淺談節(jié)能減排中檢測(cè)儀表與控制技術(shù)的優(yōu)化

許明嘯

摘 要：隨著工業(yè)生產(chǎn)大型化與自動(dòng)化水平的提升，儀器儀表和控制體系在確保生產(chǎn)過程中的安全性與經(jīng)濟(jì)性所產(chǎn)生的關(guān)鍵性作用愈來愈顯著。商品品質(zhì)的好壞、加工經(jīng)過中材料與能源的運(yùn)用效率等也在很大程度上取決于經(jīng)過中檢測(cè)儀表和控制體系選擇的合理性、運(yùn)轉(zhuǎn)的正確和牢靠性。發(fā)電廠當(dāng)中，檢測(cè)儀表被稱作是機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的耳朵和眼睛，控制體系被稱作是頭腦和手腳，形象地說明了它們?cè)陔娏ιa(chǎn)經(jīng)過當(dāng)中的關(guān)鍵性。本文重點(diǎn)說明了節(jié)能減排觀念下發(fā)電廠檢測(cè)儀表的研究與應(yīng)用及怎樣完善控制體系，實(shí)現(xiàn)電廠的節(jié)能目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；檢測(cè)儀表；優(yōu)化應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

發(fā)電廠是一個(gè)能源消耗非常大的工廠，同時(shí)也是一個(gè)再次生產(chǎn)能源的工廠，一個(gè)30萬kW的普通發(fā)電廠一天最少也要損耗燃煤4000噸，提升發(fā)電廠的能源使用效率，減少煤炭的損耗，保證發(fā)電質(zhì)量，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)來說擁有非常重大的意義，也是電力工業(yè)一貫的方針。近幾年，伴隨著工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)展，能源、電力工業(yè)也非常緊張，提升發(fā)電廠的能源使用效率不但是長(zhǎng)久之計(jì)，更是燃眉之急。檢測(cè)儀表和控制技術(shù)已經(jīng)在發(fā)電廠當(dāng)中被快速應(yīng)用并且在持續(xù)完善，而且已經(jīng)獲得了非常突顯的節(jié)能效果。

一、檢測(cè)儀表與控制技術(shù)的重要性

現(xiàn)在中國(guó)基本是以火力發(fā)電為主的，它的工作介質(zhì)就是高溫和高壓（540℃左右，10MPa以上）的過熱蒸汽，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是每分鐘3000轉(zhuǎn)，要是高速旋轉(zhuǎn)，就一定要維持每個(gè)參數(shù)每時(shí)每刻都要精確與穩(wěn)定，只有這樣才能夠確保生產(chǎn)的安全與發(fā)電質(zhì)量，要是沒有精確牢靠的監(jiān)測(cè)儀表與控制體系，要想維持機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)是不可能的，一個(gè)10萬kW容量的機(jī)組，大致需要500個(gè)監(jiān)測(cè)儀表來勘測(cè)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中的每個(gè)參數(shù)，發(fā)電機(jī)組容量也會(huì)越大，因此檢測(cè)儀表和控制體系占有非常重要的作用。

二、節(jié)能減排中檢測(cè)儀表的研究與應(yīng)用

我們所說的“節(jié)能”其實(shí)就是經(jīng)過有效的抑制，讓生產(chǎn)設(shè)備處在最好的狀態(tài)中運(yùn)轉(zhuǎn)，用最少的能源消耗完成商品的生產(chǎn)。

1.流量檢測(cè)儀表的研究與應(yīng)用

每個(gè)熱能動(dòng)力設(shè)施的成功抑制，首先與必須的條件就是精準(zhǔn)的“在線”檢測(cè)與抑制進(jìn)到設(shè)施的工質(zhì)流量，來讓其輸進(jìn)和輸出能夠每時(shí)每刻都能夠均衡，設(shè)施才會(huì)在最好的狀態(tài)中運(yùn)轉(zhuǎn)。所以完善的檢測(cè)儀表，尤其是流量?jī)x表和其控制體系，在節(jié)省能源與治理當(dāng)中擁有非常重要的效用。在熱工檢測(cè)訊號(hào)當(dāng)中，流量訊號(hào)不但數(shù)量大覆蓋面廣泛，而且還是直接觸及機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和其評(píng)估的主要數(shù)據(jù)。在發(fā)電廠生產(chǎn)經(jīng)過當(dāng)中，汽、氣、水、油、煤等每個(gè)流體的流量，都必須要進(jìn)行勘測(cè)與抑制，精準(zhǔn)的實(shí)行流量勘測(cè)并成功的抑制是發(fā)電機(jī)組維持最好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的主要條件，所以提升流量訊號(hào)的精準(zhǔn)性是電力單位非常重視的。

