熱工自動控制在發電廠節能減排中的作用

趙春慶

摘要：能源問題已經成為制約全球工業行業發展的瓶頸，節能減排工作成為迫在眉睫、急需落實的問題之一。各火力發電廠對節能減排工作越來越重視，節能減排不僅可以降低生產成本，提高企業的經濟效益，同時可節約能源，減少環境污染。鍋爐、汽輪機及其附屬設備與系統的各類能耗指標是火電機組節能減排關注重點，此外，機組的自動控制，對機組煤耗影響也比較大，通過優化控制和準確測量參數，能為火電廠節能減排作出較大的貢獻，為企業創造很大的效益。

關鍵詞：發電廠；熱工自動控制；技術應用

火電廠熱工自動化作為一種自動控制技術，其融合了熱能工程技術、計算機信息技術以及智能儀表儀器等相關技術，可實現對火電廠生產過程的各類參數進行實時監控。這一技術的運用，將有助于提高該行業的生產效率，提高企業利潤，有效降低人力物力成本，實現火電企業的現代化革新與可持續發展。

1熱工自動化技術的應用

1.1 DCS

DCS是熱工自動化技術的主要代表，其在火力發電廠中具備成熟的應用經驗。DCS控制的主要條件是計算機局域網，在此基礎上控制發電機組，形成網絡化的控制系統。DCS系統中處理器的數量非常多，用于為火力發電廠提供到位的控制，消除系統缺陷的影響，即使一個處理器出現問題，也不會影響DCS系統的實際應用。DCS系統能夠控制火力發電廠的建設規模，在很大程度上控制電纜的使用量，不需要投入過多的設備、元件。在DCS系統的支持下，可提高熱工自動化技術的經濟效益。

1.2自動控制

熱工自動化技術的自動化控制用于管控火力發電廠中的調節系統，比如溫度、燃燒等，促使火力發電廠具備自動控制的特點。以某火力發電廠為例，該火力發電廠充分發揮了熱工自動化技術的優勢，將自動控制應用到了3個系統模塊中：汽包水位系統。根據火力發電廠的電量負荷狀態，調節單沖、三沖量，最主要的是實現自動化的調節，體現熱工自動技術在火力發電廠中的控制優勢。燃燒系統。重點控制爐膛內的壓力和火電廠運行中的送風量，無論是增加電量，還是減少負荷，都應按照自動控制的方式進行，并遵循熱工自動技術的要求。主汽壓力系統。自動控制應用在水溫調節方面，可實現主汽溫度的調節。熱工自動化技術主汽壓力自動控制方面引入了模糊控制方法，提高了主汽的調節能力。

2影響發電廠機組煤耗的因素分析

2.1汽輪機能耗指標

汽輪機是發電機的主要動力來源系統，在發電機的整體機構中占有重要位置，但也是能源消耗中，消耗較大的電力消耗源，由于汽輪機主要依靠氣壓而進行驅動，熱量氣流與氣壓均對汽輪機產生影響，其中通流效率、回熱效率及冷端效率，對汽輪機的功率影響較大，在汽輪機能耗方面，真空度與加熱系統的基本效率，是系統能耗的最主要影響因素。

2.2廠用電指標

機組廠用電指標主要是指廠用電率，影響廠用電率的主要輔機有引風機、送風機、一次風機、排粉機、磨煤機、二次風機、給水泵、凝結水泵、脫硫循環泵、脫硫磨機、流化風機、脫硝稀釋風機等。廠用電率雖然不影響發電煤耗，但直接關系到火力發電廠供電煤耗的高低，廠用電率越小，供電煤耗越小。

2.3鍋爐能耗指標

鍋爐能耗指標在某些方面影響到鍋爐的整體效能，煤在鍋爐內經過長期的化學反應，熱量急劇增加，使結構組織產生縫隙，最終被分解，整個過程期間所消耗的能源，即是鍋爐能耗指標的主要標準。鍋爐的能耗指標受到多個因素的影響，其中鍋爐的基本燃燒效率、煤炭的質量、隔熱能的損失與排煙度等，均對鍋爐的能耗構成影響，在諸多的影響因素中，煤炭的燃燒質量尤為重要，在能耗方面影響巨大。

3自動控制對機組煤耗的控制措施分析

3.1主汽壓力自動

通常機組在負荷較低、煤質較差時主汽壓力波動較大，影響機組帶負荷能力，也影響機組自動滑壓運行的投入。機組采用滑壓運行方式時，主汽壓力的滑壓設定值較理論值偏小，因此，主汽壓力對機組的供電煤耗稍有影響，但是，采用滑壓運行方式極大地提高了整個機組的經濟性，汽壓自動投入滑壓運行有利于節能。對于660MW超超臨界機組主汽壓力每變化1MPa分別影響煤耗0.33g/kW·h；對協調控制策略和參數進行精細的調整，合理確定滑參數運行區域的閥門開度和方式，優化主汽壓力與高壓調節汽閥開度，提高機組運行的經濟性。

3.2氣溫自控

機組在負荷較低、煤質較差時主汽溫度的波動較大，不利于機組安全、經濟運行，影響機組節能減排。對于660MW超超臨界機組主汽溫度每變化10℃分別影響煤耗1 05g/kW·h；再熱汽溫度每變化10℃分別影響煤耗0.8g/kW·h。根據機組鍋爐的燃燒特性設計汽溫自動控制策略、優化控制參數，提高汽溫自動調節品質。汽溫穩定以后，可適當提高溫度設定值運行，對于660MW超超臨界機組如果平均主汽溫提高4℃，煤耗可以降低0.4g/kW·h左右。再熱汽溫的調整特性不是很好，主要是燃燒器擺角難以投自動、煙氣擋板調節性能比較差。當負荷比較高時，需要用再熱器事故減溫水參與調整才能保證再熱汽溫度不超標。再熱器事故減溫水的使用對供電煤耗的影響很大，再熱汽減溫水每增加lt/h，機組供電煤耗將升高0.2g/kW·h左右。

3.3輔機變頻改造

輔機變頻改造主要是針對風機及水泵的改造，由于電機機組功率的不同，所產生的電能也不盡相同，但風機與水泵的耗能卻始終如一，因此構成了不必要的浪費。對風機與水泵的內部變頻頻率進行改造，通過降低電壓，控制水泵與風機的電壓使用總量，進一步做到對電量使用的限制。

4結語

總之，火電廠機組節能減排、降非停是火電廠最重視的工作，節能減排工作不僅僅是鍋爐、汽機專業的任務，熱控專業也應站在節能減排的高度，做好系統自動調節等控制優化以及電廠入爐煤計量、節能指標計算用熱工主要參數的準確測量等工作，為火電廠節能減排作出應有的貢獻。