热工自动控制在发电厂节能减排中的作用

赵春庆

摘要：能源问题已经成为制约全球工业行业发展的瓶颈，节能减排工作成为迫在眉睫、急需落实的问题之一。各火力发电厂对节能减排工作越来越重视，节能减排不仅可以降低生产成本，提高企业的经济效益，同时可节约能源，减少环境污染。锅炉、汽轮机及其附属设备与系统的各类能耗指标是火电机组节能减排关注重点，此外，机组的自动控制，对机组煤耗影响也比较大，通过优化控制和准确测量参数，能为火电厂节能减排作出较大的贡献，为企业创造很大的效益。

关键词：发电厂；热工自动控制；技术应用

火电厂热工自动化作为一种自动控制技术，其融合了热能工程技术、计算机信息技术以及智能仪表仪器等相关技术，可实现对火电厂生产过程的各类参数进行实时监控。这一技术的运用，将有助于提高该行业的生产效率，提高企业利润，有效降低人力物力成本，實现火电企业的现代化革新与可持续发展。

1热工自动化技术的应用

1.1 DCS

DCS是热工自动化技术的主要代表，其在火力发电厂中具备成熟的应用经验。DCS控制的主要条件是计算机局域网，在此基础上控制发电机组，形成网络化的控制系统。DCS系统中处理器的数量非常多，用于为火力发电厂提供到位的控制，消除系统缺陷的影响，即使一个处理器出现问题，也不会影响DCS系统的实际应用。DCS系统能够控制火力发电厂的建设规模，在很大程度上控制电缆的使用量，不需要投入过多的设备、元件。在DCS系统的支持下，可提高热工自动化技术的经济效益。

1.2自动控制

热工自动化技术的自动化控制用于管控火力发电厂中的调节系统，比如温度、燃烧等，促使火力发电厂具备自动控制的特点。以某火力发电厂为例，该火力发电厂充分发挥了热工自动化技术的优势，将自动控制应用到了3个系统模块中：汽包水位系统。根据火力发电厂的电量负荷状态，调节单冲、三冲量，最主要的是实现自动化的调节，体现热工自动技术在火力发电厂中的控制优势。燃烧系统。重点控制炉膛内的压力和火电厂运行中的送风量，无论是增加电量，还是减少负荷，都应按照自动控制的方式进行，并遵循热工自动技术的要求。主汽压力系统。自动控制应用在水温调节方面，可实现主汽温度的调节。热工自动化技术主汽压力自动控制方面引入了模糊控制方法，提高了主汽的调节能力。

2影响发电厂机组煤耗的因素分析

2.1汽轮机能耗指标

汽轮机是发电机的主要动力来源系统，在发电机的整体机构中占有重要位置，但也是能源消耗中，消耗较大的电力消耗源，由于汽轮机主要依靠气压而进行驱动，热量气流与气压均对汽轮机产生影响，其中通流效率、回热效率及冷端效率，对汽轮机的功率影响较大，在汽轮机能耗方面，真空度与加热系统的基本效率，是系统能耗的最主要影响因素。

2.2厂用电指标

机组厂用电指标主要是指厂用电率，影响厂用电率的主要辅机有引风机、送风机、一次风机、排粉机、磨煤机、二次风机、给水泵、凝结水泵、脱硫循环泵、脱硫磨机、流化风机、脱硝稀释风机等。厂用电率虽然不影响发电煤耗，但直接关系到火力发电厂供电煤耗的高低，厂用电率越小，供电煤耗越小。

2.3锅炉能耗指标

锅炉能耗指标在某些方面影响到锅炉的整体效能，煤在锅炉内经过长期的化学反应，热量急剧增加，使结构组织产生缝隙，最终被分解，整个过程期间所消耗的能源，即是锅炉能耗指标的主要标准。锅炉的能耗指标受到多个因素的影响，其中锅炉的基本燃烧效率、煤炭的质量、隔热能的损失与排烟度等，均对锅炉的能耗构成影响，在诸多的影响因素中，煤炭的燃烧质量尤为重要，在能耗方面影响巨大。

3自动控制对机组煤耗的控制措施分析

3.1主汽压力自动

通常机组在负荷较低、煤质较差时主汽压力波动较大，影响机组带负荷能力，也影响机组自动滑压运行的投入。机组采用滑压运行方式时，主汽压力的滑压设定值较理论值偏小，因此，主汽压力对机组的供电煤耗稍有影响，但是，采用滑压运行方式极大地提高了整个机组的经济性，汽压自动投入滑压运行有利于节能。对于660MW超超临界机组主汽压力每变化1MPa分别影响煤耗0.33g/kW·h；对协调控制策略和参数进行精细的调整，合理确定滑参数运行区域的阀门开度和方式，优化主汽压力与高压调节汽阀开度，提高机组运行的经济性。

3.2气温自控

机组在负荷较低、煤质较差时主汽温度的波动较大，不利于机组安全、经济运行，影响机组节能减排。对于660MW超超临界机组主汽温度每变化10℃分别影响煤耗1 05g/kW·h；再热汽温度每变化10℃分别影响煤耗0.8g/kW·h。根据机组锅炉的燃烧特性设计汽温自动控制策略、优化控制参数，提高汽温自动调节品质。汽温稳定以后，可适当提高温度设定值运行，对于660MW超超临界机组如果平均主汽温提高4℃，煤耗可以降低0.4g/kW·h左右。再热汽温的调整特性不是很好，主要是燃烧器摆角难以投自动、烟气挡板调节性能比较差。当负荷比较高时，需要用再热器事故减温水参与调整才能保证再热汽温度不超标。再热器事故减温水的使用对供电煤耗的影响很大，再热汽减温水每增加lt/h，机组供电煤耗将升高0.2g/kW·h左右。

3.3辅机变频改造

辅机变频改造主要是针对风机及水泵的改造，由于电机机组功率的不同，所产生的电能也不尽相同，但风机与水泵的耗能却始终如一，因此构成了不必要的浪费。对风机与水泵的内部变频频率进行改造，通过降低电压，控制水泵与风机的电压使用总量，进一步做到对电量使用的限制。

4结语

总之，火电厂机组节能减排、降非停是火电厂最重视的工作，节能减排工作不仅仅是锅炉、汽机专业的任务，热控专业也应站在节能减排的高度，做好系统自动调节等控制优化以及电厂入炉煤计量、节能指标计算用热工主要参数的准确测量等工作，为火电厂节能减排作出应有的贡献。