淺談節能減排中檢測儀表與控制技術的優化

許明嘯

摘 要：隨著工業生產大型化與自動化水平的提升，儀器儀表和控制體系在確保生產過程中的安全性與經濟性所產生的關鍵性作用愈來愈顯著。商品品質的好壞、加工經過中材料與能源的運用效率等也在很大程度上取決于經過中檢測儀表和控制體系選擇的合理性、運轉的正確和牢靠性。發電廠當中，檢測儀表被稱作是機組運轉的耳朵和眼睛，控制體系被稱作是頭腦和手腳，形象地說明了它們在電力生產經過當中的關鍵性。本文重點說明了節能減排觀念下發電廠檢測儀表的研究與應用及怎樣完善控制體系，實現電廠的節能目標。

關鍵詞：發電廠；檢測儀表；優化應用

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A

發電廠是一個能源消耗非常大的工廠，同時也是一個再次生產能源的工廠，一個30萬kW的普通發電廠一天最少也要損耗燃煤4000噸，提升發電廠的能源使用效率，減少煤炭的損耗，保證發電質量，對于國民經濟來說擁有非常重大的意義，也是電力工業一貫的方針。近幾年，伴隨著工業生產的進展，能源、電力工業也非常緊張，提升發電廠的能源使用效率不但是長久之計，更是燃眉之急。檢測儀表和控制技術已經在發電廠當中被快速應用并且在持續完善，而且已經獲得了非常突顯的節能效果。

一、檢測儀表與控制技術的重要性

現在中國基本是以火力發電為主的，它的工作介質就是高溫和高壓（540℃左右，10MPa以上）的過熱蒸汽，發電機的轉速是每分鐘3000轉，要是高速旋轉，就一定要維持每個參數每時每刻都要精確與穩定，只有這樣才能夠確保生產的安全與發電質量，要是沒有精確牢靠的監測儀表與控制體系，要想維持機組正常運轉是不可能的，一個10萬kW容量的機組，大致需要500個監測儀表來勘測機組運轉當中的每個參數，發電機組容量也會越大，因此檢測儀表和控制體系占有非常重要的作用。

二、節能減排中檢測儀表的研究與應用

我們所說的“節能”其實就是經過有效的抑制，讓生產設備處在最好的狀態中運轉，用最少的能源消耗完成商品的生產。

1.流量檢測儀表的研究與應用

每個熱能動力設施的成功抑制，首先與必須的條件就是精準的“在線”檢測與抑制進到設施的工質流量，來讓其輸進和輸出能夠每時每刻都能夠均衡，設施才會在最好的狀態中運轉。所以完善的檢測儀表，尤其是流量儀表和其控制體系，在節省能源與治理當中擁有非常重要的效用。在熱工檢測訊號當中，流量訊號不但數量大覆蓋面廣泛，而且還是直接觸及機組運轉的經濟性和其評估的主要數據。在發電廠生產經過當中，汽、氣、水、油、煤等每個流體的流量，都必須要進行勘測與抑制，精準的實行流量勘測并成功的抑制是發電機組維持最好運轉狀態的主要條件，所以提升流量訊號的精準性是電力單位非常重視的。

因為流量勘測的精準性和被勘測流體的特性及流動形態等要素相關，因此沒有任何一種勘測形式或者是流量計對于每一種流體和流動狀況都可以適應。不一樣的勘測形式與儀表構造順應不一樣的流體與流動形態。所以一定要依照詳細的流體特性和管道狀況來選取流量檢測形式或者儀表，只有這樣才能夠實現節能檢測的目的。這同樣也是流量檢測和其余熱工參數不一樣的地方，提升流量訊號的精準性，跟其余熱工訊號相比會更加困難。

2.差壓流量計

一直以來，因為缺少方法，對于每個工質的流量勘測大多選用的是接觸式檢測形式（被測流體和訊號檢測傳感器直接接觸形成訊號）并且也已經習慣了運用差壓式流量計。差壓式流量計雖然通用性非常強，運用時間也比較悠久，但是壓力損耗也非常大，長時間運轉就會產生非常大的能量損耗。在能源短缺的狀況下，選用新的勘測技術，依照不一樣的工質與勘測條件，科學的選擇能源損耗少或者是沒有損耗的流量勘測形式，縮減訊號檢測原件帶給的能源損耗，是完成“節能挖潛”最為直接的辦法。

