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燃煤电厂集控运行节能降耗措施探究
文章字数：2720
作为电力供应的重要组成部分，燃煤电厂承担着保障能源安全与社会稳定运行的重任，但同时也是碳排放和环境污染的主要来源。面对严峻的环保压力和日益增长的能源需求，燃煤电厂的节能减排成了实现可持续发展目标的关键环节。我国《2030年前碳达峰行动方案》明确鼓励采用先进高效煤电机组，推广智慧化、低碳化运行管理，以提高能源使用效率，减少温室气体排放。本研究旨在分析当前燃煤电厂集控运行中存在的问题，并针对性地提出一系列创新性节能降耗策略，以期为燃煤电厂的绿色转型提供科学依据和技术支撑，助力构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系。
一、燃煤电厂节能降耗的特点
（一）资源利用高效化
燃煤电厂节能降耗的核心在于实现资源利用的最大化与最优化，这不仅关乎能源的直接节约，还涉及整个生产过程的效率提升与环境影响最小化。通过集成优化控制系统（如DCS系统），确保它们在最佳工况下运行，提高整体热效率。另外，实施精细化燃料管理，采用高效燃烧技术和智能配煤系统，根据煤质变化动态调整燃烧策略，减少不完全燃烧损失，同时降低硫、氮氧化物等污染物排放，实现环保与经济双重效益。
（二）设备运行优化
设备运行优化是燃煤电厂节能降耗的另一重要特点，它涉及到通过精细化管理和技术创新，提高设备运行的效率和稳定性。在实际操作中，这包括对电厂内各个环节的设备进行定期的维护和检修，确保其处于最佳工作状态，减少因设备故障导致的能耗增加和生产中断。此外，采用先进的自动化控制系统，实现对设备运行状态的实时监控和智能调节，提高响应速度和控制精度，降低能耗[1]。
（三）排放控制严格化
随着全球对气候变化和环境治理的重视，燃煤电厂必须采取更为严格的排放控制措施，以降低污染物排放，改善空气质量。其中，燃煤电厂通过采用先进的脱硫、脱硝技术，有效减少二氧化硫和氮氧化物的排放。此外，燃煤电厂加强粉尘排放的控制，采用布袋除尘、电除尘等高效除尘技术，显著降低烟尘排放浓度。同时，燃煤电厂通过安装连续排放监测系统（CEMS），实时监控污染物排放情况，确保排放水平符合法规要求，并为进一步优化控制措施提供数据支持[2]。
二、燃煤电厂集控运行存在的问题
（一）设备老化带来的能效下降
燃煤电厂在长期运行过程中，设备老化是一个不可避免的问题。随着运行年限的增长，关键设备不可避免地会出现磨损、腐蚀和性能衰退现象。其中，锅炉作为能量转换的核心设备，其受热面的结焦及热交换效率的自然衰减，会导致燃料燃烧产生的热量不能被充分利用，降低了整体热效率。
另外，汽轮机和发电机等转动设备因长期高速运转，轴承、叶片等部件磨损加剧，引起振动增大、密封泄漏等问题，不仅增加能耗，还会影响机组的安全稳定运行。
（二）运行管理的制度不完善
燃煤电厂的运行管理在很多情况下存在制度不完善的问题，直接影响到节能降耗的效果。部分燃煤电厂尚未建立起完善的能效考核和激励制度，无法准确衡量运行人员的节能操作效果，导致节能意识不强，节能潜力未能充分挖掘。而且，随着技术进步和环保要求的提高，有些燃煤电厂原有的运行操作规程和标准会不再适用，若不及时更新，将难以指导现代化、高效化的集控运行实践。
（三）技术更新的滞后影响效能
技术更新是推动燃煤电厂节能降耗的重要驱动力，但是，部分燃煤电厂的集散控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）等核心控制系统版本落后，难以实现精准控制和高效运行策略的执行，影响了设备的协调优化运行。而且，有些燃煤电厂缺乏先进的在线监测与故障诊断系统，使得对设备状态的实时跟踪与早期预警能力不足，难以及时发现并解决潜在的能效降低问题，增加了非计划停机的风险。
三、燃煤电厂集控运行的节能降耗措施
（一）智能化监控提升运行效率
在现代燃煤电厂中，引入先进的智能化监控系统可以大幅提升运行效率。通过部署传感器和数据采集硬件，实现对电厂各个运行环节的实时监控。这些数据通过高速网络传输至中央处理系统，利用大数据分析技术进行综合分析和处理，从而对设备运行状态进行实时诊断和效率评估。通过这种实时监控和数据分析，电厂管理团队能够及时调整操作策略，优化设备运行参数，确保发电机组始终在最佳工况下运行，显著提升整体能效。
