】
2、火电机组的现状
我国第一座引进国外设备的上海石洞口第二发电厂两台600MW超临界压力发电机组已经投运。从“九五”起电机组的研制开始，逐步设计生产国产化大型超临界压力火电机组的系列产品，为节能与改善环保提供新一代的火电设备。
近10年来电力工业的快速发展的成绩是主流，但快速的发展过程也带来了一些新问题。超常规发展，电力设备供不应求，制造与施工工期过紧，致使设备制造及电厂安装方面都曾出现过一些质量问题。缺乏深入对机组运行方式的论证研究，长期徘徊在原来“常规经验”基础上，使机组固有优势无法充分发挥，甚至少数机组还处于带病运行。【2】
经过多年的学习实践，我国电力工业在制造方面取得了显著的成绩。采用了超临界、大容量和不断改进的先进技术，并通过外方的技术支持，整体提高了机组的可靠性、经济性及灵活性，完善并优化了系统及工艺设计，极大地改善了调试技术及运行方式，安装及调试质量不断提高，维护水平也不断进步，火电机组的整体发展趋势趋于良好。
随着我国经济的高速发展，国家提出工业的结构调整及节能减排的一系列方针政策，促使电力工业快速发展。为适应新的形势，近几年来部分机组已逐步退役，对老机组进行技术改造，把切实可行的新技术用上去，更换必要的部件使机组热经济性、可靠性以及出力都能提高，已经建成和正在建设一大批超临界和超超临界高参数大容量机组，使发电厂热效率大幅度提高，取得了很好的节能减排效果。【1】
二、火电机组的发展历史及现状
1、我国的火电机组发展历史
从50年代中期6MW中压机组起步，到70年代已具备设计制造200MW超高压机组和300MW亚临界压力机组的能力。80年代起，我国开始引进国外先进技术，进行消化吸收、攻关创新、推广应用，自主研制开发火电机组，促进了电力工业在装备、设计施工、运行和管理方面跃上新水平。直到现在发展到容量从以100~200MW为主发展到以300~600MW为主，并设计制造600MW的亚临界压力机组等大容量、高参数、低能耗的机组。
关键词：火电机组、节能减排、优化技术
Key words:Thermal power unit,Energy conservation and emissions reduction,Optimization techniques.
一、概述
当前，电力市场日趋完善，竞争日益激烈，同时由于经济的发展和人民生活水平的提高，电网峰谷差越来越大，大型机组频繁参与调峰。在这种形式下，火电厂运行优化系统作为指导电厂优化运行的主要工具日益显示出其重要性。
火电机组中，小火电机组占了相当的比重，达1.15亿千瓦，接近四分之一。小火电机组于大机组相比，发同样多的电要消耗更多的煤炭、煤炭燃烧效率低、排放更多的污染、发电成本高，且对于且对于副产品能源二次利用，废气再次处理等方面都不利。由于小火电机组比重过高，我国发电机组能耗高、污染重的问题相当突出，浪费了大量能源，也造成坏境的污染。
酸雨、水资源短缺造成的生态恶化、温室效应等问题均不是单个项目环境影响评价所能解决的，迫切需要通过电力规划环境影响评价来调整电源点布局与规模。电力结构的不合理，忽视了资源与环境的承载力，小机组总规模仍较大，机组平均煤耗高等多种问题亟待解决，节能减排工作的开展迫在眉睫。
三、火电机组的优化控制技术
1、关停小火电机组
将多种大滞后控制技术，如广义预测控制技术、自适应SMITH特性补偿技术、相位补偿技术及状态变量控制技术有机的融合起来，作为新型再热汽温控制系统的闭环核心，有效提高再热汽温优化控制的性能。
在再热汽温控制系统的前馈通道中，采用了基于操作经验的模糊智能前馈技术，在再热汽温受到大的扰动时，可模仿人的操作方法，快速调整再热喷水或再热烟气挡板的开度，有效的抑制再热汽温的动态偏差。
摘要：对于火电机组而言，采用先进节能技术，加强管理，对提高机组经济运行水平和有效降低机组能耗的意义重大。节能减排的火电机组会在社会、经济以及环境等方面带给国家绿色可持续的发展。
Abstract:For thermal power unit,usingadvanced energy saving technologyandstrengtheningmanagementare of great significance toimprovingthe economic operation level of the unit and reducingthe energy consumption. Energy conservation and emissions reduction of thermal power unit in aspects such as society, economy and environmentwill bring the nationsustainable development.
