火電廠熱工自動化設(shè)計中節(jié)能減排分析

劉福全

摘 要：科技的發(fā)展，各領(lǐng)域的技術(shù)水平逐漸提高，信息技術(shù)應(yīng)用更加廣泛的今天，在火電廠中，進行節(jié)能減排需要同時提升工作設(shè)備性能，企業(yè)經(jīng)營管理等各個方面。而在這其中，火電廠熱工自動化設(shè)計是火電廠滿足社會對于火電廠節(jié)能減排目標的首要任務(wù)。

關(guān)鍵詞：火電廠;熱工自動化;設(shè)計;節(jié)能減排

引言

隨著我國經(jīng)濟實力的快速提升，我國迎來了高速發(fā)展的全新時代，燃煤發(fā)電這一方式，在將來的很長一段時間里也將持續(xù)，火力發(fā)電的方式也將是很長一段時間內(nèi)主要的電力生產(chǎn)手段，如何促進火電廠在電力生產(chǎn)過程中，更好地發(fā)揮節(jié)能減排作用，是值得我們深入研究的問題，也是可持續(xù)發(fā)展理論價值觀下的必然選擇。

1電廠熱工儀表及自動裝置的重要性

對于電廠熱工儀表來說，其自身構(gòu)造具有較強的復(fù)雜性，將熱工儀表與自動裝置進行有機結(jié)合，能夠?qū)峁x表整體運作起到一定推動作用，充分發(fā)揮其自動化和智能化效能。通過收集設(shè)備的各項參數(shù)以及發(fā)出控制指令，進一步提高發(fā)電系統(tǒng)的運作質(zhì)量和效率，為電廠自動裝置的應(yīng)用和更換提供了機遇，同時還促使發(fā)電系統(tǒng)充分發(fā)揮其實際效能。但是在實際使用過程中可能會受到外界干擾而降低設(shè)備精準度，因此需要重視熱工儀表及自動裝置的維護與調(diào)試工作，才能提高發(fā)電系統(tǒng)運行質(zhì)量和效率，延長設(shè)備使用壽命，推進電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展進程。

2火電廠熱工自動化設(shè)計中節(jié)能減排

2.1提升節(jié)能減排技術(shù)的整體效能

火電廠節(jié)能減排是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，設(shè)計人員要廣泛吸收借鑒其他行業(yè)的新技術(shù)，實施清潔生產(chǎn)的全新發(fā)展戰(zhàn)略。本著“節(jié)能、降耗、減污、增效”的原則，對火電廠新建、改建和擴建項目的原料使用、資源消耗、資源綜合利用、污染物產(chǎn)生和處置進行分析和論證，降低生產(chǎn)成本，達到節(jié)能減排和環(huán)境保護的要求，提高企業(yè)的綜合效益。

2.2等離子點火

等離子點火在節(jié)能環(huán)保和技術(shù)先進性等方面具有明顯的優(yōu)勢，因此，在我國火電廠中被廣泛應(yīng)用。采用傳統(tǒng)點火技術(shù)時，鍋爐點火系統(tǒng)會受到煤炭質(zhì)量的影響，在遇到煙煤、貧煤、褐煤時，傳統(tǒng)點火系統(tǒng)很難實現(xiàn)有效點火。等離子點火采用了集電磁、機械壓縮與開放式磁穩(wěn)于一體的等離子發(fā)生器，其功率可調(diào)、連續(xù)，能成功地點燃煙煤、貧煤以及褐煤。該項技術(shù)的應(yīng)用不但大大提高了火電廠鍋爐運行效率，也降低了火電廠對燃煤質(zhì)量的要求。等離子點火系統(tǒng)采用高導電、高導熱以及不易氧化的特殊合金材料制成陽極和陰極，并且采用了強化冷卻結(jié)構(gòu)，能夠長期穩(wěn)定使用。此外，由于使用了特殊合金材料，可直接以空氣作為等離子載體，而不需要使用專門的惰性氣體對電極進行保護，不但使系統(tǒng)更為簡化，還在很大程度上降低了運行費用。

2.3電子裝置室空調(diào)

和集中控制室相比，電子設(shè)備室并無過高的空調(diào)標準，舒適性標準也不存在，所配置的DCS、DEH、MEH等電子裝置柜同樣沒有過高的環(huán)境溫度適應(yīng)方面的需要，僅需有效控制溫度變化率即可，從而將無結(jié)露、有害靜電不出現(xiàn)（電子板件）避免，滿足需要。比如OVATION系統(tǒng)（美國艾默生公司生產(chǎn)的一種分散控制系統(tǒng)）控制器機柜能在0～50℃環(huán)境中運行。一般來說，宜和暖通專業(yè)相結(jié)合完成電子設(shè)備室空調(diào)配置方案確定，以此減少該空間空調(diào)工作費用。

