熱工自動(dòng)控制在發(fā)電廠節(jié)能減排中的作用

王嬌玲

摘 要：自然資源的逐步減少，使火力發(fā)電時(shí)刻受到威脅，但作為最主要的發(fā)電體，火力發(fā)電時(shí)刻肩負(fù)著重要的責(zé)任，節(jié)能減排成為維系火力發(fā)電的重要舉措，熱工自動(dòng)控制便成為火力發(fā)電廠節(jié)能減排的主要方向。因此文章就熱工自動(dòng)控制在發(fā)電廠節(jié)能減排中的作用展開探究，并總結(jié)出熱工自動(dòng)控制在發(fā)電廠節(jié)能減排中的主要作用與重要意義。

關(guān)鍵詞：熱工；自動(dòng)控制；發(fā)電廠；節(jié)能減排；作用

電能始終是市場(chǎng)需求最高的社會(huì)能源，火力發(fā)電也是電能的主要來(lái)源，但隨著能源消耗的不斷加快，可用于火力發(fā)電的能源也不斷銳減，目前節(jié)能減排成為保障火力發(fā)電長(zhǎng)期發(fā)展的主要方式。節(jié)能減排需要根據(jù)發(fā)電廠的實(shí)際情況進(jìn)行，機(jī)組功率的不同對(duì)節(jié)能減排的效果產(chǎn)生影響。輔助設(shè)備也是影響節(jié)能減排效果的主要因素，對(duì)機(jī)組與輔助設(shè)備進(jìn)行合理改造與調(diào)整，在節(jié)能減排的大背景下，尤為重要。

1 影響機(jī)組煤耗的因素分析

1.1 鍋爐能耗指標(biāo)分析

鍋爐能耗指標(biāo)在某些方面影響到鍋爐的整體效能，煤在鍋爐內(nèi)經(jīng)過長(zhǎng)期的化學(xué)反應(yīng)，熱量急劇增加，使結(jié)構(gòu)組織產(chǎn)生縫隙，最終被分解，整個(gè)過程期間所消耗的能源，即是鍋爐能耗指標(biāo)的主要標(biāo)準(zhǔn)。鍋爐的能耗指標(biāo)受到多個(gè)因素的影響，其中鍋爐的基本燃燒效率、煤炭的質(zhì)量、隔熱能的損失與排煙度等，均對(duì)鍋爐的能耗構(gòu)成影響，在諸多的影響因素中，煤炭的燃燒質(zhì)量尤為重要，在能耗方面影響巨大。

1.2 汽輪機(jī)能耗指標(biāo)分析

汽輪機(jī)是發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)恿?lái)源系統(tǒng)，在發(fā)電機(jī)的整體機(jī)構(gòu)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(jī)主要依靠氣壓而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，熱量氣流與氣壓均對(duì)汽輪機(jī)產(chǎn)生影響，其中通流效率、回?zé)嵝始袄涠诵?，?duì)汽輪機(jī)的功率影響較大，在汽輪機(jī)能耗方面，真空度與加熱系統(tǒng)的基本效率，是系統(tǒng)能耗的最主要影響因素。

1.3 廠用電指標(biāo)分析

廠用電指標(biāo)主要的根據(jù)機(jī)組的消耗而定，在機(jī)組上各類設(shè)施與系統(tǒng)，組成了機(jī)組的基本能源消耗系統(tǒng)。廠用電不直接對(duì)電力消耗產(chǎn)生影響，但卻決定了煤炭的消耗數(shù)量，送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)與磨煤機(jī)等，是機(jī)組能耗的主要來(lái)源，在原始的用電結(jié)構(gòu)體系中，給水泵、凝結(jié)水泵、脫硫循環(huán)泵是主要的能源消耗體，在對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化之后，發(fā)電功率提升，發(fā)電的側(cè)重點(diǎn)發(fā)生改變，因而能耗的主要源頭也隨之改變。

