基于節能減排理念的 火電廠熱工自動化設計及運用研究

趙智慧，趙娜

（北方聯合電力有限責任公司達拉特發電廠，內蒙古 鄂爾多斯 014300）

節能減排理念在火電廠熱工自動化設計中的全面運用，可以有效地幫助火電廠企業減少能源的消耗和資金成本。因此，火電廠熱工自動化設計研究過程中，需要與節能減排理念進行全面的結合，既滿足火電廠熱工自動化設計需求，也能對設計成本加以控制，為提升火電廠自身的經濟效益奠定了礎。

1 我國火電廠熱工自動化系統發展現狀

1.1 熱工自動化系統的具體功能

熱工自動化系統功能主要包含了以下幾方面。首先，可以對各項數據信息進行收集與分析。該功能主要就是對火電廠熱工生產與轉換之間進行檢測，并且在儀器運轉的過程中，對儀器各項數據進行收集，從而對數據進行分析，確保儀器設備運行的穩定性，而且一旦在生產的過程中出現問題，儀器也會自動發出警示，工作人員能夠通過數據分析，對產品進行檢測，并對生產效率進行控制，為相關工作人員提供操作便利。其次，模擬量調節功能。該功能主要對汽包水位進行調節、對主汽溫度、風量進行控制，可以有效滿足火電廠機組運行需求，對各項設備運行數據進行調控，發揮出熱工自動化技術的優勢。再次，順序控制功能。該功能在火電廠熱工自動化運行中，可以對各項設備進行統一化管理，在順序控制功能的作用下，可以對各項設備開關、關閉順序進行有序的調整，加強機組運行效率。最后，鍋爐安全檢測功能。該功能主要就是確保鍋爐運轉的安全，并對鍋爐運轉的全過程進行實時監控，確保鍋爐的正常運行

1.2 熱工自動化系統的特征

熱工自動化系統在實際的應用過程中分為不同結構，需要根據不同的實際需求，合理分配不同的功能，同時這也需要通過利用專門的軟件系統，對熱工自動化系統特點進行分析。首先，硬件搭建。一般熱自動化系統結構主要以模塊化硬件組裝為主，在系統中通過利用添加或者刪除功能，對模塊功能加以決定，同時不干擾系統的完整性。其次，由于整體系統中的各項軟件都是單元化的，使得熱工自動化系統中存在多種軟件單元，在制作中節約了一部分時間。最后是絡的通用性。在網絡的作用下，數據傳輸速度有了一定的提升，而且實現了資源共享。

2 火電廠熱工自動化優化設計

2.1 控制軟件的應用

通過長期對火電廠熱工自動化設計進行研究，利用神經網絡模型對過熱器出口溫度進行預測的過程中，比一般串級控制階躍響應速度快2以上，而在使用超調量后，其階躍響應速度要比常規串級控制階躍響應速度快1/3在使用其余的算法對軟件進行控制的過程中，可以采用非線性協調或者模糊算法等，對火電廠熱功率系統以及循環流化床鍋爐性能等，進行計算分析。除此之外，還可以通過利用傳統的比例以及微積分控制,對火電廠熱工控制設計進行優化，提升火電廠各項機組運行的效率，提升火電廠經濟利益。另外，在火電廠熱工設計的過程中，設計人員需要具備良好的科學設計觀念，在控制系統中可以通過利用現代化算法控制軟件，對系統的調試以及運行進行全面的調整。

2.2 負荷經濟分配的實行

隨著我國科學技術水平的提升，電廠、網絡分離等新方式在火電廠熱工設計中得到了運用，在電網調度的過程中，需要對自動發電控制命令進行轉化，形成獨立發電公司的實時負荷命令。同時，還能夠有效地將火電廠運行過程中所產生的負荷分配到不同的機組當中，促使火電機組發電控制能夠與經濟運行實行鏈接，并且根據電網具體的運行情況，對運行負荷進行全面的分配，其中就包含了廠級監測信息系統，也被稱之為SIS。通過對火電廠各項機組運行數據的分析，能夠得到機組運行負荷的曲線圖，在對火電廠熱工進行前期設計的過程中，需要對廠級監控系統的總體功能加以優化，并結合管理信息系統功能，實現廠級監控系統，并全面發揮出管理信息系統的功能，這種方式可以有效減少設計成本，滿足火電廠調配需求，實現信息管理的功能的同時，還能夠對能源消耗和污染排放進行控制。