現在在節能減排方針的引導下，發電廠近幾年在對測流技術上持續的往節能化方向研究與應用層面也邁出了非常大的一步。比如，近幾年為了縮減節流損耗，選用汽輪發電機第一速度級壓力溫度訊號通過流量數學模型的推演，當做汽輪機進汽流量訊號，對于汽輪發電機進汽量實行了抑制，撤銷了汽輪機進汽管道的節流式差壓流量計，這樣不但減少了過熱蒸汽管道的節流損耗，還縮減了儀表保養、維修的工作量；鉆研運用聲學和計算機技術相聯合，研發飛接觸式超聲波流量計，處置常規儀表很難勘測的發電燃料用粘滯油的流量勘測，并且還獲取了國家專利。

三、節能減排中控制技術的應用

1.傳統控制技術

傳統的控制技術重點是著眼于盡可能縮減被控制參數和給定值間的差距，但是伴隨工業設施大型化，生產經過繁瑣化，這樣的控制觀念也無法順應維持設施最好狀態運轉的需求。比如對于火力發電廠，要想經過抑制提升其運轉的經濟效益，就一定要用機組運轉的熱力學來當作根本，設計出“節能控制體系”，這個體系不但能夠順應機組不一樣工況的運轉需求，還能讓整個抑制經過都能盡可能地節省能源。

2.先進控制技術

現在大型發電機組推行運用滑參數運轉，它的施行就是選用節能控制體系。節能控制體系的運轉原則就是，確保在所有調整經過當中盡量縮減生產步驟的能源損耗。比如在流量調整的時候控制體系的設計通常是維持多個閥門都打開的狀態中，僅準許少量閥門用來調整，盡可能的縮減節流損耗。又比如對于滑參數運轉的機組，低負荷的時候不選用關閉小汽輪機進汽閥，而是選用減少鍋爐壓力來順應負荷的轉變，進而克服了經常選用的定壓運轉控制體系形成的節流損耗。

對于每個熱力設施、不管是鍋爐還是燃氣輪機，都是運用燃料燃燒經過當中形成的熱量來當作能源來工作的。為了可以確保燃料燃燒，就一定要提供充足的空氣，但是又必須要防止空氣過多產生燃燒時候火焰溫度降低與熱量損耗增多，所以燃料流量和空氣流量一定要配合好。為了能夠設計出最好燃燒經過的控制體系，一定要依照燃料和其燃燒體系的特征來選取參加燃燒的每個工質的參數檢測辦法和控制方案。對于選用再循環體系的燃油電廠，因為現實運用的油量并不是供油管的供油流量，而一定要縮減油泵的再循環流量。

還有不能忽視燃油噴燃器霧化所運用的蒸汽流量。其應該隨著燃燒速度依照比例進行抑制。對于燒煤粉的鍋爐來說，煤粉流量訊號的科學選取非常關鍵，要是抑制煤的流量訊號來自磨煤機負荷，那么設計控制體系的時候，對于單元運轉的機組，一定要思考到煤流量轉變和燃燒速度的時滯，所以一定要了解磨煤機的特征要是磨煤機時滯比較短的話，可以選用流量抑制回路中加相同效用時滯單元的方式進行補償；要是時滯比較長或者是中間粉倉式運轉的機組，那就需要抑制傳送煤粉的一次風流量來測算煤粉流量，來確保燃燒經過對于燃料需要的實時反應。正如上面所說，對于燃煤電廠來說，研發風粉管路煤粉品質流量計，能夠簡化燃燒節能控制體系的構造，并且對于提升運轉的牢靠性也是非常有利的。

結語

結合上面所說，控制體系的施行與完備和工質的流量訊號檢測和控制，與被控對象的運轉特征密切相關。伴隨電子技術的進展，流量訊號檢測技術持續提升，用微處理器當作根本的數字控制技術在工業生產當中被普遍運用。發電廠檢測儀表和控制體系也會持續完善，逐漸完成發電廠最大程度的提升能源運用效率，給中國節能減排做出了非常大的貢獻。

參考文獻

[1]趙洪偉，范義春，王孝偉，等.優化控制系統在發電廠燃氣鍋爐上的技術應用[J].通用機械，2017（2）：24-26+28.endprint