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[摘要]为了提高火力发电厂整体优化运行及其管理水平，达到节能减排的目的，对电厂热力系统节能减排策略进行探讨，符合国家能源战略发展目标的需求。
[关键词]节能减排 火电机组 策略 能源
【中图分类号】TK284.1
一、引言
国务院总理温家寶在主持召开的国务院常务会议上，重点强调了节能减排工作对中国可持续发展的重要意义。此外，温总理在全国节能减排工作电视电话会议上指出，必须把节能减排作为当前加强宏观调控的重点，要正确处理经济增长速度和节能减排的关系，真正把节能减排作为硬任务，使经济增长建立在节约能源资源和保护环境的基础上。
目前我国能源的利用效率较低，且一次能源消费中以煤为主，煤炭的大量消费造成了严重的环境污染。作为国家中长期科学技术发展的11个重点领域之首的能源领域，发展思路是坚持节能优先，以降低单位GDP的能耗。
提高能源利用率是我国“十一五”规划及长期的战略发展目标，电力行业节能降耗潜力十分巨大。近年来，尽管节能降耗工作取得了较大成效，一些行业的能耗持续下降。但与世界先进水平相比，我国能源利用效率仍然较低。电力行业火电供电煤耗高出1/5。综观全国已投入运行的发电机组供电煤耗值，与世界先进水平相比相差约60克/千瓦时，也就是说，按世界先进水平，目前我国一年发电多耗原煤约1.1亿吨。能源效率低既是我国能源发展中的突出问题，也是节约能源的潜力所在。
二、对节能技术改造的可行性的认识
（一）具有潜力大、易实现、投资少、见效快等特点
火电广热力系统节能是电厂节能工作的新领域，是热力系统节能理论与高科技应用技术相结合的产物。在实施时大都不需要对主设备进行改造，不增加新设备，因此，它广泛开展热力系统节能工作，对当前调整产业结构提高管理水平，促进技术进步，具有非常重要的现实意义。
（二）热力系统节能有多种可行的途径
对于新设计机组，可通过优化设计，合理配套进行节能；而对于运行机组，可通过节能诊断，优化改造，监测能损，指导运行，实现节能目标。
（三）热力系统节能潜力大，效果明显
在过去一个相当长的时期内，由于工程界很少注意热力系统的节能。缺少完整的热力系统节能理论以及必要的优化分析工具。
在火电厂热力系统设计方面，存在着系统结构与连接方式不合理的现象；在电厂运行过程中，除去设计不足外还存在着运行操作和维护不当的因素，致使运行经济性达不到设计水平。所有这些，都导致了机组热经济性的降低。热力系统节能理论及其实用节能新技术可以全面推广。
三、策略探讨
单位热电厂总装机容量为225MW，为了提高火力发电厂整体优化运行及其管理水平，满足电力需求不断增长的趋势，同时节约企业成本，对电厂热力系统节能减排策略进行了如下探讨：
1.以提高火电机组整体优化运行及其管理水平为目标，以降低煤耗为主要目的，通过对全厂机组运行状态在线监测与诊断、经济性能分析、系统优化控制，达到提升机组安全经济性能指标、节约能源、改善环境的目的。
2.加快发展电力工业的同时，必须把提高能源利用率和防治污染放在重要位置。为了使电站始终保持最佳燃烧效率及最低污染排放物，必须保证机组无论是在标称模型下，还是存在模型不确定性时均闭环稳定，并具有良好的控制品质，即机组能迅速适应电网负荷的变化，同时机前压力的变化不超出允许的范围。
3.设计有效的火电单元机组非线性协调控制系统。该系统提出利用和开发非线性特性来改造常规PID控制器，以提高控制系统性能，使煤高效、洁净地利用，推动经济社会可持续发展。
4.通过减少煤炭的消耗量来提高火电厂的发电效率，同时也可以降低污染物的排放。在火电机组中推广使用性能管理系统，该系统采用了一种基于离散坐标法描述锅炉内热流密度时空分布特性的新方法，应用火焰动态计算模型，分析火焰中心、炉膛结渣和高温腐蚀问题，实现了运行条件优化；同时将国际先进的IAPWS-97水和水蒸气物性计算标准应用于q-γ-τ状态方程内，构建全面反映火电机组热力性能特点的数学模型，进行机组性能和耗差分析计算；另外在现有电厂信息化管理系统中，率先引入机组运行性能管理模块，实现了主动性能管理功能，及时发现机组性能问题，并提出解决措施，逐步建立起机组应用性能的对标考核制度。
