熱工自動控制系統(tǒng)在火電機組節(jié)能降耗中的運用

高峰+于海+王沖

摘 要：熱工自動控制系統(tǒng)是火電廠的重要組成部分，具有自動檢測、遠(yuǎn)程控制、自動保護(hù)、自動調(diào)節(jié)等功能，對于火電廠的自動化管理發(fā)揮了不容忽視的作用。文章將對影響火電機組能耗的關(guān)鍵因素加以分析，并論述熱工自動控制系統(tǒng)在火電機組節(jié)能降耗中的具體應(yīng)用，以期提高能源利用率，降低火電機組能耗，保障火電廠的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：熱工自動控制系統(tǒng)；火電機組；節(jié)能降耗

眾所周知，電能是我國主要的能源之一，各種機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)和家用電器的使用都離不開電能，火電廠作為電力生產(chǎn)和運輸?shù)闹饕獔鏊?，能夠提供充足的電能，保證人們生產(chǎn)和生活的連續(xù)性和穩(wěn)定性。然而在火電機組運行過程中各個結(jié)構(gòu)上會產(chǎn)生大量的能耗，熱損失現(xiàn)象十分嚴(yán)重，供電效率普遍偏低，對火電廠的發(fā)展造成了一定的阻礙。為了解決火電機組的能耗問題，必須從熱工自動控制系統(tǒng)入手，采取行之有效的節(jié)能降耗措施，減少因能耗問題引起的經(jīng)濟損失，以達(dá)到節(jié)約電力生產(chǎn)成本，擴大火電廠經(jīng)濟效益和社會效益的根本目標(biāo)。

1 火電機組能耗的影響因素分析

火電機組能耗與煤耗之間有著密切的聯(lián)系，通常情況下能耗問題也可以認(rèn)為是煤耗問題。由于煤耗是一項綜合性指標(biāo)，影響因素眾多，煤炭種類、火電機組的參數(shù)和實際運行情況都會影響到煤耗，使煤耗的設(shè)計值和真實值之間出現(xiàn)偏差。通過分析這兩項數(shù)值之間差異的形成原因，并制定相應(yīng)的控制措施，才能取得良好的節(jié)能降耗效果，火電機組能耗問題也會得到有效的解決。

1.1 鍋爐能耗指標(biāo)分析

一般來說，設(shè)備的運行效率在一定程度上可以反映設(shè)備的能耗，因此鍋爐的能耗指標(biāo)即為鍋爐的效率，體現(xiàn)了鍋爐實際運行的情況。鍋爐能耗的影響因素主要為熱損失，如煤炭不完全燃燒的熱損失，排煙和煤渣的熱損失，鍋爐散熱損失等等，影響參數(shù)為鍋爐密閉性，煙氣含碳、含氧量以及排煙溫度。其中，排煙過程中產(chǎn)生的熱損失最大，其與煤炭品質(zhì)和煤炭的燃燒率有關(guān)，煤炭燃燒率越高，產(chǎn)生的熱損失也會越?。诲仩t散熱損失的大小取決于鍋爐的密閉性，鍋爐的密閉性越好，散熱損失也會越小。所以說，鍋爐的節(jié)能降耗可以通過選擇優(yōu)質(zhì)煤種，提升煤炭燃燒率以及增強鍋爐密閉性來實現(xiàn)。

1.2 汽輪機的能耗指標(biāo)分析

根據(jù)上文的分析可知，汽輪機的能耗指標(biāo)為汽輪機的效率，主要包含熱端效率、冷端效率和回?zé)嵝?，影響參?shù)為主汽壓力參數(shù)、再熱汽參數(shù)、真空度參數(shù)等。汽輪機的冷端效率占據(jù)主導(dǎo)地位，要想降低汽輪機能耗，就要從提高冷端效率入手，例如調(diào)節(jié)冷端設(shè)備參數(shù)，提高設(shè)備的運行效率。值得注意的是，在調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)時要將汽輪機當(dāng)作一個完整的系統(tǒng)，不能僅僅調(diào)節(jié)某一部件的運行參數(shù)，這會對其他端口的運行造成不利影響，而是要綜合考慮汽輪機的整體運行情況，對所有相關(guān)部件進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣才能取得最為顯著的效果，促進(jìn)汽輪機運行效率的全面提升。

1.3 廠用電指標(biāo)的分析

火電機組的廠用電指標(biāo)指的是廠用電率，與用電設(shè)備的運行效率息息相關(guān)，如磨煤機、送風(fēng)機、給水泵等。雖然廠用電率對于發(fā)電煤耗產(chǎn)生的影響微乎其微，但是對供電煤耗的影響卻十分可觀，如果不對廠用電指標(biāo)加以控制，一旦其達(dá)到一個較高的數(shù)值，那么供電煤耗也會大幅度上升，這不利于火電廠節(jié)能降耗工作的順利開展。為此，應(yīng)加大廠用電指標(biāo)控制力度，降低廠用電率，以減少供電煤耗。

