熱工自動控制系統在火電機組節能降耗中的運用

高峰+于海+王沖

摘 要：熱工自動控制系統是火電廠的重要組成部分，具有自動檢測、遠程控制、自動保護、自動調節等功能，對于火電廠的自動化管理發揮了不容忽視的作用。文章將對影響火電機組能耗的關鍵因素加以分析，并論述熱工自動控制系統在火電機組節能降耗中的具體應用，以期提高能源利用率，降低火電機組能耗，保障火電廠的經濟效益。

關鍵詞：熱工自動控制系統；火電機組；節能降耗

眾所周知，電能是我國主要的能源之一，各種機械設備的運轉和家用電器的使用都離不開電能，火電廠作為電力生產和運輸的主要場所，能夠提供充足的電能，保證人們生產和生活的連續性和穩定性。然而在火電機組運行過程中各個結構上會產生大量的能耗，熱損失現象十分嚴重，供電效率普遍偏低，對火電廠的發展造成了一定的阻礙。為了解決火電機組的能耗問題，必須從熱工自動控制系統入手，采取行之有效的節能降耗措施，減少因能耗問題引起的經濟損失，以達到節約電力生產成本，擴大火電廠經濟效益和社會效益的根本目標。

1 火電機組能耗的影響因素分析

火電機組能耗與煤耗之間有著密切的聯系，通常情況下能耗問題也可以認為是煤耗問題。由于煤耗是一項綜合性指標，影響因素眾多，煤炭種類、火電機組的參數和實際運行情況都會影響到煤耗，使煤耗的設計值和真實值之間出現偏差。通過分析這兩項數值之間差異的形成原因，并制定相應的控制措施，才能取得良好的節能降耗效果，火電機組能耗問題也會得到有效的解決。

1.1 鍋爐能耗指標分析

一般來說，設備的運行效率在一定程度上可以反映設備的能耗，因此鍋爐的能耗指標即為鍋爐的效率，體現了鍋爐實際運行的情況。鍋爐能耗的影響因素主要為熱損失，如煤炭不完全燃燒的熱損失，排煙和煤渣的熱損失，鍋爐散熱損失等等，影響參數為鍋爐密閉性，煙氣含碳、含氧量以及排煙溫度。其中，排煙過程中產生的熱損失最大，其與煤炭品質和煤炭的燃燒率有關，煤炭燃燒率越高，產生的熱損失也會越小；鍋爐散熱損失的大小取決于鍋爐的密閉性，鍋爐的密閉性越好，散熱損失也會越小。所以說，鍋爐的節能降耗可以通過選擇優質煤種，提升煤炭燃燒率以及增強鍋爐密閉性來實現。

1.2 汽輪機的能耗指標分析

根據上文的分析可知，汽輪機的能耗指標為汽輪機的效率，主要包含熱端效率、冷端效率和回熱效率，影響參數為主汽壓力參數、再熱汽參數、真空度參數等。汽輪機的冷端效率占據主導地位，要想降低汽輪機能耗，就要從提高冷端效率入手，例如調節冷端設備參數，提高設備的運行效率。值得注意的是，在調節設備參數時要將汽輪機當作一個完整的系統，不能僅僅調節某一部件的運行參數，這會對其他端口的運行造成不利影響，而是要綜合考慮汽輪機的整體運行情況，對所有相關部件進行調節，這樣才能取得最為顯著的效果，促進汽輪機運行效率的全面提升。

1.3 廠用電指標的分析

火電機組的廠用電指標指的是廠用電率，與用電設備的運行效率息息相關，如磨煤機、送風機、給水泵等。雖然廠用電率對于發電煤耗產生的影響微乎其微，但是對供電煤耗的影響卻十分可觀，如果不對廠用電指標加以控制，一旦其達到一個較高的數值，那么供電煤耗也會大幅度上升，這不利于火電廠節能降耗工作的順利開展。為此，應加大廠用電指標控制力度，降低廠用電率，以減少供電煤耗。