5.研究确定锅炉燃烧稳定性系数，判明不充分燃烧区域分布状况，通过最佳风煤配比指导燃烧调整操作；集成多家电厂及运行专家的经验，通过主题词及特征参数的提取，快速检索类似性能故障，通过网络讨论集采总长形成电厂专有的性能知识库系统。
6.国家为了提高能源的利用率，需要对电厂的运行性能进行在线控制和优化控制，在大型火电厂建设时，强制要求必须同时建设厂级运行性能在线诊断及优化控制系统。
7.提高机组的通流效率，降低低压缸的排汽压力（提高真空）、减少系统的内外泄漏等都会显著提高机组的经济性，降低供电煤耗率。机组供电煤耗越低、管理水平越高，变动成本就会控制得越好。
8.通过对机组设备日常运行状况、运行参数进行分析，在确保机组安全的前提下，有针对性地进行优化运行调整试验，确定机组运行的基础工况和基准参数，同样可提高机组的运行经济性，降低供电煤耗率。此外，还可为实现机组性能的在线监测和优化运行管理提供必要的依据。
四、结论
我国政府已经确定在“十一五”期间单位GDP能耗降低20%左右和主要污染物排放减少 10% 的目标。但是，2006 年未能实现年初确定的节能减排目标。今年一季度，中国经济同比增长11.1%，而电力消耗却增长了 14.9%；同时，全面落实差别电价政策，提高高耗能产品差别电价标准。鼓励地方在国家政策的基础上进一步提高差别电价标准，扩大实施范围。从今年起，中国将全面实施节能减排重点工程，着力抓好节约和替代石油、燃煤锅炉改造、热电联产、建筑节能等十项重点节能工程，预计今年可节约 5000 万吨标准煤。
参考文献：
[1]马 凯：节能降耗是缓解资源约束的根本出路， http：//news.sohu.com/ 20061101/n246140679.shtml
[2]江 浩 刘 琦：火力发电机组运行优化技术研究[R].国电热工研究院，2003.
[3]国家发展计划委员会、科学技术部，当前优先发展的高技术产业化重点领域指南，1997/7
[4]江 浩 罗春雷 刘勇先 居文平 刘 琦：火电机组节能降耗分析及研究[J].热力发电，2004（06）
[关键词]节能减排 火电机组 策略 能源
【中图分类号】TK284.1
一、引言
国务院总理温家寶在主持召开的国务院常务会议上，重点强调了节能减排工作对中国可持续发展的重要意义。此外，温总理在全国节能减排工作电视电话会议上指出，必须把节能减排作为当前加强宏观调控的重点，要正确处理经济增长速度和节能减排的关系，真正把节能减排作为硬任务，使经济增长建立在节约能源资源和保护环境的基础上。
目前我国能源的利用效率较低，且一次能源消费中以煤为主，煤炭的大量消费造成了严重的环境污染。作为国家中长期科学技术发展的11个重点领域之首的能源领域，发展思路是坚持节能优先，以降低单位GDP的能耗。
提高能源利用率是我国“十一五”规划及长期的战略发展目标，电力行业节能降耗潜力十分巨大。近年来，尽管节能降耗工作取得了较大成效，一些行业的能耗持续下降。但与世界先进水平相比，我国能源利用效率仍然较低。电力行业火电供电煤耗高出1/5。综观全国已投入运行的发电机组供电煤耗值，与世界先进水平相比相差约60克/千瓦时，也就是说，按世界先进水平，目前我国一年发电多耗原煤约1.1亿吨。能源效率低既是我国能源发展中的突出问题，也是节约能源的潜力所在。
二、对节能技术改造的可行性的认识
（一）具有潜力大、易实现、投资少、见效快等特点
火电广热力系统节能是电厂节能工作的新领域，是热力系统节能理论与高科技应用技术相结合的产物。在实施时大都不需要对主设备进行改造，不增加新设备，因此，它广泛开展热力系统节能工作，对当前调整产业结构提高管理水平，促进技术进步，具有非常重要的现实意义。
（二）热力系统节能有多种可行的途径
对于新设计机组，可通过优化设计，合理配套进行节能；而对于运行机组，可通过节能诊断，优化改造，监测能损，指导运行，实现节能目标。
（三）热力系统节能潜力大，效果明显
