火電廠熱工自動化設計中的節能減排分析

蘇宇琦

華電內蒙古能源有限公司包頭發電分公司

火電廠熱工自動化設計中的節能減排分析

蘇宇琦

華電內蒙古能源有限公司包頭發電分公司

火電廠是能源消耗量非常大的項目，我國的能源資源日漸匱乏，為了實現保護環境和可持續發展的目標，綠色能源、節能減排成為一個非常重要的課題。本文就從火電廠熱工自動化設計中的節能減排進行分析，并提出幾點建議，為最終更好地實現節能減排提供支持。

火電廠；熱工自動化；節能減排

一、火電廠熱工自動化設計的特點

1、火電廠熱工自動化設計軟件規模化。火電廠熱工自動化設計采用多層控制體系結構，不同層級的功能模塊和操作對象都有區別，高層級的控制軟件對下層軟件系統可以進行綜合管理，這種層級管理設計要求軟件具有一定的規模化。形成一定規模后，通過數據采集和處理，面向用戶提供相應的控制功能，并與硬件系統相適應。

2、火電廠熱工自動化設計硬件積木化。火電廠熱工自動化設計中，硬件的功能模塊是通過在系統中增加或者拆除單元模塊來實現的，以保證機組長期在設計參數上穩定運行。當鍋爐設備或其他有關輔助設備有節奏地協調配合，才能充分發揮機組的運行能力，達到安全經濟運行的目的。當運行出現問題時，可以通過系統軟件及時調整參數，避免不必要的連鎖保護動作導致停機和停爐，從而減少停機次數，延長設備使用壽命，提高整體效益。

3、火電廠熱工自動化設計資源共享化。火電廠熱工自動化設計的前提是要建立先進的通信網絡系統，這個系統必須要具有通信網絡的通用性和實時性的特點，以此來實現資源共享化。在熱工自動化設計中，首先要選用最為優秀的控制軟件，建立完善的火電機組經濟評價指標，實現機組負荷經濟分配，資源數據共享，并且設計的自診斷功能、抗干擾技術措施等，通過對機組運行參數的監控和分析計算，與各種指標進行比較，通過數據上傳、整理、分析、共享，實現自動化設計系統對運行優化的定量指導。

二、火電廠熱工自動化設計中節能減排需遵循的原則

1、安全第一的原則。任何設計都要在保證安全第一的原則下進行，火電廠熱工自動化中的節能減排設計也不例外。在優先保障系統安全平穩運行的前提下，采用先進的設計技術和工藝要求，才能實現節能減排的目的。為保障系統的安全運行，在設計時要采取對發動機進行連鎖保護的措施，不僅要對正常運轉做好安全設計和防范，還要對出現特殊情況時做到應急響應和保護。如等離子點火技術，在較低負荷情況下，容易出現爐膛局部高溫，甚至出現飛灰在煙道內自燃的情況，會危及到設備和發電系統的安全運行，因此需要在設計中需做好監測控制措施，避免發生危險。

2、節能降耗的原則。火電廠熱工自動化設計需要采用新技術、新材料、新工藝，這些都要遵循節能降耗的原則。對于新技術的可靠性要加強各項設計指標的控制，如針對大型輔助設備的變頻控制技術，變頻器的使用可以降低負荷變化中能量的消耗，但是對于其他信號的傳遞會產生一定的影響，有時候會增加運行成本，那么在設計時就需要充分考慮和協調使用變頻器的利弊。

3、經濟運行的原則。火電廠熱工自動化設計，在節能減排的同時，還要充分考慮到經濟運行的原則。根據發電機組經濟指標評價體系，運用信號采集裝置對系統的運行狀態進行監測，如對煤炭消耗量的監測，對電、油消耗的監測，對鍋爐和汽輪機的熱量損耗的監測等，每一項技術指標通過分析，準確發現問題并快速校正運行狀態的偏差。另外通過機組負荷的合理分配，才能保證電廠運行的經濟性。

三、對火電廠熱工自動化設計中節能減排的幾點建議

1、注意提高節能減排新技術的可靠性，確保安全。隨著對環保的要求越來越高，火電廠如何才能做到節能減排，那么對新技術的使用必不可少，只有當新技術的可靠性得到保證，才能確保系統安全運行。例如等離子點火和微油點火技術，具有節省燃油和節能效果明顯的優點，在火電廠熱工自動化設計中被廣泛使用。但是，由于煙氣中飛灰的可燃物含量高，容易形成尾部煙道沉積并引起自燃，就需要在設計時重點加強對煤粉研磨細度和風速以及空預器吹灰的設計控制，以此來保證技術的安全可靠性。還有脫硫控制系統的設計，取消了煙氣脫硫系統旁路擋板，將脫硫系統的控制納入鍋爐控制和機組監控等，所有這些設計，都要保證機組負荷、排煙溫度等能耗計算的數據可靠。

2、注意開發節能減排檢測儀表的運用，確保準確。火電廠熱工自動化設計中，各類儀表的運用非常多，對于節能減排檢測儀表的開發運用，要確保數據準確。當前開發出的無線變送器和無線執行器，采用了無線傳感技術，能夠節省大量的電纜用量，實現了低功耗運行，節能減排效果顯著。再比如采用快速熱電偶檢測溫度，運用在燃氣-蒸汽聯合循環機組中效果非常好。快速熱電偶也可檢測閥門及相應管道是否泄露，充分體現節能要求。鍋爐爐膛溫度聲波監測儀表也是新開發的一項技術，可以連續監測爐膛內煙氣溫度的變化，根據變化控制火焰中心，矯正爐內燃燒不均勻的問題，改善了汽水循環，減少了水冷壁磨損和結焦，還能夠優化風煤比，提高燃燒效率和回熱效率，降低污染物排放。

3、注意設計中的隱性節能降耗因素，確保精細。在熱工自動化節能減排設計中，一些隱性的節能降耗因素值得注意，這也符合精細化管理的理念。如工程設計中電源容量的選擇都比較大，大型機組有的還配有兩套電源，但是在實際運行過程中負荷率卻非常低，因此在設計時可以對電源選型提供推薦意見，選擇適合的電源，減少運行過程中的能量消耗。再比如電子設備間內部安裝的機柜對環境溫度的適應范圍較寬，只要能夠控制溫度變化率，電子板件不產生結露和不產生有害靜電即可，那么對空調的設計要求只要滿足設備需要的條件就可以了，這樣可以節省大量的空調能耗。

四、總結

火電廠節能減排，應從多個方面入手，熱工自動化設計站在節能減排的新高度，做好節能指標計算用熱工參數的準確測量，做好脫硫脫硝系統自動調節控制，優化電廠入爐煤計量，對汽壓自動及滑壓運行，汽溫自動以及系統閥門控制方式等做好部署，從而在保證安全的前提下達到最優的節能效果。

[1]陳紹炳.優化控制技術在熱工過程控制中的應用研究[D].南京:東南大學,2006.

[2]趙海洋.火電廠熱工自動化技術改造問題與對策分析[J].科技傳播,2014（19）.

[3]張會娟.電價引導下電力產業鏈綜合節能優化模型研究[D].保定:華北電力大學,2014.