熱工自動(dòng)控制技術(shù)在火電機(jī)組節(jié)能降耗中的運(yùn)用研究

范魯煒

摘要：本文以熱工自動(dòng)控制技術(shù)在火電機(jī)組節(jié)能降耗中的運(yùn)用作為主要研究課題，首先分析了影響火電機(jī)組消耗的因素，而后詳細(xì)探討了熱工自動(dòng)控制技術(shù)在火電機(jī)組節(jié)能降耗中的運(yùn)用，旨在為火電機(jī)組真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：熱工；自動(dòng)控制；火電機(jī)組；節(jié)能降耗

一、引言

火電機(jī)組對(duì)于電廠來說是不可或缺的一個(gè)部分，在運(yùn)行階段，電廠會(huì)消耗很多煤資源，因此，對(duì)于電廠火電機(jī)組來說，加強(qiáng)燃煤使用量的控制十分必要，這屬于節(jié)能降耗的主要方式。當(dāng)前，熱工自動(dòng)控制技術(shù)逐漸在火電機(jī)組中得到了廣泛應(yīng)用，其既能為電廠創(chuàng)造效益又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，本文則基于此詳細(xì)探討了熱工自動(dòng)控制技術(shù)在火電機(jī)組節(jié)能降耗中的運(yùn)用。

二、影響火電機(jī)組消耗的因素

（一）鍋爐能耗指標(biāo)

鍋爐的能耗指標(biāo)表示的是鍋爐效率，會(huì)對(duì)鍋爐效率造成影響的指標(biāo)主要包含有排煙溫度、煙氣含碳量、漏風(fēng)率以及煙氣含氧量等。在此之中，對(duì)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(guān)聯(lián)，同時(shí)也和完全燃燒率緊密相關(guān)。所以，對(duì)燃煤在燃燒率上進(jìn)行提升對(duì)于提高鍋爐效率有著很大的促進(jìn)作用，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐能耗的降低。

（二）汽輪機(jī)組能耗指標(biāo)

汽輪機(jī)組能耗指標(biāo)表示的是汽輪機(jī)組效率。會(huì)對(duì)汽輪機(jī)組效率造成影響的指標(biāo)主要包含有主汽參數(shù)、再熱汽參數(shù)、汽缸效率、真空度以及回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)參數(shù)等。在此之中，對(duì)汽輪機(jī)組效率影響最大的因素即為主汽參數(shù)的變化程度。以600MW機(jī)組來看，下表1為主汽壓力以及主汽溫度對(duì)于機(jī)組煤消耗量的影響。

（三）廠用電指標(biāo)

即便火電廠屬于發(fā)電企業(yè)，但依然有大量的輔助發(fā)電設(shè)備離不開電的支持，其中，磨煤機(jī)、排粉機(jī)以及鼓風(fēng)機(jī)等幾種設(shè)備屬于用電量最大的。即使以上幾種設(shè)備在運(yùn)行過程中不會(huì)引起環(huán)境污染，但因消耗了電力，所以依然會(huì)對(duì)火電機(jī)組在煤消耗量上造成影響。

三、熱工自動(dòng)控制技術(shù)在火電機(jī)組節(jié)能降耗中的運(yùn)用

（一）熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)在鍋爐運(yùn)行降耗中的運(yùn)用

1.送風(fēng)量的控制

送風(fēng)量發(fā)生變化會(huì)使得爐內(nèi)過量空氣系數(shù)同樣發(fā)生變化，由此便會(huì)對(duì)燃燒造成一定的影響。因此，送風(fēng)量具備一個(gè)最佳值，當(dāng)其處于最佳值時(shí)，排煙損失和未燃盡損失的總和便處于最小狀態(tài)。對(duì)此，針對(duì)氧量自動(dòng)系統(tǒng)中負(fù)荷與氧量的設(shè)定值曲線進(jìn)行優(yōu)化便十分必要。判斷運(yùn)行階段的風(fēng)量大小并針對(duì)風(fēng)量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，判別風(fēng)量是否為最佳不但需以負(fù)荷以及煤量為參考，同時(shí)還需對(duì)氧量大小做出評(píng)判。需以試驗(yàn)為基礎(chǔ)對(duì)最佳氧量以及氧量的變化曲線進(jìn)行定期的檢查，基于檢查結(jié)果來對(duì)鍋爐在平時(shí)的運(yùn)行氧量實(shí)施相應(yīng)的調(diào)整。需針對(duì)氧量表實(shí)施定期的檢測和校驗(yàn)，以此來為燃燒分析調(diào)整奠定有力基礎(chǔ)。