2 熱工自動控制系統簡介

熱工自動控制系統是對火電機組進行調節和控制的重要裝置，能夠根據外界環境變化和火電機組實時的運行狀態自動的調節其運行參數，包括溫度、流量、料位、壓力等，使設備處于最佳的工作狀態。同時對其進行自動檢測和遠程監控，一旦火電機組發生運行異常和故障能夠第一時間發出警報并采取措施，對重要設備加以保護，防止事故的擴大和蔓延，挽回企業的經濟損失。熱工自動控制系統的應用極大的提高了火電機組的生產效率和能源利用率，減少了煤耗，為機組安全、可靠的運行提供了保障。

3 熱工自動控制系統在火電機組節能降耗中的應用

3.1 對鍋爐運行的煤耗影響分析

（1）對送風量的控制

控制送風量的意義在于對負荷和氧質量分數加以調節，在實行自動控制之前要進行大量的試驗，根據不同的煤量、負荷、氧質量分數繪制標準的曲線圖，對圖形加以完善和優化，直到熱損失值最低為止，此時的曲線圖代表著最佳風量，將其應用到熱工自動控制系統中即可達到節能降耗的目的。

（2）對出口溫度的控制

通常情況下，磨煤機出口溫度過高或過低都會對鍋爐運行產生負面效應，如果溫度過高，容易引起散熱損失增加，線路老化現象加快，甚至引發火災事故；如果溫度過低，容易產生堵煤情況，使得系統運行阻力增加，因燃燒不完全產生的熱損失加大。所以磨煤機出口溫度要控制在70℃以下，其控制的要點在于在制粉系統中摻入冷風，通過參考磨煤機的實際負荷與設計標準設置冷一次風量的控制參數，實現給煤量和送風量的自動調節。

3.2 對汽輪機運行的煤耗影響分析

（1）DEH系統的閥門控制方式

目前，汽輪機順序閥方式主要包括以下三種：CV3、CV4-CV1-CV2；CV1、CV2、CV3-CV4；CV1、CV2、CV3、CV4。通常來說第一種方法節能效果最好，第二種次之，第三種最差，因此火電廠往往采用了第一種方法來控制閥門流量。為了進一步提高節能降耗效果，可以設計閥門流量特性優化試驗，繪制閥門開啟順序和閥門流量曲線圖，并交由相關專家審核，經審批合格后應用到系統之中，這比傳統的閥門控制方法要有效得多。

（2）主汽壓力系統對機組煤耗影響分析

實際工作中，負荷較低、煤質較差時，機組的主汽壓力波動較大。這不利于自動滑壓運行的投入，也對機組的帶負荷能力有一定影響。而機組采用滑壓運行方式雖然在一定程度上利于節能，但主汽壓力的滑壓設定值卻較理論值偏小。因此，在機組滑壓運行時，有必要對協調控制策略和參數進行精細的控制，以便有效地降低機組的供電煤耗。

（3）汽溫自動系統對機組煤耗影響分析

主汽溫度過高或過低，均會影響機組運行的經濟性和安全性，能耗問題也會愈發嚴峻。在實際工作中，汽溫自動控制策略應根據機組鍋爐的燃燒特性進行設計，并通過自動控制策略對控制參數的優化來提高汽溫自動調節的品質，必要時可適當提高溫度設定值，會取得出乎意料的結果。以600MW超臨界機組為例，待汽溫穩定以后，在一定范圍內平均主汽溫度每提高4℃，其煤耗可以降低0.4g/（kW·h）左右。

4 結束語

熱工自動控制系統的應用顯著提高了火電機組運行的安全性和穩定性，對于節能降耗工作的開展起到了十分積極的作用。火電廠應對火電機組的能耗問題進行科學、系統的分析，針對常見的能耗影響因素制定行之有效的管控策略，同時加強監督管理，促使熱工自動控制系統真正的發揮實效，確保節能降耗工作真正的落到實處。

參考文獻

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