因此，加快关停小火电机组就成为电力工业节能减排和实施结构调整的一个重要“抓手”和突破口。以达到优化产业结构、推进节能降耗、加快淘汰高耗能、高排放行业的落后生产能力，发展循环经济，加强环境治理、节能减排的过程。
2、提高灵活性和经济性
机组机应适应快速启停，在启停时做到能量损失最小，优化火电机组使其适应变动负荷，尽量不造成汽机转子及厚壁部件的热疲劳损伤，并使启动与运行方式灵活适应于变压、周期负荷及最小负荷运行，实现高度自动化。
应选取质量特性好的阀门，能够承受瞬间开启带来的巨大热冲击力，以防阀门损坏或泄露，尽可能减少隔绝门和容易泄露的疏水点的数量，汽车管路的布置要始终保持足够的向下坡度，依靠自重倾斜疏水。根据汽车管路的流速合理选择管径，力求缩短汽水管路的路径，设计合理的设备方位和标高布置，使得相联的管路最简化，压损最小。
3、先进再热汽温控制
3、目前存在的问题
最为严重突出的是环境问题。火电是高耗能产业，“高投入、高消耗、高排放、低效率”问题较突出。电力生产是我国二氧化硫及二氧化碳的最大排放源，由此带来的环境影响主要表现在酸雨现象及温室效应的加剧。在某些缺水地区，火电厂较高的耗水指标逐步对有限的地表水资源构成了威胁，从而对原本就较脆弱的生态环境构成了现实的和潜在的破坏性。【4】
2、火电机组的现状
我国第一座引进国外设备的上海石洞口第二发电厂两台600MW超临界压力发电机组已经投运。从“九五”起电机组的研制开始，逐步设计生产国产化大型超临界压力火电机组的系列产品，为节能与改善环保提供新一代的火电设备。
近10年来电力工业的快速发展的成绩是主流，但快速的发展过程也带来了一些新问题。超常规发展，电力设备供不应求，制造与施工工期过紧，致使设备制造及电厂安装方面都曾出现过一些质量问题。缺乏深入对机组运行方式的论证研究，长期徘徊在原来“常规经验”基础上，使机组固有优势无法充分发挥，甚至少数机组还处于带病运行。【2】
经过多年的学习实践，我国电力工业在制造方面取得了显著的成绩。采用了超临界、大容量和不断改进的先进技术，并通过外方的技术支持，整体提高了机组的可靠性、经济性及灵活性，完善并优化了系统及工艺设计，极大地改善了调试技术及运行方式，安装及调试质量不断提高，维护水平也不断进步，火电机组的整体发展趋势趋于良好。
随着我国经济的高速发展，国家提出工业的结构调整及节能减排的一系列方针政策，促使电力工业快速发展。为适应新的形势，近几年来部分机组已逐步退役，对老机组进行技术改造，把切实可行的新技术用上去，更换必要的部件使机组热经济性、可靠性以及出力都能提高，已经建成和正在建设一大批超临界和超超临界高参数大容量机组，使发电厂热效率大幅度提高，取得了很好的节能减排效果。【1】
二、火电机组的发展历史及现状
1、我国的火电机组发展历史
从50年代中期6MW中压机组起步，到70年代已具备设计制造200MW超高压机组和300MW亚临界压力机组的能力。80年代起，我国开始引进国外先进技术，进行消化吸收、攻关创新、推广应用，自主研制开发火电机组，促进了电力工业在装备、设计施工、运行和管理方面跃上新水平。直到现在发展到容量从以100~200MW为主发展到以300~600MW为主，并设计制造600MW的亚临界压力机组等大容量、高参数、低能耗的机组。
关键词：火电机组、节能减排、优化技术
Key words:Thermal power unit,Energy conservation and emissions reduction,Optimization techniques.
一、概述
当前，电力市场日趋完善，竞争日益激烈，同时由于经济的发展和人民生活水平的提高，电网峰谷差越来越大，大型机组频繁参与调峰。在这种形式下，火电厂运行优化系统作为指导电厂优化运行的主要工具日益显示出其重要性。
火电机组中，小火电机组占了相当的比重，达1.15亿千瓦，接近四分之一。小火电机组于大机组相比，发同样多的电要消耗更多的煤炭、煤炭燃烧效率低、排放更多的污染、发电成本高，且对于且对于副产品能源二次利用，废气再次处理等方面都不利。由于小火电机组比重过高，我国发电机组能耗高、污染重的问题相当突出，浪费了大量能源，也造成坏境的污染。
酸雨、水资源短缺造成的生态恶化、温室效应等问题均不是单个项目环境影响评价所能解决的，迫切需要通过电力规划环境影响评价来调整电源点布局与规模。电力结构的不合理，忽视了资源与环境的承载力，小机组总规模仍较大，机组平均煤耗高等多种问题亟待解决，节能减排工作的开展迫在眉睫。
三、火电机组的优化控制技术
1、关停小火电机组
将多种大滞后控制技术，如广义预测控制技术、自适应SMITH特性补偿技术、相位补偿技术及状态变量控制技术有机的融合起来，作为新型再热汽温控制系统的闭环核心，有效提高再热汽温优化控制的性能。
在再热汽温控制系统的前馈通道中，采用了基于操作经验的模糊智能前馈技术，在再热汽温受到大的扰动时，可模仿人的操作方法，快速调整再热喷水或再热烟气挡板的开度，有效的抑制再热汽温的动态偏差。