3.磨煤機(jī)出口溫度的控制

出于對(duì)安全的考量，通常需對(duì)磨煤機(jī)出口的乏氣溫度實(shí)施一定的控制，如煙煤儲(chǔ)倉式時(shí)需低于70℃，而煙煤直吹式時(shí)需低于80℃。在設(shè)計(jì)鍋爐的過程中，因鍋爐燃燒需要一定的條件，所以，通常熱風(fēng)溫度都處于較高水平，但是，在這種情況下，磨煤機(jī)的出口溫度很有可能會(huì)超標(biāo)，過大的摻冷一次風(fēng)比重，導(dǎo)致排煙溫度持續(xù)增長。所以，基于熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)合理控制磨煤機(jī)出口溫度十分重要。

4.一次風(fēng)率降耗的控制

對(duì)于磨煤機(jī)來說，其在運(yùn)行過程中，需讓出口溫度保持在一定的范圍之內(nèi)，若一次風(fēng)量過大，那么冷一次風(fēng)量也會(huì)處于過高水平。另外，還會(huì)使得送風(fēng)量缺失，造成排煙溫度不斷提升。因此，需基于磨煤機(jī)的實(shí)際負(fù)荷來對(duì)一次風(fēng)量進(jìn)行對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)。如此一來，通過設(shè)置合理的參數(shù)，便可以對(duì)鍋爐在排煙熱損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失以及機(jī)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(dòng)控制系統(tǒng)在汽輪機(jī)運(yùn)行降耗中的運(yùn)用

1.DEH系統(tǒng)的閥門控制方式降低機(jī)組煤耗

汽輪機(jī)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?qū)樞蜷y閥門開啟順序進(jìn)行一定的優(yōu)化和改良，并調(diào)整閥門流量曲線，可以從以下幾個(gè)方面著手：更改機(jī)組調(diào)門的配汽方法之后，針對(duì)閥門流量特性實(shí)施相應(yīng)的優(yōu)化試驗(yàn)。通常情況下，閥門流量特性得到優(yōu)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(fēng)險(xiǎn)，所以，在使用該方法時(shí)，需提前讓汽輪機(jī)專家進(jìn)行檢查和審核。

2.主汽壓力系統(tǒng)降低機(jī)組煤耗

若工作時(shí)負(fù)荷較低，同時(shí)煤質(zhì)也處于較差水平，那么機(jī)組的主汽壓力將會(huì)面臨很大的波動(dòng)。這對(duì)于自動(dòng)滑壓運(yùn)行的投入有著很大的不良影響，同時(shí)，也會(huì)對(duì)機(jī)組的帶負(fù)荷能力產(chǎn)生負(fù)面作用。然而，雖然滑壓運(yùn)行方式能夠起到節(jié)能的功效，但是，相比理論值來說，主汽壓力的滑壓設(shè)定值卻要小一些。所以，對(duì)于火電機(jī)組來說，其在滑壓運(yùn)行的過程中，需制定嚴(yán)密的協(xié)調(diào)控制策略，并仔細(xì)調(diào)節(jié)和設(shè)定相關(guān)參數(shù)，從而為機(jī)組節(jié)能降耗打好基礎(chǔ)。

3.汽溫自動(dòng)系統(tǒng)降低機(jī)組煤耗

不管主汽溫度處于過高水平還是過低水平，其都會(huì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行造成一定的影響，主要涉及到經(jīng)濟(jì)以及安全方面，而能耗問題也會(huì)隨之變得惡劣。工作中，需基于火電機(jī)組鍋爐的燃燒特性來對(duì)汽溫自動(dòng)控制策略實(shí)施相應(yīng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)，以自動(dòng)控制策略為基礎(chǔ)來調(diào)整相關(guān)控制參數(shù)，從而提升汽溫自動(dòng)調(diào)節(jié)質(zhì)量。適當(dāng)情況下，還可以提高溫度設(shè)定值，將會(huì)得到良好的效果。以600MW超臨界機(jī)組來看，等到汽溫處于穩(wěn)定狀態(tài)后，當(dāng)平均主汽溫度提升4℃，那么煤耗將大約實(shí)現(xiàn)0.4g/（kW·h）的減少。

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