2 自動(dòng)控制對(duì)機(jī)組煤耗的影響分析

通常情況下，鍋爐、汽輪機(jī)等是能源消耗的主體，在節(jié)能減排方面，主要的減排設(shè)備也應(yīng)以鍋爐及汽輪機(jī)為主，往往對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)造成忽略。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，氣壓與電壓也可作為節(jié)能減排的主要方向，雖然自動(dòng)控制系統(tǒng)的能源消耗就紙面數(shù)據(jù)而言，不具備節(jié)能減排的可能性，但在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，仍有諸多的項(xiàng)目可作為節(jié)能減排的主體，脫硫脫硝系統(tǒng)便是可由于進(jìn)行節(jié)能減排的動(dòng)力系統(tǒng)。

2.1 主汽壓力自動(dòng)對(duì)機(jī)組煤耗的影響分析

在正常的機(jī)組負(fù)荷范圍內(nèi)，主汽壓力相對(duì)較小，并不會(huì)對(duì)機(jī)組產(chǎn)生較大影響，但在受到不確定因素影響而直到機(jī)組負(fù)荷降低時(shí)，主汽壓力便會(huì)隨之增加，同時(shí)伴有較大波動(dòng)，對(duì)自動(dòng)滑壓運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響，相對(duì)而言，主汽壓力的設(shè)置理論值相對(duì)較低，因而在產(chǎn)生負(fù)荷更變與主汽壓力波動(dòng)時(shí)，機(jī)組煤炭的消耗數(shù)量也有所提升。通常情況下，300MW的機(jī)組在臨界階段時(shí)，產(chǎn)生的氣壓變化較大，其中每降低0.1MPa的壓力，使煤炭的消耗增加0.149g/kWh，所以需要在特殊情況下，對(duì)機(jī)組進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以降低機(jī)組的基本煤炭消耗數(shù)量。在進(jìn)行控制的過程中，閥門開度也是需要重點(diǎn)考慮的消耗標(biāo)準(zhǔn)之一。機(jī)組對(duì)煤炭消耗量的增加，必然會(huì)給節(jié)能減排帶來(lái)壓力，做好相關(guān)的設(shè)備與數(shù)據(jù)信息的調(diào)控與整理，在較大程度上為節(jié)能減排奠定了基礎(chǔ)。

2.2 汽溫自動(dòng)對(duì)機(jī)組煤耗的影響分析

機(jī)組在負(fù)荷較低、煤質(zhì)較差時(shí)主汽溫度的波動(dòng)較大，不利于機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，影響機(jī)組節(jié)能減排。對(duì)于300MW亞臨界機(jī)組主汽溫度每降低1℃，煤耗將增加0.101g/kWh；再熱汽溫度每降低1℃，煤耗將增加0.086g/kWh。根據(jù)機(jī)組鍋爐的燃燒特性設(shè)計(jì)汽溫自動(dòng)控制策略、優(yōu)化控制參數(shù)，提高汽溫自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)。汽溫穩(wěn)定以后，可適當(dāng)提高溫度設(shè)定值運(yùn)行，對(duì)于300MW亞臨界機(jī)組如果平均主汽溫提高4℃，煤耗可以降低0.404g/kWh左右。再熱汽溫的調(diào)整特性不是很好，主要是燃燒器擺角難以投自動(dòng)、煙氣擋板調(diào)節(jié)性能比較差。當(dāng)負(fù)荷比較高時(shí)，需要用再熱器事故減溫水參與調(diào)整才能保證再熱汽溫度不超標(biāo)。再熱器事故減溫水的使用對(duì)供電煤耗的影響很大，再熱汽減溫水每增加1%，機(jī)組供電煤耗將升高0.8g/kWh左右。對(duì)于300MW亞臨界機(jī)組，通過優(yōu)化給水自動(dòng)可達(dá)到節(jié)能的目的，保持中間點(diǎn)溫度的穩(wěn)定，進(jìn)而穩(wěn)定主汽溫度。中間點(diǎn)溫度變化1℃主汽溫度會(huì)變化3～5℃，而主汽溫度變化10℃會(huì)影響機(jī)組煤耗1.01g/kWh。