2 熱工自動控制系統(tǒng)簡介

熱工自動控制系統(tǒng)是對火電機組進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的重要裝置，能夠根據(jù)外界環(huán)境變化和火電機組實時的運行狀態(tài)自動的調(diào)節(jié)其運行參數(shù)，包括溫度、流量、料位、壓力等，使設(shè)備處于最佳的工作狀態(tài)。同時對其進(jìn)行自動檢測和遠(yuǎn)程監(jiān)控，一旦火電機組發(fā)生運行異常和故障能夠第一時間發(fā)出警報并采取措施，對重要設(shè)備加以保護(hù)，防止事故的擴大和蔓延，挽回企業(yè)的經(jīng)濟損失。熱工自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用極大的提高了火電機組的生產(chǎn)效率和能源利用率，減少了煤耗，為機組安全、可靠的運行提供了保障。

3 熱工自動控制系統(tǒng)在火電機組節(jié)能降耗中的應(yīng)用

3.1 對鍋爐運行的煤耗影響分析

（1）對送風(fēng)量的控制

控制送風(fēng)量的意義在于對負(fù)荷和氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)加以調(diào)節(jié)，在實行自動控制之前要進(jìn)行大量的試驗，根據(jù)不同的煤量、負(fù)荷、氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)繪制標(biāo)準(zhǔn)的曲線圖，對圖形加以完善和優(yōu)化，直到熱損失值最低為止，此時的曲線圖代表著最佳風(fēng)量，將其應(yīng)用到熱工自動控制系統(tǒng)中即可達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

（2）對出口溫度的控制

通常情況下，磨煤機出口溫度過高或過低都會對鍋爐運行產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，如果溫度過高，容易引起散熱損失增加，線路老化現(xiàn)象加快，甚至引發(fā)火災(zāi)事故；如果溫度過低，容易產(chǎn)生堵煤情況，使得系統(tǒng)運行阻力增加，因燃燒不完全產(chǎn)生的熱損失加大。所以磨煤機出口溫度要控制在70℃以下，其控制的要點在于在制粉系統(tǒng)中摻入冷風(fēng)，通過參考磨煤機的實際負(fù)荷與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置冷一次風(fēng)量的控制參數(shù)，實現(xiàn)給煤量和送風(fēng)量的自動調(diào)節(jié)。

3.2 對汽輪機運行的煤耗影響分析

（1）DEH系統(tǒng)的閥門控制方式

目前，汽輪機順序閥方式主要包括以下三種：CV3、CV4-CV1-CV2；CV1、CV2、CV3-CV4；CV1、CV2、CV3、CV4。通常來說第一種方法節(jié)能效果最好，第二種次之，第三種最差，因此火電廠往往采用了第一種方法來控制閥門流量。為了進(jìn)一步提高節(jié)能降耗效果，可以設(shè)計閥門流量特性優(yōu)化試驗，繪制閥門開啟順序和閥門流量曲線圖，并交由相關(guān)專家審核，經(jīng)審批合格后應(yīng)用到系統(tǒng)之中，這比傳統(tǒng)的閥門控制方法要有效得多。

（2）主汽壓力系統(tǒng)對機組煤耗影響分析

實際工作中，負(fù)荷較低、煤質(zhì)較差時，機組的主汽壓力波動較大。這不利于自動滑壓運行的投入，也對機組的帶負(fù)荷能力有一定影響。而機組采用滑壓運行方式雖然在一定程度上利于節(jié)能，但主汽壓力的滑壓設(shè)定值卻較理論值偏小。因此，在機組滑壓運行時，有必要對協(xié)調(diào)控制策略和參數(shù)進(jìn)行精細(xì)的控制，以便有效地降低機組的供電煤耗。

（3）汽溫自動系統(tǒng)對機組煤耗影響分析

主汽溫度過高或過低，均會影響機組運行的經(jīng)濟性和安全性，能耗問題也會愈發(fā)嚴(yán)峻。在實際工作中，汽溫自動控制策略應(yīng)根據(jù)機組鍋爐的燃燒特性進(jìn)行設(shè)計，并通過自動控制策略對控制參數(shù)的優(yōu)化來提高汽溫自動調(diào)節(jié)的品質(zhì)，必要時可適當(dāng)提高溫度設(shè)定值，會取得出乎意料的結(jié)果。以600MW超臨界機組為例，待汽溫穩(wěn)定以后，在一定范圍內(nèi)平均主汽溫度每提高4℃，其煤耗可以降低0.4g/（kW·h）左右。

4 結(jié)束語

熱工自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用顯著提高了火電機組運行的安全性和穩(wěn)定性，對于節(jié)能降耗工作的開展起到了十分積極的作用?；痣姀S應(yīng)對火電機組的能耗問題進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的分析，針對常見的能耗影響因素制定行之有效的管控策略，同時加強監(jiān)督管理，促使熱工自動控制系統(tǒng)真正的發(fā)揮實效，確保節(jié)能降耗工作真正的落到實處。

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