燃煤电厂还可以利用物联网、大数据分析及人工智能技术，建立设备状态监测与预测性维护系统。通过对历史运行数据的学习，AI算法能识别设备性能衰退的早期迹象，预测潜在故障，使维护工作由被动响应转为主动安排，避免非计划停机造成的能源浪费和生产损失。
（二）优化管理制度保障节能效果
为了确保节能降耗措施的有效实施，燃煤电厂应该建立以节能目标为导向的管理体系。制定详尽的节能管理制度与操作规程，包括能耗定额管理、能效考核标准、节能奖励机制等，确保节能措施有章可循、有据可依。通过定期召开节能工作会议，分析能耗数据，评估节能措施实施效果，及时调整管理策略，保持节能工作的持续性和有效性。
另外，燃煤电厂应该引入能源审计与管理软件，实现对全厂能耗数据的实时监测与精细化管理。通过对生产流程中的能耗关键点进行深入分析，识别高能耗环节与潜在节能空间，制定针对性的改进措施。
（三）技术改造升级推动降耗进程
随着技术的进步，新型的高效设备不断被开发出来。燃煤电厂需要对锅炉、汽轮机等核心设备进行技术改造，采用高效低排放技术。例如，更换高效锅炉燃烧器，采用低NOx燃烧技术，减少氮氧化物排放；改造汽轮机通流部分，提高蒸汽做功效率，降低热损失。同时，引入变频驱动技术于大型辅机如送风机、引风机、给水泵等，实现按需调节，减少空载和过载运行，有效降低电耗。这些改造措施从根本上提升设备的运行效率，减少能源消耗，是实现长期节能降耗的基础。
推进燃煤电厂的数字化转型，搭建基于云平台的智能运维系统，集成大数据分析、人工智能算法，实现设备状态的实时监测、故障预警及远程诊断，缩短响应时间，减少非计划停机。利用机器学习技术分析运行数据，优化运行策略，如智能负荷调度、燃料配比优化等，进一步挖掘节能潜力。
四、结语
综上所述，燃煤电厂集控运行的节能降耗是一个系统性工程，涵盖了资源高效利用、设备优化、排放控制等多个维度。面对设备老化、管理制度不完善及技术更新滞后等挑战，通过智能化监控提升运行效率、优化管理制度保障节能效果以及技术改造升级等措施，燃煤电厂能够有效应对能耗高、排放大的问题，加速向绿色低碳转型。未来，燃煤电厂应继续加强技术创新与管理模式创新，积极响应国家节能减排政策，深度融合新能源技术，构建更加灵活高效、环境友好的能源供应体系，为实现全球碳中和目标和可持续发展贡献力量。
参考文献
[1]陈伟伟.火电厂汽轮机节能降耗研究[J].现代制造技术与装备,2024,60(04):127-129.
[2]杨刚.火电厂集控运行节能降耗技术研究[J].仪器仪表用户,2023,30(04):90-92+6.
作者单位：国能长源汉川发电有限公司
一、燃煤电厂节能降耗的特点
（一）资源利用高效化
燃煤电厂节能降耗的核心在于实现资源利用的最大化与最优化，这不仅关乎能源的直接节约，还涉及整个生产过程的效率提升与环境影响最小化。通过集成优化控制系统（如DCS系统），确保它们在最佳工况下运行，提高整体热效率。另外，实施精细化燃料管理，采用高效燃烧技术和智能配煤系统，根据煤质变化动态调整燃烧策略，减少不完全燃烧损失，同时降低硫、氮氧化物等污染物排放，实现环保与经济双重效益。
（二）设备运行优化
设备运行优化是燃煤电厂节能降耗的另一重要特点，它涉及到通过精细化管理和技术创新，提高设备运行的效率和稳定性。在实际操作中，这包括对电厂内各个环节的设备进行定期的维护和检修，确保其处于最佳工作状态，减少因设备故障导致的能耗增加和生产中断。此外，采用先进的自动化控制系统，实现对设备运行状态的实时监控和智能调节，提高响应速度和控制精度，降低能耗[1]。
（三）排放控制严格化
随着全球对气候变化和环境治理的重视，燃煤电厂必须采取更为严格的排放控制措施，以降低污染物排放，改善空气质量。其中，燃煤电厂通过采用先进的脱硫、脱硝技术，有效减少二氧化硫和氮氧化物的排放。此外，燃煤电厂加强粉尘排放的控制，采用布袋除尘、电除尘等高效除尘技术，显著降低烟尘排放浓度。同时，燃煤电厂通过安装连续排放监测系统（CEMS），实时监控污染物排放情况，确保排放水平符合法规要求，并为进一步优化控制措施提供数据支持[2]。
二、燃煤电厂集控运行存在的问题
（一）设备老化带来的能效下降
燃煤电厂在长期运行过程中，设备老化是一个不可避免的问题。随着运行年限的增长，关键设备不可避免地会出现磨损、腐蚀和性能衰退现象。其中，锅炉作为能量转换的核心设备，其受热面的结焦及热交换效率的自然衰减，会导致燃料燃烧产生的热量不能被充分利用，降低了整体热效率。
