火電廠熱工自動化設計中節能減排分析

班洪

（貴州電力建設第一工程公司　貴州　貴陽　550003）

火電廠熱工自動化設計中節能減排分析

班洪

（貴州電力建設第一工程公司貴州貴陽550003）

火電廠熱工自動化技術的推廣應用能提高火電廠的安全性，降低生產成本，是社會發展的必然趨勢。本文從優化熱力系統的設計和節能減排技術的應用角度出發，提出了提高等離子點火的可靠性、單元機組控制與脫硫融合、編制大型輔機變頻控制技術規范等三項措施，以期為日后火電企業的節能減排工作提供借鑒和技術支持。

火電廠；熱工自動化設計；節能減排

引言

隨著國民經濟的不斷發展，人們對電力的需求量日益增多，而且對電能的質量要求也日益提高?；痣姀S熱工自動化節能減排不僅為火電廠的發展提供有力的技術支持，同時也為了提高供電經濟效率奠定堅實的基礎。

1　火電廠熱工自動化的概述

火電廠熱工自動化是指火電廠的生產設備在沒有人參與的情況下，通過應用計算機控制理論、自動化控制理論，以及相關的控制裝置來實現控制，并保證系統安全、穩定、高效運行?；痣姀S熱工自動化系統分為主機自動化，輔助設備自動化，每一個模塊又包括信息采集處理、自動測量與控制、系統自動報警、系統保護等自動化模塊。火電廠熱工自動化系統能夠實現生產設備的參數自動準確調節，實現生產設備自動順序運行控制，實現系統的安全監測控制，熱工自動化技術在提升設備運行可靠性和運行效率的同時，可以節省大量人力成本，保障設備安全。

2　火電廠熱工自動控制系統的組成

熱工自動控制系統具有非常復雜的結構，按照系統的不同作用以及不同使用功能，可以將其劃分為視頻網絡系統、分散控制系統、實時監控系統以及相關的輔助系統等。

2.1分散控制系統

作為計算機系統組成的核心部件，分散控制系統在火電廠的各個組件中都有設置，在火電廠兩臺機組之間的數據線，通常都是連接到線路的公共網絡系統，這樣就能夠使得各機組彼此相連，從而確保數據的正常聯通。要盡量在機組操作臺上安裝DCS和DEH操作按鈕，這樣才能使得分散控制系統能夠自動地處理電機組問題，促進管理員工作的順利進行，從而減少系統故障的處理時間，保證機組的安全運行。

2.2實時監控系統

此系統能夠嚴格地監督火電廠的電力運行、設備運轉以及生產情況。一旦火電廠出現異常情況，實時監控系統就可以立即自動地發出提示，并且輸出報告。在通常狀況下，實時監控系統主要是由廠級實時監控以及信息管理系統等組成，即通過數據接口完成與控制器的連接，從而有效地實現數據通信的共享，保證火電廠運行的安全。

2.3視頻網絡監控系統

作為有效監控火電廠的重要工具，視頻網絡監控系統對火電廠的經營運行具有重要的意義。由于火電廠的設備需要得到全面地監控，而利用視頻監控系統能夠實時地監控無人看守的地區、比較危險的操作區域以及重要設備的運轉情況，此系統能夠借助于輔助系統的通信接口完成與廠級管理信息系統的連接，從而直接監視整個火電廠的全部生產場的工作狀況與生產程序的完成情況。進而實現對火電廠的全面監控，實現對整個火電廠信息的綜合管理。

2.4輔助控制系統

作為保證系統正常工作的一個重要條件，輔助控制系統能夠在系統無人控制的時候進行正常工作。在通常狀況下，輔助控制系統都是利用可控編程器，自動地完成對系統的控制，并且采用數據交換機與其他數據接口的方式，保證系統能夠正常安全地運行，其能夠有效完成數據的綜合傳輸工作，并且由中央控制室對系統實施集中控制，這樣就能夠在無人控制的情況一下，保證系統的自動運行。

3　火電廠熱工自動化設計中節能減排分析

3.1提高等離子點火的可靠性

等離子點火技術具有環保效益明顯的優點，其本身存在技術優越性和環保優越性，所以，被廣泛應用于我國的火電廠中。在傳統的鍋爐點火過程中，煤炭的質量對點火系統的運行有非常重要的影響。當遇到窮煤、煙煤、褐煤等劣質煤時，傳統的點火系統就不能有效點火。而最新的等離子點火技術使用了集開放式磁穩與機械、電磁壓縮于一體的復合結構等離子發生器，其功率連續、可調，可成功地點燃貧煤、煙煤和褐煤。應用這項技術，不僅成功地提高了火電廠鍋爐的運行效率，還降低了火電廠用煤的門檻。等離子點火系統材料是具有高導熱、高導電和不易氧化的特殊合金，陰極材料是由特殊合金材料組合而成的。采用強化冷卻結構具有較長的使用壽命，因為在設計活動中采用了模塊化的設計方式，所以，更換、維護工作都很方便。如果采用特殊合金的陰、陽極，將空氣作為等離子載體，則不需要專供惰性氣體保護電極，這樣既簡化了系統，又大幅減少了運行費用。

