熱工自動控制技術在火電機組節能降耗中的運用研究

范魯煒

摘要：本文以熱工自動控制技術在火電機組節能降耗中的運用作為主要研究課題，首先分析了影響火電機組消耗的因素，而后詳細探討了熱工自動控制技術在火電機組節能降耗中的運用，旨在為火電機組真正實現節能降耗起到一定的借鑒作用。

關鍵詞：熱工；自動控制；火電機組；節能降耗

一、引言

火電機組對于電廠來說是不可或缺的一個部分，在運行階段，電廠會消耗很多煤資源，因此，對于電廠火電機組來說，加強燃煤使用量的控制十分必要，這屬于節能降耗的主要方式。當前，熱工自動控制技術逐漸在火電機組中得到了廣泛應用，其既能為電廠創造效益又能實現節能降耗的目的，本文則基于此詳細探討了熱工自動控制技術在火電機組節能降耗中的運用。

二、影響火電機組消耗的因素

（一）鍋爐能耗指標

鍋爐的能耗指標表示的是鍋爐效率，會對鍋爐效率造成影響的指標主要包含有排煙溫度、煙氣含碳量、漏風率以及煙氣含氧量等。在此之中，對鍋爐效率影響最大的因素即為排煙的熱損失，而后便為不完全燃燒損失以及散熱損失等。但是，要想降低排煙溫度，控制排煙熱損失的大小又和燃料的品種存在很大的關聯，同時也和完全燃燒率緊密相關。所以，對燃煤在燃燒率上進行提升對于提高鍋爐效率有著很大的促進作用，從而實現鍋爐能耗的降低。

（二）汽輪機組能耗指標

汽輪機組能耗指標表示的是汽輪機組效率。會對汽輪機組效率造成影響的指標主要包含有主汽參數、再熱汽參數、汽缸效率、真空度以及回熱加熱系統參數等。在此之中，對汽輪機組效率影響最大的因素即為主汽參數的變化程度。以600MW機組來看，下表1為主汽壓力以及主汽溫度對于機組煤消耗量的影響。

（三）廠用電指標

即便火電廠屬于發電企業，但依然有大量的輔助發電設備離不開電的支持，其中，磨煤機、排粉機以及鼓風機等幾種設備屬于用電量最大的。即使以上幾種設備在運行過程中不會引起環境污染，但因消耗了電力，所以依然會對火電機組在煤消耗量上造成影響。

三、熱工自動控制技術在火電機組節能降耗中的運用

（一）熱工自動控制系統在鍋爐運行降耗中的運用

1.送風量的控制

送風量發生變化會使得爐內過量空氣系數同樣發生變化，由此便會對燃燒造成一定的影響。因此，送風量具備一個最佳值，當其處于最佳值時，排煙損失和未燃盡損失的總和便處于最小狀態。對此，針對氧量自動系統中負荷與氧量的設定值曲線進行優化便十分必要。判斷運行階段的風量大小并針對風量進行適當的調整，判別風量是否為最佳不但需以負荷以及煤量為參考，同時還需對氧量大小做出評判。需以試驗為基礎對最佳氧量以及氧量的變化曲線進行定期的檢查，基于檢查結果來對鍋爐在平時的運行氧量實施相應的調整。需針對氧量表實施定期的檢測和校驗，以此來為燃燒分析調整奠定有力基礎。

3.磨煤機出口溫度的控制

出于對安全的考量，通常需對磨煤機出口的乏氣溫度實施一定的控制，如煙煤儲倉式時需低于70℃，而煙煤直吹式時需低于80℃。在設計鍋爐的過程中，因鍋爐燃燒需要一定的條件，所以，通常熱風溫度都處于較高水平，但是，在這種情況下，磨煤機的出口溫度很有可能會超標，過大的摻冷一次風比重，導致排煙溫度持續增長。所以，基于熱工自動控制系統合理控制磨煤機出口溫度十分重要。

4.一次風率降耗的控制

對于磨煤機來說，其在運行過程中，需讓出口溫度保持在一定的范圍之內，若一次風量過大，那么冷一次風量也會處于過高水平。另外，還會使得送風量缺失，造成排煙溫度不斷提升。因此，需基于磨煤機的實際負荷來對一次風量進行對應的設計。如此一來，通過設置合理的參數，便可以對鍋爐在排煙熱損失、化學不完全燃燒熱損失以及機械不完全燃燒熱損失方面做出有效控制，從而減少鍋爐的能源消耗量。

（二）熱工自動控制系統在汽輪機運行降耗中的運用

1.DEH系統的閥門控制方式降低機組煤耗

汽輪機順序閥方式包含有CV3、CV4-CV1-CV2，CV1、CV2、CV3-CV4以及CV1、CV2、CV3、CV4這三種。為讓供電煤耗盡可能處于低水平，能夠對順序閥閥門開啟順序進行一定的優化和改良，并調整閥門流量曲線，可以從以下幾個方面著手：更改機組調門的配汽方法之后，針對閥門流量特性實施相應的優化試驗。通常情況下，閥門流量特性得到優化之后，能夠在很大程度上減少煤消耗量，但是，其依然有著一定的風險，所以，在使用該方法時，需提前讓汽輪機專家進行檢查和審核。

2.主汽壓力系統降低機組煤耗

若工作時負荷較低，同時煤質也處于較差水平，那么機組的主汽壓力將會面臨很大的波動。這對于自動滑壓運行的投入有著很大的不良影響，同時，也會對機組的帶負荷能力產生負面作用。然而，雖然滑壓運行方式能夠起到節能的功效，但是，相比理論值來說，主汽壓力的滑壓設定值卻要小一些。所以，對于火電機組來說，其在滑壓運行的過程中，需制定嚴密的協調控制策略，并仔細調節和設定相關參數，從而為機組節能降耗打好基礎。

3.汽溫自動系統降低機組煤耗

不管主汽溫度處于過高水平還是過低水平，其都會對機組運行造成一定的影響，主要涉及到經濟以及安全方面，而能耗問題也會隨之變得惡劣。工作中，需基于火電機組鍋爐的燃燒特性來對汽溫自動控制策略實施相應的設計，同時，以自動控制策略為基礎來調整相關控制參數，從而提升汽溫自動調節質量。適當情況下，還可以提高溫度設定值，將會得到良好的效果。以600MW超臨界機組來看，等到汽溫處于穩定狀態后，當平均主汽溫度提升4℃，那么煤耗將大約實現0.4g/（kW·h）的減少。

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