2.4機組負荷經(jīng)濟分配

以往火電機組控制系統(tǒng)中的自動發(fā)電控制主要是由電網(wǎng)對各臺單位機組的目標負荷進行直接調(diào)控，即利用硬接線的方式，將遠程終端與電廠端機組DCS進行連接，由此達到遠程調(diào)控的效果，該方式可有效確保電廠及電網(wǎng)運行的可靠性、安全性，但不具有明顯的節(jié)能減排效果。隨著“廠網(wǎng)分開”和“競價上網(wǎng)”的深入實施，原來的自動發(fā)電控制方式已不適用，需由各發(fā)電公司單獨發(fā)送負荷指令，給各個機組分配電廠經(jīng)濟負荷，以此將火力發(fā)電機組與自動發(fā)電控制有效連接起來，提高電網(wǎng)營運的經(jīng)濟性。負荷經(jīng)濟分配一般情況下會配置到SIS系統(tǒng)（廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)），也就是以耗差分析結(jié)果和單元機組實時性能的計算結(jié)果為依據(jù)，得出機組負荷的實時特性曲線，掌握負荷經(jīng)濟分配的實時效果。在設(shè)計之初就可以將MIS系統(tǒng)（管理信息系統(tǒng)）和SIS系統(tǒng)的通用功能進行結(jié)合，設(shè)計出一套兼具MIS系統(tǒng)功能和SIS系統(tǒng)功能的綜合化系統(tǒng)，如此不但可為電廠節(jié)約初始投資，還可適應(yīng)電廠調(diào)度工作的需要，為電廠日常信息管理提供有效保障，在源頭上解決排放指標和能耗控制的難題。

2.5單元機組控制與脫硝、脫硫的融合

在當前環(huán)境下，大多數(shù)火電廠采用煙氣石灰石濕法脫硫。傳統(tǒng)的脫硫控制裝置，與主機組的控制裝置是兩個分開的系統(tǒng)。系統(tǒng)之間的信號傳輸，都是靠有限數(shù)量的硬接線，以達到操作需求的保護和聯(lián)動。不斷增加的火電廠污染和能耗問題，使環(huán)保要求隨之提高，所以要使基建脫硫與機組完成同步，拆除旁路擋板，移除煙氣脫硫系統(tǒng)氣-氣交換器、增壓風機，讓鍋爐控制，與脫硫系統(tǒng)煙道控制緊密結(jié)合，從而減少污染排放。將脫硫控制劃分于火電廠DCS控制之下，同樣是實現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵。脫硫控制需要鍋爐控制回路，以及保護邏輯設(shè)計，滲透到煙氣排放溫度控制、吸收塔溫度保護、煙道擋板開閉、脫硫漿液制備、脫硫廢水處理、漿液循環(huán)、石膏脫水控制中。這需要在建造電廠的前期準備階段，進行規(guī)劃設(shè)計的協(xié)調(diào)，以實現(xiàn)對主廠控制系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)的綜合控制。

2.6準確獲取主蒸汽流量

當前大容量發(fā)電機組主要使用間接換算法測量主蒸汽流量，這一計算方法起源于汽輪機基礎(chǔ)理論包含的典型FLUGEL公式。具體計算時，僅需對可能限制到公式應(yīng)用條件的因素，諸如對外供汽與再熱器噴水等進行有效修正，就可以起到保證計算精度的作用，即可滿足發(fā)電機組實際運行狀態(tài)監(jiān)視、機組性能監(jiān)測及運行過程控制等方面的需要。

2.7傳感器冗余策略

參數(shù)開關(guān)、熱電阻、熱電偶等各種傳感器冗余配置在大機組控制回路、保護邏輯中比較普遍，而截止目前依然沒有統(tǒng)一的標準可以參考使用，冗余過濫現(xiàn)象比較普遍。例如，封閉環(huán)調(diào)節(jié)被調(diào)量檢測（部分工程項目）均有三冗余傳感器設(shè)備配置，這種配置方案中，如果要分開操作保護與調(diào)節(jié)，液位開關(guān)（單臺高壓加熱器液位檢測用）和液位變送器配置數(shù)量最少需要三臺，這無疑需要更多的傳感器裝置，而過多配置傳感器的直接結(jié)果就是增大電纜電能耗費，加大投資力度，日常維護消耗等都會有一定程度的增加，因此究竟有沒有必要采用這種方案，需要從實際出發(fā)進行全面分析探討。

結(jié)語

綜上所述，我們可以看出在火電廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運行管理都比較復(fù)雜。所以致使熱工自動化在設(shè)計與執(zhí)行的過程中也是存在很多的問題，而熱工自動化的設(shè)計與節(jié)能減排的影響因素種類很多，所以就要求設(shè)計人員在設(shè)計的時候要充分的考慮各種因素的影響，綜合制定出適合該火電廠實際情況的設(shè)計方案。一定要注意節(jié)能減排的要求，這樣可以有效地節(jié)約能源，減少環(huán)境的污染。這樣可以為我國的可持續(xù)發(fā)展提供必要的條件，值得國家和單位提高重視度。

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