在过去一个相当长的时期内，由于工程界很少注意热力系统的节能。缺少完整的热力系统节能理论以及必要的优化分析工具。
在火电厂热力系统设计方面，存在着系统结构与连接方式不合理的现象；在电厂运行过程中，除去设计不足外还存在着运行操作和维护不当的因素，致使运行经济性达不到设计水平。所有这些，都导致了机组热经济性的降低。热力系统节能理论及其实用节能新技术可以全面推广。
三、策略探讨
单位热电厂总装机容量为225MW，为了提高火力发电厂整体优化运行及其管理水平，满足电力需求不断增长的趋势，同时节约企业成本，对电厂热力系统节能减排策略进行了如下探讨：
1.以提高火电机组整体优化运行及其管理水平为目标，以降低煤耗为主要目的，通过对全厂机组运行状态在线监测与诊断、经济性能分析、系统优化控制，达到提升机组安全经济性能指标、节约能源、改善环境的目的。
2.加快发展电力工业的同时，必须把提高能源利用率和防治污染放在重要位置。为了使电站始终保持最佳燃烧效率及最低污染排放物，必须保证机组无论是在标称模型下，还是存在模型不确定性时均闭环稳定，并具有良好的控制品质，即机组能迅速适应电网负荷的变化，同时机前压力的变化不超出允许的范围。
3.设计有效的火电单元机组非线性协调控制系统。该系统提出利用和开发非线性特性来改造常规PID控制器，以提高控制系统性能，使煤高效、洁净地利用，推动经济社会可持续发展。
4.通过减少煤炭的消耗量来提高火电厂的发电效率，同时也可以降低污染物的排放。在火电机组中推广使用性能管理系统，该系统采用了一种基于离散坐标法描述锅炉内热流密度时空分布特性的新方法，应用火焰动态计算模型，分析火焰中心、炉膛结渣和高温腐蚀问题，实现了运行条件优化；同时将国际先进的IAPWS-97水和水蒸气物性计算标准应用于q-γ-τ状态方程内，构建全面反映火电机组热力性能特点的数学模型，进行机组性能和耗差分析计算；另外在现有电厂信息化管理系统中，率先引入机组运行性能管理模块，实现了主动性能管理功能，及时发现机组性能问题，并提出解决措施，逐步建立起机组应用性能的对标考核制度。
5.研究确定锅炉燃烧稳定性系数，判明不充分燃烧区域分布状况，通过最佳风煤配比指导燃烧调整操作；集成多家电厂及运行专家的经验，通过主题词及特征参数的提取，快速检索类似性能故障，通过网络讨论集采总长形成电厂专有的性能知识库系统。
6.国家为了提高能源的利用率，需要对电厂的运行性能进行在线控制和优化控制，在大型火电厂建设时，强制要求必须同时建设厂级运行性能在线诊断及优化控制系统。
7.提高机组的通流效率，降低低压缸的排汽压力（提高真空）、减少系统的内外泄漏等都会显著提高机组的经济性，降低供电煤耗率。机组供电煤耗越低、管理水平越高，变动成本就会控制得越好。
8.通过对机组设备日常运行状况、运行参数进行分析，在确保机组安全的前提下，有针对性地进行优化运行调整试验，确定机组运行的基础工况和基准参数，同样可提高机组的运行经济性，降低供电煤耗率。此外，还可为实现机组性能的在线监测和优化运行管理提供必要的依据。
四、结论
我国政府已经确定在“十一五”期间单位GDP能耗降低20%左右和主要污染物排放减少 10% 的目标。但是，2006 年未能实现年初确定的节能减排目标。今年一季度，中国经济同比增长11.1%，而电力消耗却增长了 14.9%；同时，全面落实差别电价政策，提高高耗能产品差别电价标准。鼓励地方在国家政策的基础上进一步提高差别电价标准，扩大实施范围。从今年起，中国将全面实施节能减排重点工程，着力抓好节约和替代石油、燃煤锅炉改造、热电联产、建筑节能等十项重点节能工程，预计今年可节约 5000 万吨标准煤。
参考文献：
[1]马 凯：节能降耗是缓解资源约束的根本出路， http：//news.sohu.com/ 20061101/n246140679.shtml
[2]江 浩 刘 琦：火力发电机组运行优化技术研究[R].国电热工研究院，2003.
[3]国家发展计划委员会、科学技术部，当前优先发展的高技术产业化重点领域指南，1997/7
[4]江 浩 罗春雷 刘勇先 居文平 刘 琦：火电机组节能降耗分析及研究[J].热力发电，2004（06）