3.2熱控制系統的優化

在整個熱控制系統當中，認真實行《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》和《熱控制系統檢修運行維修規程》有利于提高熱控制系統的可靠性，并能在機械設備的安全運行中起到非常大的作用。近年來，機組容量與控制系統變得更加具有復雜性，所以，熱控制系統的機組發生跳閘的事故時有發生，這也反映了在預防故障發生的很多環節還需要改進。

3.2.1提高汽輪機監視儀表系統的可靠性

由汽輪機監視儀表系統引發的機組故障很常見，經過多次調查和研究，提出了優化汽輪機監視儀表的方案，降低了其引發機組誤動的概率。

3.2.2提高接地可靠性和抗干擾能力

目前，火電廠的熱控制系統會受到外界環境中諸多因素的干擾，這可能導致測量的不準確和系統無法穩定運行，更嚴重時還可能造成設備故障和控制系統發出錯誤信號，導致機組跳閘，進而影響整個熱控制系統的運行。所以說，提高熱控制系統的接地可靠性和抗干擾能力是提高熱控制系統接地可靠性的關鍵一步。

3.2.3熱控制系統邏輯的優化

如果連鎖保護的測量信號發生錯誤，系統誤動的頻率也會隨之增加。保護連鎖系統中信號的傳遞主要采用單點測量信號的方式。因為控制設備和熱控制系統都是在電磁強度較大的環境下運行的，所以其自身也很可能發生異常或干擾外部環境，這些都會導致信號和回路發生錯誤。

3.3編制技術規范

變頻控制技術是一種針對電器運行狀態，以調整頻率實現控制的方式。因為它能夠在電器運行過程中優化能源配置，所以，被廣泛應用于節能減排領域。鑒于變頻控制技術本身的技術特點，可以預見其在火力發電領域的應用能夠極大地降低火電廠的能源消耗，提高火電廠的運行效率。例如，安徽省某火力發火電廠660MW機組，2臺凝結水泵采用一拖二的高壓變頻器實現調速控制。在運行過程中，可以根據火電廠主機的運行效率調整凝結水泵的運行速度，在保證整個電力生產系統安全、穩定運行的基礎上，最大限度地降低凝結水泵的能源消耗。按全年平均負荷的4/5計算，基于變頻控制技術的凝結水泵要比原來的定速泵減少452.5kW的電能消耗，如果全年運行5000h，則該火電廠全年僅凝結水泵變頻控制改進這一項就節省了22652kW·h的電能消耗。由此可見，變頻烤制技術在火電廠中的應用是切實可行的，它能夠有效降低火電廠的能源消耗，提高火電廠的運行效率。

在火電廠運行的過程中，變頻技術的優勢還體現在提高火電廠運行控制的穩定性上?；痣姀S的電力生產活動是一項系統性的活動，在生產過程中，各個環節要緊密配合才能將生產活動完成好，才能提高火電廠的生產效率。所以，在火力發電技術發展的過程中，提高對發電過程的可控性一直是發展的主要目標，而變頻技術在大型輔機中的應用能夠有效提高大型輔機的控制精度和數字化水平。利用變頻技術的火電廠控制主體，可以根據火電廠的運行狀態及時調整輔機的運行狀態，這樣做不僅能夠保證整個火電系統始終處在穩定的運行狀態，在特殊情況下，使用大型輔機變頻技術還能在整個火電系統中起到“四兩撥千斤”的作用。

4　結束語

隨著我國經濟建設逐漸向集約型經濟發展，在以煤炭為主要燃料的火力發火電廠的運行過程中，對節能減排的需求愈發強烈。作為火電廠運營的核心系統，火電廠熱工自動控制系統具有非常重要的作用，提高系統的可靠性對火電廠的生存與發展具有重要的意義。

[1]李麟章，王健.火電廠熱工自動化設計中節能減排分析[J].江蘇電機工程，2010，24（1）：942～943.

[2]葛威，靖宇翔，葛曉鳴.淺談如何提高火電廠熱控系統的可靠性[J].華北電力技術，2010，9（10）：49～50.

[3]俞剛，胡伯勇，金馮梁.基于本質安全的大型火電機組熱控設備可靠性管理[J].電力技術，2010，5（4）：55～57.

TM621

A

1673-0038（2015）08-0131-02

2015-1-26

班洪（1973-），男，布依族，貴州貴陽人，助理工程師，大專，主要從事電氣自動化、熱力系統自動化控制專業方面的工作。