3 節能減排理念在火電廠熱工自動化系統中的應用

3.1 微油點火技術

微油點火技術系統主要是由煤粉燃燒器、高能氣化油槍、燃油系統以及高壓風系統等構成。微油量高能氣化油槍在燃燒后所形成的火焰，在煤粉燃燒器中，形成梯度的局部高溫火核，煤粉顆粒在高溫火核的作用下，溫度會急速升高，并逐漸地破碎粉裂，并且煤粉顆粒會釋放出發亮的揮發粉，迅速燃燒，隨后已經燃燒的濃相煤粉在二次室內，會與稀相煤粉進行混合點燃，實現煤粉分級燃燒，從而達到煤粉燃燒的目的，滿足鍋爐啟動以及關閉的低負荷穩定燃燒。微油槍通過利用多級無話旋流式，燃油在具備加熱、蒸發的原理后，通過加熱升溫，采用壓縮空氣實現旋轉氣流，超細霧化，從而全面實現充分燃燒，在油燃燒室內，高溫火核的溫度可以達到1500～2000℃，在一級燃燒室內就可以將點燃濃相煤粉進行點燃，加強霧化油流在燃燒過程中的擾動，同時，采用分級低壓強制配風中，在參與點燃工作前，油燃燒鍋爐筒壁內會形成完整的氣膜保護層，將燃燒筒進行冷卻，雖然火焰溫度會極高，不過對燃燒器筒壁不會造成任何影響，而且能夠提升微油槍的使用壽命，為火電廠熱工自動化技術的穩定實施奠定了良好的基礎。

3.2 單元機組控制與脫硝、脫硫的融合

目前，許多的火電廠熱工設計中，為了滿足節能減排的需求，一般都會采用煙氣石灰石濕法脫硫。在火電廠熱工傳統的脫硫控制裝置中，該裝置與主系統控制裝置分開進行控制，而且二者之間在進行數據傳輸的過程中，都是依靠硬接線進行傳輸，由于硬接線在系統中數量較少，很容易造成數據信息不準確，導致操作無法受到保護以及系統無法聯動控制。在當前節能減排的理念下，火電廠熱工污染以及能源消耗問題受到了社會的廣泛關注，為了能夠盡快解決污染問題以及能源消耗問題，需要促使脫硫與機組共同進行操作實施，完成同步。同時，在整個系統設計過程中，可以將旁路擋板以及煙氣脫硫系統進行拆除，換成交換器、增壓風機，實現鍋爐控制，并且脫硫系統能夠與鍋爐系統進行結合，從而減少污染排放。

3.3 規范編制技術

火電廠在科學技術運用不斷的推動下，變頻技術實現了完善，火電廠熱工自動化也逐漸采用了現代變頻技術，這也是火力發電中不可缺少的組成部分之一，在對規范編制技術進行使用的過程中，可以將變頻器運用到各種機組當中，使得機組在運行的過程中，能夠起到良好的節能效果。

圖1 輸出轉速比

通過對圖1輸出轉速比進行分析，在A點，需要對電動機的額定轉速加以控制，而且在A點中，可以對調速效率進行對比，二者之間在額定的轉速作用下，其轉速效率差距并不顯著，但是隨著轉速的降低，變頻調速優勢也在其中全面的體現了出來。液力耦合器在運行的過程中，會隨著轉速的降低導致運行效率降低，在變頻調速的作用下，電動機運行轉速在超出0.2后，電動機運行效率則一直維持在95%左右。因此，在火電廠熱工設計中，需要利用一些變頻設備作為輔助，并在操作的過程中，對火電廠熱工實施的可行性進行推廣，從而體現出編制技術的規范性。

4 結語

在我國火電廠熱工自動化設計的過程中，融入節能減排理念，可以有效滿足我國可持續發展戰略的需求，通過科學有效的設計，不僅能夠有效地提升火電廠熱工自動化效率，而且能夠減少能源的消耗，以及減少能源消耗對周圍環境的污染。節能減排理念在火電廠熱工自動化設計中加以融入，能夠為火電廠創造更多的經濟效益，提升火電廠企業在市場中的地位，全面促進火電廠的發展。