另外，汽轮机和发电机等转动设备因长期高速运转，轴承、叶片等部件磨损加剧，引起振动增大、密封泄漏等问题，不仅增加能耗，还会影响机组的安全稳定运行。
（二）运行管理的制度不完善
燃煤电厂的运行管理在很多情况下存在制度不完善的问题，直接影响到节能降耗的效果。部分燃煤电厂尚未建立起完善的能效考核和激励制度，无法准确衡量运行人员的节能操作效果，导致节能意识不强，节能潜力未能充分挖掘。而且，随着技术进步和环保要求的提高，有些燃煤电厂原有的运行操作规程和标准会不再适用，若不及时更新，将难以指导现代化、高效化的集控运行实践。
（三）技术更新的滞后影响效能
技术更新是推动燃煤电厂节能降耗的重要驱动力，但是，部分燃煤电厂的集散控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）等核心控制系统版本落后，难以实现精准控制和高效运行策略的执行，影响了设备的协调优化运行。而且，有些燃煤电厂缺乏先进的在线监测与故障诊断系统，使得对设备状态的实时跟踪与早期预警能力不足，难以及时发现并解决潜在的能效降低问题，增加了非计划停机的风险。
三、燃煤电厂集控运行的节能降耗措施
（一）智能化监控提升运行效率
在现代燃煤电厂中，引入先进的智能化监控系统可以大幅提升运行效率。通过部署传感器和数据采集硬件，实现对电厂各个运行环节的实时监控。这些数据通过高速网络传输至中央处理系统，利用大数据分析技术进行综合分析和处理，从而对设备运行状态进行实时诊断和效率评估。通过这种实时监控和数据分析，电厂管理团队能够及时调整操作策略，优化设备运行参数，确保发电机组始终在最佳工况下运行，显著提升整体能效。
燃煤电厂还可以利用物联网、大数据分析及人工智能技术，建立设备状态监测与预测性维护系统。通过对历史运行数据的学习，AI算法能识别设备性能衰退的早期迹象，预测潜在故障，使维护工作由被动响应转为主动安排，避免非计划停机造成的能源浪费和生产损失。
（二）优化管理制度保障节能效果
为了确保节能降耗措施的有效实施，燃煤电厂应该建立以节能目标为导向的管理体系。制定详尽的节能管理制度与操作规程，包括能耗定额管理、能效考核标准、节能奖励机制等，确保节能措施有章可循、有据可依。通过定期召开节能工作会议，分析能耗数据，评估节能措施实施效果，及时调整管理策略，保持节能工作的持续性和有效性。
另外，燃煤电厂应该引入能源审计与管理软件，实现对全厂能耗数据的实时监测与精细化管理。通过对生产流程中的能耗关键点进行深入分析，识别高能耗环节与潜在节能空间，制定针对性的改进措施。
（三）技术改造升级推动降耗进程
随着技术的进步，新型的高效设备不断被开发出来。燃煤电厂需要对锅炉、汽轮机等核心设备进行技术改造，采用高效低排放技术。例如，更换高效锅炉燃烧器，采用低NOx燃烧技术，减少氮氧化物排放；改造汽轮机通流部分，提高蒸汽做功效率，降低热损失。同时，引入变频驱动技术于大型辅机如送风机、引风机、给水泵等，实现按需调节，减少空载和过载运行，有效降低电耗。这些改造措施从根本上提升设备的运行效率，减少能源消耗，是实现长期节能降耗的基础。
推进燃煤电厂的数字化转型，搭建基于云平台的智能运维系统，集成大数据分析、人工智能算法，实现设备状态的实时监测、故障预警及远程诊断，缩短响应时间，减少非计划停机。利用机器学习技术分析运行数据，优化运行策略，如智能负荷调度、燃料配比优化等，进一步挖掘节能潜力。
四、结语
综上所述，燃煤电厂集控运行的节能降耗是一个系统性工程，涵盖了资源高效利用、设备优化、排放控制等多个维度。面对设备老化、管理制度不完善及技术更新滞后等挑战，通过智能化监控提升运行效率、优化管理制度保障节能效果以及技术改造升级等措施，燃煤电厂能够有效应对能耗高、排放大的问题，加速向绿色低碳转型。未来，燃煤电厂应继续加强技术创新与管理模式创新，积极响应国家节能减排政策，深度融合新能源技术，构建更加灵活高效、环境友好的能源供应体系，为实现全球碳中和目标和可持续发展贡献力量。
参考文献
[1]陈伟伟.火电厂汽轮机节能降耗研究[J].现代制造技术与装备,2024,60(04):127-129.
[2]杨刚.火电厂集控运行节能降耗技术研究[J].仪器仪表用户,2023,30(04):90-92+6.
作者单位：国能长源汉川发电有限公司