近年來,隨著我國加大鍋爐節能減排工作力度,推行煤電結構優化和轉型升級、燃煤工業鍋爐節能環保綜合提升工程等一系列政策措施,鍋爐節能環保水平已有大幅提升。
據估算,2019年,鍋爐煤炭消費總量約為17.9億噸標準煤,其中電站鍋爐煤炭消費量約為12.9億噸標準煤,工業鍋爐消費量約為5億噸標準煤,分別占全國煤炭消費總量的46.9%和17.8%。基于燃料消耗量估算,我國鍋爐二氧化碳排放總量約為50億噸,占能源消費碳排放總量的50%。
推動鍋爐綠色低碳發展,不斷提高能源利用效率,減少二氧化碳排放,對于我國2030年實現碳達峰和2060年實現碳中和目標具有至關重要的作用。
中控技術團隊針對鍋爐、汽機及輔機設備特性,采用基于專家解耦的多變量協同控制策略,同時結合深度學習等數據驅動技術,強化整體技術線路的自適應性與自學習能力,可最終實現燃燒、汽水、煙風系統全自動穩定運行,并能協同各裝置實現機爐協調一體化經濟運行,在保證工藝指標穩定、氮氧化物與硫化物排放達標的同時,系統煤耗得到有效降低,實現裝置經濟化與低碳化。
早在2011年,中控技術團隊開始投入鍋爐燃燒優化控制系統研發;2012年,實現首套鍋爐燃燒優化控制系統于河南某化工集團公司投入使用;2013年,于安徽某化工企業取得卓越效果,得到用戶認可。隨著項目推廣及實施,傳統電廠鍋爐也逐漸產生更多需求,中控技術鍋爐燃燒優化團隊于2016年推出母管協調控制解決方案,從控制層面解決了兩臺或多臺鍋爐之間的協調控制中耦合大、干擾強的控制難點。
隨著越來越多工業企業響應國家污染氣體排放標準,重視脫硫脫硝系統的平穩性及經濟效益,2017年,中控技術推出脫硫脫硝優化控制解決方案,為用戶提供了穩定的氮氧化物及二氧化硫排放控制策略,大幅減少脫硫脫硝劑的使用量;2018年,中控技術推出機爐協調控制解決方案,通過能量平衡燃燒控制算法分析母管壓力,調節鍋爐工作節奏,避免熱量浪費及"搶負荷"現象。
多年來,中控技術鍋爐燃燒優化控制團隊致力于減輕人員操作強度,提升自動投運率,為電廠提供更高的控制精度,實現鍋爐設備運行平穩。在不斷提升蒸汽品質,減少氮氧化物及二氧化硫排放的同時,響應國家雙碳排放政策,助推工業企業加速駛向"碳中和"。
鍋爐燃燒優化控制系統在投入后帶來的效益
■ 在人員健康及工作中,在工況正常、設備滿足要求的前提下,系統自動投運率達到95%以上。
■ 在鍋爐運行平穩性方面,鍋爐運行核心指標鍋爐負荷、主汽溫度、煙氧含量、床層溫度、床層壓差等靜態特性大幅提升,平均波動幅度減少30%以上。
■ 在鍋爐密封性良好,確保煙氣不反串的情況下,提高爐膛壓力,實現鍋爐微正壓運行,對降低排煙熱損失大有裨益,幫助提高循環流化床的運行經濟性。
■ 通過系統優化功能可實現系統最佳指標匹配,對提高鍋爐效率、降低系統煤耗大有裨益,預計降低綜合噸汽煤耗1%~1.5%以上。
■ 通過系統優化功能,在控制精度提升的基礎上實現"卡邊控制",預計還原劑用量可得到有效減少5%以上,有效降低環保成本,為企業創造經濟效益。
■ 在能源節省方面,在控制精度提升的基礎上實現"卡邊控制",通過控制與操作優化手段提升裝置的能量利用率,風機(變頻)等關鍵設備的用電量預計將得到降低約5%。
■ 在鍋爐燃燒優化系統的持續優化下,對鍋爐中各類設備如風機、排渣機、給煤機等,穩定的操作和參數曲線能夠很大程度地避免沖刷、腐蝕、沉積、結焦、堵塞等現象的發生,減少NOx、SO2及脫硫脫硝劑逃逸對設備及管道的腐蝕,延長設備使用壽命。
|典型案例|
中控技術鍋爐燃燒優化系統較早一批投入使用的安徽某公司,投運驗收后距今已實現7年的長周期穩定運行,其現場現場3臺130t/h循環流化床鍋爐在實現鍋爐燃燒優化系統改造后,經反平衡計算,實現系統煤耗下降1.09%,全年標煤煤耗約為25萬噸,節省標煤約2725噸/年,保守估計已實現降低碳排放57萬噸。
在某鋁業公司,現場440t/h循環流化床鍋爐完成鍋爐燃燒優化系統實施后,實現自動投運率達到98.61%,主汽溫度、主汽壓力、煙氧含量等主要工藝指標平均波動幅度的自動較手動平均下降59.94%。據IPCC數據庫碳含量及CO2排放因子計算,保守估計降低碳排放1.5萬噸/年。
中控技術將自始至終秉承"為客戶創造價值"的價值觀,不斷持續踐行自身的"低碳"責任,努力通過科技創新賦能工業企業實現可持續發展目標。