因?yàn)榱髁靠睖y(cè)的精準(zhǔn)性和被勘測(cè)流體的特性及流動(dòng)形態(tài)等要素相關(guān)，因此沒有任何一種勘測(cè)形式或者是流量計(jì)對(duì)于每一種流體和流動(dòng)狀況都可以適應(yīng)。不一樣的勘測(cè)形式與儀表構(gòu)造順應(yīng)不一樣的流體與流動(dòng)形態(tài)。所以一定要依照詳細(xì)的流體特性和管道狀況來選取流量檢測(cè)形式或者儀表，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能檢測(cè)的目的。這同樣也是流量檢測(cè)和其余熱工參數(shù)不一樣的地方，提升流量訊號(hào)的精準(zhǔn)性，跟其余熱工訊號(hào)相比會(huì)更加困難。

2.差壓流量計(jì)

一直以來，因?yàn)槿鄙俜椒?，?duì)于每個(gè)工質(zhì)的流量勘測(cè)大多選用的是接觸式檢測(cè)形式（被測(cè)流體和訊號(hào)檢測(cè)傳感器直接接觸形成訊號(hào)）并且也已經(jīng)習(xí)慣了運(yùn)用差壓式流量計(jì)。差壓式流量計(jì)雖然通用性非常強(qiáng)，運(yùn)用時(shí)間也比較悠久，但是壓力損耗也非常大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)產(chǎn)生非常大的能量損耗。在能源短缺的狀況下，選用新的勘測(cè)技術(shù)，依照不一樣的工質(zhì)與勘測(cè)條件，科學(xué)的選擇能源損耗少或者是沒有損耗的流量勘測(cè)形式，縮減訊號(hào)檢測(cè)原件帶給的能源損耗，是完成“節(jié)能挖潛”最為直接的辦法。

現(xiàn)在在節(jié)能減排方針的引導(dǎo)下，發(fā)電廠近幾年在對(duì)測(cè)流技術(shù)上持續(xù)的往節(jié)能化方向研究與應(yīng)用層面也邁出了非常大的一步。比如，近幾年為了縮減節(jié)流損耗，選用汽輪發(fā)電機(jī)第一速度級(jí)壓力溫度訊號(hào)通過流量數(shù)學(xué)模型的推演，當(dāng)做汽輪機(jī)進(jìn)汽流量訊號(hào)，對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)汽量實(shí)行了抑制，撤銷了汽輪機(jī)進(jìn)汽管道的節(jié)流式差壓流量計(jì)，這樣不但減少了過熱蒸汽管道的節(jié)流損耗，還縮減了儀表保養(yǎng)、維修的工作量；鉆研運(yùn)用聲學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相聯(lián)合，研發(fā)飛接觸式超聲波流量計(jì)，處置常規(guī)儀表很難勘測(cè)的發(fā)電燃料用粘滯油的流量勘測(cè)，并且還獲取了國(guó)家專利。

三、節(jié)能減排中控制技術(shù)的應(yīng)用

1.傳統(tǒng)控制技術(shù)

傳統(tǒng)的控制技術(shù)重點(diǎn)是著眼于盡可能縮減被控制參數(shù)和給定值間的差距，但是伴隨工業(yè)設(shè)施大型化，生產(chǎn)經(jīng)過繁瑣化，這樣的控制觀念也無法順應(yīng)維持設(shè)施最好狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)的需求。比如對(duì)于火力發(fā)電廠，要想經(jīng)過抑制提升其運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，就一定要用機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的熱力學(xué)來當(dāng)作根本，設(shè)計(jì)出“節(jié)能控制體系”，這個(gè)體系不但能夠順應(yīng)機(jī)組不一樣工況的運(yùn)轉(zhuǎn)需求，還能讓整個(gè)抑制經(jīng)過都能盡可能地節(jié)省能源。

2.先進(jìn)控制技術(shù)