2.3 電廠入爐煤計(jì)量對(duì)機(jī)組煤耗的影響分析

入爐煤計(jì)算裝置通過對(duì)煤消耗量的基本運(yùn)算，可準(zhǔn)確的測(cè)算出相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)提高節(jié)能減排具有一定的幫助，但受到諸多的原因的限制，部分發(fā)電廠并未安裝該系統(tǒng)，而是使用相對(duì)較為原始的電子皮帶秤，該方式需要相關(guān)人員掌握鏈碼的基本測(cè)算方式，并且對(duì)皮帶的平衡度做出及時(shí)的調(diào)整，保障其精準(zhǔn)度，這對(duì)于相關(guān)人員的心理素質(zhì)與運(yùn)算能力均提出較大考驗(yàn)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，可使用入爐煤計(jì)算裝置與電氣皮帶秤進(jìn)行試驗(yàn)比較，數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，入爐煤計(jì)算裝置可將誤差控制在0.5%以下，而電子皮帶秤則將誤差保持在1%左右，就數(shù)據(jù)而言，電子皮帶秤的穩(wěn)定性相對(duì)較差。所以采用入爐煤計(jì)算裝置對(duì)于節(jié)能減排更加有利。

2.4 加熱器組端差對(duì)煤耗的影響分析

加熱器組端差，需要對(duì)加熱器系統(tǒng)的基本水位進(jìn)行勘察，保障其能夠在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，在非工作階段，可對(duì)加熱器的水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)由于數(shù)量的準(zhǔn)確性較低，對(duì)高低水位的要求不具備統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，需要按照機(jī)組的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，機(jī)組水位設(shè)置調(diào)節(jié)，要始終保持合理的設(shè)定，在系統(tǒng)處理方面，可設(shè)置為水位的自動(dòng)調(diào)節(jié)，在一定程度上減少加熱器端差，從而達(dá)到節(jié)能的基本效果。

2.5 輔機(jī)變頻改造對(duì)供電煤耗的影響分析

輔機(jī)變頻改造主要是針對(duì)風(fēng)機(jī)及水泵的改造，由于電機(jī)機(jī)組功率的不同，所產(chǎn)生的電能也不盡相同，但風(fēng)機(jī)與水泵的耗能卻始終如一，因此構(gòu)成了不必要的浪費(fèi)。對(duì)風(fēng)機(jī)與水泵的內(nèi)部變頻頻率進(jìn)行改造，通過降低電壓，控制水泵與風(fēng)機(jī)的電壓使用總量，進(jìn)一步做到對(duì)電量使用的限制。該改造并不會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)發(fā)電功率產(chǎn)生影響，同時(shí)也提高了風(fēng)機(jī)與水泵運(yùn)行的穩(wěn)定程度，在一定較大程度上使其符合機(jī)組使用的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而為節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。

2.6 節(jié)能指標(biāo)計(jì)算用熱工主要參數(shù)對(duì)煤耗的影響分析

在大部分的工作環(huán)節(jié)中，數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是衡量消耗性能的主要參數(shù)，電廠熱工對(duì)節(jié)能數(shù)據(jù)的計(jì)算，對(duì)節(jié)能效果產(chǎn)生正面影響，節(jié)能計(jì)算的方向首先是對(duì)各系統(tǒng)的分組計(jì)算，通過對(duì)設(shè)備的劃分，計(jì)算節(jié)能的總數(shù)，機(jī)組負(fù)荷與主汽壓力，是計(jì)算數(shù)據(jù)中，不可缺少的重要數(shù)據(jù)，對(duì)節(jié)能計(jì)算產(chǎn)生較大影響，相關(guān)必須做到絕對(duì)精確，使提供的數(shù)據(jù)做到絕對(duì)可靠與真實(shí)。

3 結(jié)束語(yǔ)

火力發(fā)電仍然是現(xiàn)代發(fā)電的主要結(jié)構(gòu)，在火力發(fā)電的過程中能源消耗是關(guān)鍵性問題，有效的對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制，并優(yōu)化發(fā)電結(jié)構(gòu)，是節(jié)能減排的有效措施，同時(shí)在成本節(jié)省方面也有所幫助，由于火力發(fā)電系統(tǒng)組成較為復(fù)雜，火力發(fā)電的節(jié)能減排必然是一項(xiàng)大型的改革項(xiàng)目，需要在不斷地探索中，對(duì)各類設(shè)備做逐一的調(diào)控與節(jié)能工作，從源頭上對(duì)進(jìn)行節(jié)能減排工作，為保障火力發(fā)電廠的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)電而不斷努力。

參考文獻(xiàn)

[1]劉龍翔.火電廠熱工自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的節(jié)能減排研究[J].四川水泥，2015（12）.