現(xiàn)在大型發(fā)電機(jī)組推行運(yùn)用滑參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)，它的施行就是選用節(jié)能控制體系。節(jié)能控制體系的運(yùn)轉(zhuǎn)原則就是，確保在所有調(diào)整經(jīng)過當(dāng)中盡量縮減生產(chǎn)步驟的能源損耗。比如在流量調(diào)整的時(shí)候控制體系的設(shè)計(jì)通常是維持多個(gè)閥門都打開的狀態(tài)中，僅準(zhǔn)許少量閥門用來調(diào)整，盡可能的縮減節(jié)流損耗。又比如對(duì)于滑參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)組，低負(fù)荷的時(shí)候不選用關(guān)閉小汽輪機(jī)進(jìn)汽閥，而是選用減少鍋爐壓力來順應(yīng)負(fù)荷的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而克服了經(jīng)常選用的定壓運(yùn)轉(zhuǎn)控制體系形成的節(jié)流損耗。

對(duì)于每個(gè)熱力設(shè)施、不管是鍋爐還是燃?xì)廨啓C(jī)，都是運(yùn)用燃料燃燒經(jīng)過當(dāng)中形成的熱量來當(dāng)作能源來工作的。為了可以確保燃料燃燒，就一定要提供充足的空氣，但是又必須要防止空氣過多產(chǎn)生燃燒時(shí)候火焰溫度降低與熱量損耗增多，所以燃料流量和空氣流量一定要配合好。為了能夠設(shè)計(jì)出最好燃燒經(jīng)過的控制體系，一定要依照燃料和其燃燒體系的特征來選取參加燃燒的每個(gè)工質(zhì)的參數(shù)檢測(cè)辦法和控制方案。對(duì)于選用再循環(huán)體系的燃油電廠，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)運(yùn)用的油量并不是供油管的供油流量，而一定要縮減油泵的再循環(huán)流量。

還有不能忽視燃油噴燃器霧化所運(yùn)用的蒸汽流量。其應(yīng)該隨著燃燒速度依照比例進(jìn)行抑制。對(duì)于燒煤粉的鍋爐來說，煤粉流量訊號(hào)的科學(xué)選取非常關(guān)鍵，要是抑制煤的流量訊號(hào)來自磨煤機(jī)負(fù)荷，那么設(shè)計(jì)控制體系的時(shí)候，對(duì)于單元運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)組，一定要思考到煤流量轉(zhuǎn)變和燃燒速度的時(shí)滯，所以一定要了解磨煤機(jī)的特征要是磨煤機(jī)時(shí)滯比較短的話，可以選用流量抑制回路中加相同效用時(shí)滯單元的方式進(jìn)行補(bǔ)償；要是時(shí)滯比較長(zhǎng)或者是中間粉倉式運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)組，那就需要抑制傳送煤粉的一次風(fēng)流量來測(cè)算煤粉流量，來確保燃燒經(jīng)過對(duì)于燃料需要的實(shí)時(shí)反應(yīng)。正如上面所說，對(duì)于燃煤電廠來說，研發(fā)風(fēng)粉管路煤粉品質(zhì)流量計(jì)，能夠簡(jiǎn)化燃燒節(jié)能控制體系的構(gòu)造，并且對(duì)于提升運(yùn)轉(zhuǎn)的牢靠性也是非常有利的。

結(jié)語

結(jié)合上面所說，控制體系的施行與完備和工質(zhì)的流量訊號(hào)檢測(cè)和控制，與被控對(duì)象的運(yùn)轉(zhuǎn)特征密切相關(guān)。伴隨電子技術(shù)的進(jìn)展，流量訊號(hào)檢測(cè)技術(shù)持續(xù)提升，用微處理器當(dāng)作根本的數(shù)字控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中被普遍運(yùn)用。發(fā)電廠檢測(cè)儀表和控制體系也會(huì)持續(xù)完善，逐漸完成發(fā)電廠最大程度的提升能源運(yùn)用效率，給中國(guó)節(jié)能減排做出了非常大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙洪偉，范義春，王孝偉，等.優(yōu)化控制系統(tǒng)在發(fā)電廠燃?xì)忮仩t上的技術(shù)應(yīng)用[J].通用機(jī)械，2017（2）：24-26+28.endprint